باحثون من جامعة روتشستر أعلن في العدد الحالي من تقنية البصريات التطبيقية أنه في 60 ثانية أو أقل التدابير مواد كيميائية متعددة في سوائل الجسم ، وذلك باستخدام الليزر والضوء الأبيض ، وأنبوب العاكسة.
البول اختبارات تقنية ومصل الدم بالنسبة للمواد الكيميائية مشتركة هامة لرصد وعلاج مرض السكري والقلب والأوعية الدموية والكلى ، وأمراض المسالك البولية وغيرها ، ويفسح المجال لتطوير اختبار سريع الدفعي في المستشفيات والمرافق الصحية الأخرى.
المشارك الباحثين أندرو جيه بيرجر ، أستاذ مشارك في علم البصريات ، وتشى Dahu مرشح الدكتوراه ، وتستخدم منخفضة مؤشر الانكسار أنابيب بدلا من cuvettes أو حاويات ضخمة أخرى لعقد العينات البيولوجية. و، للحصول على مزيد من المعلومات من السوائل ، فإنها تستخدم الضوء الأبيض ، كما أن من لمبة الضوء العادي ، جنبا إلى جنب مع الليزر. أدلى الأنابيب والمصابيح جميع الفرق.
في تقنية الليزر ودعا رامان التحليل الطيفي ، والعلماء يلمع ضوء الليزر على جزيئات وتشعث ضوء قبالة ، واكتساب أو فقدان الطاقة. A الطيف يترجم تتحول الطاقات الأطياف. لكل مادة كيميائية يمثل الطيف رامان أن العلماء الاعتراف بها. رامان النهج هو المفضل للعثور على المواد الكيميائية التي التداخل وخلط في السائل ، مثل الكثير من الآلات الموسيقية في الأوركسترا. لكن رامان التحليل الطيفي يأتي مع المشكلة.
رامان إشارة ضعيفة المعروف. استخدامه لاختبار biofluids ، مع تركيزها أخف مما كانت عليه في سوائل كيميائية كثيرة ، ليس خيارا طبيعيا. حقن بيرغر وتشى عينات السائل في أنبوب شفاف رقيقة مصنوعة خصيصا لاحتواء الضوء ، وطول الأنبوب لمسار طويل من التفاعل السماح للعلماء جمع مزيد من تشتت رامان. "أنابيب لديها معامل الانكسار أقل من المياه ، وذلك على ضوء انعكاسها على طول داخل نواة السائل ، كما هو الحال في الألياف البصرية للاتصالات الصلبة" ، وقال بيرغر. "كانت هناك مجموعات أخرى تستخدم هذه الألياف لتعزيز رامان إشاراتها ، لذلك اردنا ان نرى ما اذا كان يمكن أن تترجم هذه الميزة لاستخدامه مع biofluids".
لم يحصلوا على إشارة أقوى كانوا يبحثون عنه ، ولكن زيادة ألقى قبالة القياسات عند عينات من البول أو مصل الدم تختلف في اللون. في التجارب السابقة ، وكان بيرغر وفريقه استكشاف كيف يمكن لتركيز كل مادة كيميائية تتعلق قوة إشارة رامان. اتضح أن العلاقة ليست بسيطة واحدة خطية. انهم كانوا قادرين على استخدام هذه المعلومات للتعامل مع الاختلافات في اللون العينة.
"لا يمكننا ان نتجاهل ان عينات السوائل الجسم على امتصاص الضوء" ، وقال بيرغر. "كنت لدينا اثنين من عينات مختلفة مع نفس الكمية من البروتين و لن تحصل على نفس قوة الإشارة ، وإذا كان لدينا عينتين من مصل الدم ، وربما عينة واحدة سيكون بينكر قليلا بسبب تمزق بعض خلايا الدم الحمراء ، ثم ونحن لن تحصل على قوة الإشارة نفسها ".
تومض في حل مثل مصباح كهربائي. أرسل العلماء شعاع من الضوء الأبيض من خلال كل عينة لمعرفة مدى تم استيعاب موجات الضوء في شتى ، وبعد ذلك تحسب التصحيحات. كان من السهل على ضخ ما يكفي من الضوء باستخدام نهاية الأنبوب المقابلة ليزر. أجريت التصويبات الناتجة الكيماوي بصورة كبيرة تنبؤات أكثر دقة.
قياس فريق 11 مادة كيميائية في مصل الدم ، بما في ذلك البروتين الكلي ، والكولسترول ، ومستويات الكولسترول HDL ، والجلوكوز ، الدهون ، الزلال ، البيليروبين ، والدم واليوريا والنيتروجين ، الجلوبيولين ، وCO2. في البول ، والتعرف عليهم واليوريا والنيتروجين والكرياتينين. هذه التقنية لا يقيس الأيونات مثل الكالسيوم أو الصوديوم ، أو غيرها من المواد الكيميائية بتركيزات أقل من نحو 0.01 ملغ / مل.
الاختبارات الطيفية أي استخدام الكواشف الكيماوية ، وبالتالي توفر ميزة كونها تدميري لعينات السائل ، على عكس العديد من الفحوصات المخبرية. بعد التحليل ، ويمكن استخدام عينات تالفة الممارسين لأنواع أخرى من الاختبارات.
"نشد على كمية صغيرة من السائل في أنبوب" ، وقال بيرغر. "في 10 أو 20 ثانية ، لدينا انهيار الكيميائية ، ويمكننا أن نرى وجود الكثير من المواد الكيميائية في كل مرة ، ولا يوجد الكيمياء أداؤها ، وليس هناك من لمس السائل".
الأنبوب لا يساعد فقط مع قوة الإشارة ، بل أيضا يجعل من السهل تحريك biofluids حولها. واضاف "اننا مضخة عينة في أنبوب ، وتمرير بعض الضوء من خلال ذلك ، وإرسالها على طول طريقها ، ومن ثم كنت كل مجموعة الى ضخ نحن في واحدة المقبل" ، وقال بيرغر.
http://www.rochester.edu