权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Breakthrough in non-invasive blood analysis using mid-infrared light

使用中红外光进行无创血液分析的突破

基本信息

批准号：
20H00231
负责人：
松浦祐司
金额：
$ 28.29万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は血糖，コレステロールなどの血中成分を，指や口唇でセンサ部を触れただけで，非侵襲で精密に分析を行う装置を開発することを目的とする．そのために高精度測定が期待される中赤外分光法を利用するが，中赤外光の体内への微小な侵入深さおよび微弱な光強度という問題点が大きな障壁となる．そこで，侵入深さが数ミクロンであった従来の減衰全反射（ATR）分光法に替えて，生体試料に垂直に光を入射し，光吸収により発生する熱または音響波を検出する新手法について検討する．この手法では光の侵入深さを20ミクロン程度と大きくとることができ，高感度化が期待される．熱検出には，熱による屈折率変化を近赤外プローブレーザ光で検出する光熱偏向法を用いるが，今年度においては従来，プローブ光を中赤外励起光の照射点で全反射するように配置していたが，この場合はアライメントずれによる影響が大きく，比較的大きいプリズムを必要とする．そこでプローブ光をプリズム表面に平行に入射する測定系を構築するとともに，小型のZnSプリズムを導入し，温度による屈折率変化が大きい，緑色光を導入することによって，良好な感度を得た．また，音波をとらえる光音響法においては，ヒトを対象とした測定を行い，採血による血糖値測定と同時に分光測定を行うことにより，血糖値の実測値と分光測定からの推定値との相関を撮ることを試みた．しかし，良好な相関関係は得られなかったため，血糖値が130mg/dlより高いか低いかの判別分析を行うことを試みた結果，推定的中率70%以上という良好な結果が得られた．

This study aims to develop a non-invasive, precision analytical device for the detection of blood glucose, glucose and blood components. High precision measurement is expected to be carried out by using infrared spectroscopy, which is used to detect the small intrusion depth of infrared light into the body and weak light intensity. A new method for detecting thermal and acoustic waves from biological samples by using attenuated total reflection (ATR) spectroscopy is proposed. The technique is to penetrate the light deeply into the depth of 20 degrees, and the sensitivity is to be expected. The heat source, heat source, refractive index change, near-infrared light source, detection, photothermal deflection method, this year, the light source, infrared light source, irradiation point, total reflection, configuration, in this case, the influence of large, relatively large, necessary. The measurement system of parallel incidence on the surface of the ZnS film was constructed. The refractive index of the ZnS film was changed from high to low by temperature. The sensitivity of the ZnS film was good. The blood glucose value was measured by spectrophotometry. Good correlation, blood glucose value up to 130mg/dl, high, low and discriminant analysis results, estimated median rate over 70%, good results.