フェムト秒2色パルス光を用いた時間分解施光分散測定法の開発と血糖測定への応用

飞秒双色脉冲光时间分辨光色散测量方法的开发及其在血糖测量中的应用

基本信息

批准号：
13750045
负责人：
安井武史
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

光学的血糖測定法は、糖尿病患者の血糖値測定(血中グルコース濃度)を非観血化する有力な手段として期待されている一般に血液は強い光散乱体であるが、従来の光学的血糖測定では血中散乱効果を考慮していなかったため、十分な精度が得られていなかった。このような問題を解決するために、フェムト秒パルス光を用いた散乱光除去型血糖測定法に関する研究を行った。(1)フェムト秒2色パルス光の利用グルコース溶液に赤色と青色の超短パルス光を同時に入射すると(フェムト秒2色パルス光)、屈折率分散により青色パルス光が赤色パルス光より遅れて出射される。この時間遅延量がグルコース濃度に依存することを利用して、血糖測定を行った。その結果、測定精度は118.3mg/dl、感度は222(mg/dl)/fsであった。散乱光除去に関しては生体レベルの1/2まで測定できたが、それ以上では青色パルス光の散乱現象が顕著になるため測定できなかった。また、従来の干渉計測で問題とされた外乱の影響が準共通光路配置によりキャンセルできた。(2)フェムト秒単色パルス光の利用グルコース溶液に赤色超短パルス光を入射すると、その通過に要する時間はグルコース濃度に依存して変化するので、これを利用して血糖測定を行う。本手法では、グルコース濃度依存がフェムト秒2色パルス光を用いた場合よりも10倍大きいため123[mg/dl)/fs]、高精度な測定(3.8mg/dl)が可能となった。散乱光除去に関しては、散乱効果が比較的小さな赤色単色パルス光の利用により、生体レベルの散乱体入りグルコース溶液での測定が可能となった。一方、直線偏光の赤色パルス光をグルコース溶液に入射すると、偏光面がグルコース濃度に依存して回転する。このような旋光特性を利用して血糖測定を行ったところ、測定精度63.4mg/dl、感度36(mg/dl)/mdegが得られた。

光学的血糖测量方法通常是一种强烈的光散射体，预计将是糖尿病患者（血糖浓度）的非血糖测量（血糖浓度）的强大手段，但是传统的光学血糖测量，这还不够准确，因为不考虑血液散射效应。为了解决此类问题，对使用飞秒脉冲光进行了对散射的光删除型血糖测量方法的研究。（1）当红色和蓝色的超级脉冲灯光同时入射时（femt秒2颜色脉冲灯），蓝色脉冲灯在蓝色的脉冲灯时，蓝色的脉冲灯被红色的脉冲光覆盖折射率分布。通过使用此时间延迟量进行血糖测量取决于葡萄糖浓度。结果，测量精度为118.3 mg/dL，灵敏度为222（mg/dl）/fs。测量散射的光直到生物水平的1/2，但由于蓝色脉冲光的散射现象变得异常出色，因此无法测量。此外，在常规干扰测量中，外部织物的影响是由半通用的光学道路布置取消的。（2）当红色的超旋转脉冲光在葡萄糖溶液中散发时，使用fem秒的单色脉冲光，传递所需的时间取决于葡萄糖浓度，因此请使用它来测量血糖。在这种方法中，123 [mg/dl）/fs（3.8 mg/dl）（3.8 mg/dl），123 [mg/dl）/fs，因为葡萄糖浓度依赖性比femtus两种浓度大10倍使用脉冲灯。关于散射光的去除，使用红色的单色脉冲光，具有相对较小的散射效果，可以用具有散射的生物级别散射物体的葡萄糖溶液进行测量。另一方面，当直偏光光的红色脉冲光入射在葡萄糖溶液中时，偏振表面由于葡萄糖浓度而旋转。当使用这样的旋转特性进行血糖测量时，测量精度为63.4 mg/dL，灵敏度36（mg/dl）/MDEG获得。