動的ラマン分析を用いた血中ブドウ糖濃度の非侵襲定量研究

使用动态拉曼分析进行血糖浓度的无创定量研究

• 批准号: 11780637
• 负责人: 佐藤 英俊
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11780637/
• 关键词: チューナブルレーザー; ラマン; ラマン励起プロファイル; 近赤外; 医用光学; バイオメディカル; 生体分光; 2次元相関解析; ヘモグロビン; ラマン分光法; 動的ラマン解析; 2次元相関解析法; 電子制御波長可変レーザー

本年度は、Hbの共鳴メカニズムの解明と動的ラマン分析法の応用、およびスペクトル測定精度向上のためのレーザー光源の改良を行った。前年度に行った励起波長変化に伴う強度変化の動的解析に続き、Oxy-,Deoxy-ヘモグロビン(Hb)のラマンスペクトルの振動モードの動的変化を解析した結果、500-550nm付近のQバンド電子遷移への共鳴によって増強される非対称的な振動モードの強度が、対称的な振動モードに比較して、励起波長が長くなるに従って急速に減衰し、860nmの励起波長では共鳴効果が非常に小さくなることが示された。従って、Hbの近赤外励起ラマンスペクトルはQバンドに共鳴しており、共鳴のメカニズムがAlbrechtのB項に従うことが確認された。また従来、Hbの1064nm励起FT-ラマンスペクトル中でヘム色素に由来する振動モードが強く観測される理由として、近赤外域の弱い吸収バンドへの共鳴が議論されてきたが、本研究により、共鳴ではなくヘムの持つ強い分極率によりヘムの振動モードが強く観測されることが結論づけられた。本年度新たに、非共鳴分子種によるスペクトルへの寄与を抽出する目的で、全血スペクトルの動的ラマン分析を行ったが、ノイズ成分が強すぎて非共鳴分子種であるグルコースのバンドを抽出することはできなかった。スペクトルノイズの低減のため、ポンプレーザーを新開発して電子制御波長可変レーザーの高出力化を試みたが、ポンプレーザーに用いるミラーマウント等の機械的安定性に問題があり、改良を行っている。また、ノイズの原因となるレーザー波長の不安定性を解消するために、温度制御機構を取り入れた波長可変レーザーを設計しており、現在試作器を制作中である。本研究の成果は、装置開発およびOxy-,Deoxy-Hbの動的ラマン分析に関して、2編の論文として準備中である。

This year, the application of Hb resonance analysis method and the improvement of light source were carried out. Analysis of excitation wavelength variation accompanied by intensity variation in previous years Results of analysis of excitation wavelength variation accompanied by intensity variation of vibration in the vicinity of 500-550nm Excitation wavelength increases in intensity of asymmetric vibration accompanied by intensity variation of asymmetric vibration accompanied by rapid attenuation of excitation wavelength The excitation wavelength of 860nm is very small. Hb, hb, hc, hc, hc. In this study, we discussed the reasons for strong vibration measurement of the origin of the pigment in Hb 1064nm excitation, and discussed the resonance of the weak absorption of the pigment in the near-red region. This year's new, non-resonant molecular species selection and extraction purposes, whole blood selection and kinetic analysis, strong non-resonant molecular species selection and extraction purposes The mechanical stability problems such as low power reduction, low power reduction and high power reduction of electronic control wavelength are solved and improved. The reason for this is that the wavelength instability is eliminated, and the temperature control mechanism is introduced into the wavelength variability design. The results of this study are related to the analysis of the dynamics of Oxy-,Deoxy-Hb in device development and preparation of the second part of this paper.

项目成果

佐藤英俊,田代英夫: "電子制御波長可変レーザーを用いたヘモグロビンの分光分析:透過吸収法とラマン法によるアプローチ"レーザー学会研究会報告:レーザー医学・生物学応用. RTM-00-27. 10-14 (2000)

Hidetoshi Sato、Hideo Tashiro：“使用电子控制波长可调谐激光进行血红蛋白的光谱分析：使用透射吸收和拉曼方法的方法”激光学会研究小组报告：激光医学和生物学的应用。 2000)

Hidetoshi SATO,Hironori CHIBA,Hideo TASHIRO and Yukihiro OZAKI: "Excitation Wavelength-Dependent Changes in Raman Spectra of Whole Blood and Hemoglobin : Comparison of the Spectra with 514.5,720, and 1064 nm Excitation."Journal of Biomedical Optics. (In P

Hidetoshi SATO、Hironori CHIBA、Hideo TASHIRO 和 Yukihiro OZAKI：“全血和血红蛋白拉曼光谱的激发波长依赖性变化：与 514.5、720 和 1064 nm 激发光谱的比较。”生物医学光学杂志。

佐藤英俊,和田智之: "技術ノート(生体計測のための分光技術)電子制御波長可変レーザーによる分光応用"応用物理. (In Press).

Hidetoshi Sato、Tomoyuki Wada：“技术说明（生物测量光谱技术）使用电子控制可调谐激光器的光谱应用”应用物理学（正在出版）。

和田智之,佐藤英俊: "フォトメディカルサイエンスに期待される波長可変固体レーザー"レーザー研究. 28. 298-302 (2000)

Tomoyuki Wada、Hidetoshi Sato：“可调谐固态激光器有望实现光医学科学”激光研究 28. 298-302 (2000)。

佐藤英俊、田代英夫: "生体オプトモニタリングシステム/新しい分光分析技術の開発"オプトロニクス. 12・216. 132-138 (1999)

佐藤秀俊、田代秀雄：“生物光监测系统/新型光谱分析技术的开发”Optronics 12・216（1999）。