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拉曼光谱未来将应用于无创血糖检测

作者:拉曼光谱仪产品 日期:2021-05-12 14:59:40 点击数:

拉曼光谱未来将应用于无创血糖检测(图1)

拉曼光谱未来将应用于无创血糖检测

近期三星及苹果公司有报道称正在研发的可检测血糖的智能穿戴设备进行报道,据悉,这两家公司最新款的智能手表可能将借助光学传感器,采用拉曼光谱法进行人体血糖无损检测。

   在血糖无创检测的诸多光学方法之中,拉曼光谱法因其能检测葡萄糖的特征谱,是未来最有希望实现高精度测量血糖浓度的方法之一。

 拉曼光谱未来将应用于无创血糖检测(图2)

使用激发光照射皮肤后收集得到的拉曼光谱(经皮测量)可以反映出皮肤组织中的许多化学物质,例如真皮内的胶原蛋白,真皮下脂肪中的三油酸甘油酯,表皮角质层的胶质蛋白,皮肤血管中的血红蛋白,以及分布于组织液和血液中的葡萄糖等。在血糖无创检测的诸多光学方法之中,拉曼光谱法因其能检测葡萄糖的特征谱,是未来最有希望实现高精度测量血糖浓度的方法之一。

麻省理工学院(MIT)在使用拉曼光谱测量无创血糖已研究了20多年,他们系统研究了皮肤拉曼光谱的成分、经皮血糖探测的定量化分析和矫正算法、动物血糖测量临床实验等等。去年三星和MIT研究人员在SCIENCE ADVANCES杂志上发表了最新的无创血糖检测的研究,通过对猪的活体葡萄糖钳制实验,从猪耳的拉曼信号图中直接观测到了葡萄糖的拉曼特征峰及其随血糖浓度的变化,这终结了长久以来关于拉曼光谱测量得到的是否是真实的葡萄糖浓度信号的争论,也为这项技术的应用带来一大突破。

  这个技术本身存在一定的技术难度,并且在可穿戴设备上集成低功耗的小型化拉曼光谱仪在工程上的难度也较大,但随着深度学习技术的飞速发展和大数据的不断积累,未来基于卷积神经网络的算法可能会替代当前拉曼葡萄糖浓度直接量化算法或者回归量化算法,使得智能穿戴设备的高精度无创血糖测量成为可能。

拉曼光谱未来将应用于无创血糖检测(图3)



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