Лазер допоміг вченим виміряти рівень глюкози в крові досліджуваних з точністю до 84%, проте нова технологія обіцяє полегшити життя далеко не лише діабетикам. Про це йдеться у статті, опублікованій у журналі Biomedical Optics Express.
Практично будь-які методи аналізу крові, що існували досі, так чи інакше включали взяття зразків самої крові. Відомі кожному з раннього дитинства уколи не тільки завдають біль, а й несуть певні ризики інфікування крові, якщо голка виявляється недостатньо стерильною.
Найбільше в цьому плані «дістається» діабетикам, яким часом доводиться щодня перевіряти свій рівень глюкози через проколювання пальця.
Інноваційний лазер, розроблений американськими вченими під керівництвом Саббір Лякат (Sabbir Liakat) з Прінстонського університету, здатний неінвазивно (тобто безкровно, без істотного підшкірного втручання) визначити рівень цукру в крові людини з точністю до 84%.
Вчені перевірили свою технологію на трьох здорових випробуваних. Спочатку їх попросили з’їсти 20 жувальних цукерок, щоб підвищити рівень цукру, а потім виміряли цей рівень за допомогою лазера, спрямованого в долоню. Для визначення точності методу вчені звірили отримані результати зі стандартним аналізом крові з пальця, який також провели під час експерименту.
Принцип нового аналізу крові досить простий: довжина хвилі світла, що випромінюється лазером, налаштована таким чином, щоб промінь вільно проходив крізь клітини шкіри, не завдаючи їм жодної шкоди, а потім частково поглинався молекулами глюкози. Вчені потім визначають кількість поглиненого світла і одержують показник рівня цукру в крові приблизний, однак за своєю точністю в рази перевищує стандарти інвазивних методів аналізу.
Сам лазер побудований за принципом квантового «каскаду» з електронами, що проходять через кілька шарів напівпровідникового матеріалу. Така конструкція дозволяє регулювати довжину/частоту світлової хвилі, тобто фізичні властивості лазерного випромінювання.
Скориставшись прогресом у виробництві «каскадних» лазерів, вчені змогли не тільки розробити апарат достатньої потужності, щоб проникнути під шкіру людини, але й досягти специфічного і раніше практично недосяжного для лазерних технологій випромінювання в середньому інфрачервоному діапазоні, який дозволив налаштувати апарат відповідно до цілей аналізу.
Автори дослідження зазначають, що перевірка рівня глюкози далеко не все, що слід очікувати від «каскадних» лазерів.
Оскільки при використанні лазера за принципом квантового «каскаду» можна регулювати довжину хвилі випромінюваного світла в широкому діапазоні, його застосування зовсім не обмежене перевіркою рівня глюкози і може поширитися на інші області медичного аналізу.