University of Rochester forskare tillkännage i aktuellt frågan om tillämpas optik en teknik som i 60 sekunder eller mindre åtgärder flera kemikalier i kroppsvätskor, med hjälp av en laser, vitt ljus och en reflekterande röret.
Tekniken testar urin och blod serum för gemensamma kemikalier viktigt att kontroll och behandling av diabetes och hjärt-, njure, urinvägsinfektion och andra sjukdomar, och lämpar sig för snabb parti testning på sjukhus och andra inställningar för klinisk utveckling.
Co-researchers Andrew J. Berger, docent i optik, och Dahu Qi, doktorand, används låg-brytning-index rören i stället skålar eller andra skrymmande behållare för förvaring av biologiska prover. Och, för att få mer information från vätskor, de används vitt ljus, som från en vanlig glödlampa, tillsammans med lasern. Rören och ljuskällor gjort stor skillnad.
I laser teknik som kallas Raman spektroskopi, forskare shine laser light till molekyler och ljuset sprider ut vinner eller förlorar energi. En spektrograf översätter den ändrade energi till spektra. Varje kemikalie presenterar ett Raman spektrum som forskare känner igen. Raman är en favorit för att hitta kemikalier som överlappar varandra och blanda i vätska, ungefär som musikinstrument i en orkester. Men Raman spektroskopi levereras med ett problem.
Raman signal är notoriskt svag. Använder den för att testa biofluids, med sina ljusare kemiska koncentrationer än i många vätskor, är inte ett naturligt val. Berger och Qi injiceras flytande prover i en tunn genomskinlig röret speciellt gjort innehåller ljuset, och det röret lång sökvägens längd av interaktion låt vetenskapsmän samla in mer Raman spridningen. -Rören har en lägre än vatten, brytningsindex så ljus studsar längs inuti den flytande kärnan, precis som i fasta optiska fibrer för telekommunikation,"sade Berger. "Andra grupper hade använt dessa fibrer för att stärka deras Raman signaler, så vi ville se om vi kunde översätta denna fördel att använda med biofluids."
De fick den starkare signal som de söker, men ökningen kastade ut mätningar när prover av urin eller blodet varierar i färg. Berger och hans team i tidigare experiment, hade undersökt hur en koncentration av varje kemikalie relaterar till styrkan i Raman signalen. Det visade sig relationen är inte enkel linjär. De skulle kunna använda denna information för att hantera skillnader i färgprov.
"Vi inte kan glömma att kroppen vätska prover absorberar ljus," säger Berger. "Vi skulle ha två olika prover med samma mängd protein och inte få samma styrka av signalen. Om vi hade två prover av blodet, skulle kanske ett prov vara lite pinker på grund av att några Brusten röda blodkroppar. Då inte skulle vi få samma signalstyrkan."
Lösningen som blinkade som en glödlampa. Forskarna skickas en stråle av vitt ljus genom varje prov för att se hur mycket ljus absorberades vid olika våglängder, och sedan de beräknas korrigeringar. Det var lätt att injicera ljuset med hjälp av änden av röret mittemot lasern. De resulterande korrigeringarna som gjorts kemiska förutsägelser betydligt mer korrekta.
Laget mätt 11 kemikalier i blodet, inklusive sammanlagda proteinhalten, kolesterolet, LDL och HDL nivåer, glukos, triglycerid, albumin, bilirubin, blod kväve som urea, antimusglobulin och CO2. I urin identifierat de kväve som urea och kreatinin. Tekniken inte mäta joner såsom kalcium, natrium eller andra kemikalier som är närvarande vid koncentrationer under om 0,01 mg/mL.
Spektrala tester använder inga kemiska reagenser och därför erbjuder fördelen av att vara icke-förstörande att flytande prover, till skillnad från många labb tester. Efter analys kan jurister använda oskadade prover för andra typer av provningar.
"Vi squeeze en liten mängd vätska i röret," säger Berger. "Vi har en kemisk uppdelning i 10 eller 20 sekunder, och vi kan se förekomsten av en mängd kemikalier alla på en gång. Finns det ingen kemi som utförs och det finns inga vidrör vätskan.
Slangen hjälper inte bara med signalstyrkan; Det gör det också enkelt att flytta biofluids runt. "Vi pump ett prov i röret, passera vissa ljus genom det och skicka det längs vägen, och då är vi alla inställt på pumpen i det nästa, säger Berger.
http://www.Rochester.edu