Новости химической науки > Новый сенсор сможет увидеть глюкозу через кожу

Исследователи из Германии разработали спектроскопический метод, позволяющий измерить уровень глюкозы в крови непосредственно через кожу человека, не прокалывая ему палец или вену. Предполагается, что новый способ анализа существенно упростит и сделает менее болезненными регулярные процедуры, которые должны проходить люди, страдающие от диабета или находящиеся в преддиабетическом состоянии.

Работа нового метода основана на следующих принципах – при облучении образца инфракрасным светом происходит увеличение его температуры, а в то время как эта тепловая энергия диффундирует к материалу, находящемуся в контакте с образцом, создается температурный градиент, образующий термическую линзу. Подобный эффект является причиной миража в пустыне или марева, которое мы можем видеть в жаркий летний день над поверхностью раскаленной асфальтовой дороги. Измерение угла отклонения луча, проходящего через такую линзу, позволяет изучать термические и оптические свойства образца.

Рисунок из Analyst, 2015, DOI: 10.1039/c4an01185f

В новом подходе к анализу на содержание глюкозы в крови, предложенном Мигелем Ангелем Плейтесом (Miguel Ángel Pleitez) из Университета Гете во Франкфурте, используется комбинация методов полного внутреннего отражения [total internal reflection (TIR)] и фототермической дефлектометрии [photothermal deflectometry (PTD)]. Эти методы применяются для измерения параметров ИК-спектра непрозрачных светорассеивающих образцов. Для возбуждения образца исследователи применяют квантовый каскадный лазер [quantum cascade laser (QCL)].

Как поясняет Плейтес, комбинация TIR-PTD может использоваться для проведения исследований в самых различных областях – ее можно применять для изучения жидких и твердых образцов, а также тканей человека. Таким образом, новая методика сможет оказаться востребованной для самого широкого круга практических приложений, в особенности – для сканирования тех объектов, которые ранее было невозможно изучать из-за их непрозрачности.

Для контроля своего состояния больные диабетом должны регулярно прокалывать палец для мониторинга содержания глюкозы (в ряде случаев к этой болезненной и инвазивной процедуре приходится прибегать несколько раз в день). Предполагается, что методика TIR-PTD позволит измерять содержание глюкозы в интерстициальной жидкости под кожей, делая это безболезненно. Для проверки такого предположения исследователи применили новую методику для изучения кисти пациента, болеющего диабетом, и продемонстрировали, что существует возможность спектрального изучения тех участков ткани, которые расположены на глубине 50 микрометров от поверхности кожи, что вполне достаточно для точного и воспроизводимого определения концентрации глюкозы.

Плейтес надеется, что в будущем методика сможет оформиться и в такие области диагностической медицины, как спектральная гистопатология и спектральная цитопатология, которые позволят проводить диагностику онкологических заболеваний на качественном и количественном уровне, причем, если удастся удешевить лазер и/или провести другие варианты модификации, такой диагностический инструмент можно будет применять не только в больничной лаборатории, но и в качестве персонального средства диагностики.

Источник: Analyst, 2015, DOI: 10.1039/c4an01185f

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #бытовая химия, #медицинская химия