Исследователи из Принстонского университета (США) разработали устройство, которое позволит при измерении сахара в крови обойтись без игл.
В статье, опубликованной в журнале Biomedical Optics Express, исследователи описывают, как они измеряли уровень сахара в крови, направляя специальный луч лазера на ладони человека. Лазер проходит через клетки кожи, не вызывая повреждений, и частично поглощается молекулами сахара в организме пациента. Исследователи могут оценивать количество этого поглощения для измерения уровня сахара в крови.
Инновационный лазер, разработанный американскими учеными под руководством Саббир Лякат (Sabbir Liakat), способен не инвазивно (то есть бескровно, без существенного подкожного вмешательства) определить уровень сахара в крови человека с точностью до 84%.
Принцип нового анализа крови довольно прост: длина волны излучаемого лазером света настроена таким образом, чтобы луч свободно проходил сквозь клетки кожи, не причиняя им никакого вреда, а затем частично поглощался молекулами глюкозы. Затем ученые определяют количество поглощенного света и получают показатель уровня сахара в крови – приблизительный, однако по своей точности в разы превышающий стандарты инвазивных методов.
Лазер, используемый в измерении, работает на средних инфракрасных частотах. Это очень выгодно, ибо в около-инфракрасном спектре, который обычно встречается в медицинской аппаратуре, может происходить взаимодействие квантового пучка с различными кислотами и другими веществами кожи, что ведет к погрешности в измерении концентрации глюкозы.
Сам лазер построен по принципу квантового «каскада», с электронами, проходящими через несколько слоев полупроводникового материала. Такая конструкция позволяет регулировать длину и частоту световой волны, то есть физические свойства лазерного излучения.
Ученые проверили свою методику на трех здоровых добровольцах. Перед тестом каждый из них должен был съесть по 20 конфет, чтобы повысить уровень сахара, а затем измерили этот уровень с помощью лазера, направленного на ладонь. Для определения точности метода ученые проводили параллельно стандартный анализ крови из пальца.
По словам исследователей, их результаты показали, что показания лазерных измерений производят средние ошибки несколько большие, чем при стандартном измерении сахара в крови, но клиническая значимость их всё равно была очень высокой.
«Учитывая, что квантовый каскадный лазер может излучать свет в очень широком диапазоне длины волны, необходимо думать о возможности его использования не только для обнаружения глюкозы, но, вероятно, для определения других медицинских показателей», – заявил один из авторов Gmachl.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Liakat, Sabbir; Bors, Kevin A; Xu, Laura; Woods, Callie M; Doyle, Jessica et al. (2014) Noninvasive in vivo glucose sensing on human subjects using mid-infrared light. // Biomedical optics express – vol. 5 (7) – p. 2397-404
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
