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Spectroscopie de Raman pour des tests plus rapides de liquide organique

L'Université des chercheurs de Rochester annoncent dans la question actuelle du Bloc Optique Appliqué une technique qui en 60 secondes ou moins de produits chimiques multiples de mesures en liquide organiques, utilisant un laser, une lumière blanche, et un tube réfléchi.

La technique teste l'urine et le sérum sanguin pour les produits chimiques communs importants pour la surveillance et la demande de règlement du diabète et des maladies cardiovasculaires, de rein, urinaires et autre, et se prête au développement de l'essai par lots rapide dans les hôpitaux et d'autres configurations cliniques.

Co-Chercheurs Andrew J. Berger, professeur agrégé de bloc optique, et Qi de Dahu, candidat doctoral, tubes utilisés de faible-réfringent-incrément au lieu des cuvettes ou d'autres récipients encombrants pour retenir les spécimens biologiques. Et, pour obtenir plus d'information des liquide, ils ont utilisé la lumière blanche, comme cela d'une ampoule normale, avec le laser. Les tubes et les ampoules ont effectué toute la différence.

En spectroscopie appelée de Raman de technique de laser, les scientifiques brillent la lumière laser sur des molécules et la lumière disperse hors circuit, gain ou énergie perdante. Un spectrographe traduit les énergies changées en spectres. Chaque produit chimique présente un spectre de Raman que les scientifiques identifient. L'élan de Raman est un favori pour trouver les produits chimiques qui superposent et se mélangent en liquide, tout comme des instruments de musique dans un orchestre. Mais la spectroscopie de Raman vient avec un problème.

Le signe de Raman est notoirement faible. Utilisant lui tester des biofluids, avec leurs concentrations chimiques plus légères qu'en beaucoup de liquide, n'est pas un choix naturel. Berger et Qi ont injecté les échantillons liquides dans un tube transparent mince particulièrement effectué pour contenir la lumière, et la longue longueur de trajet du tube de l'interaction a laissé les scientifiques rassembler plus de dispersion de Raman. « Les tubes ont un Indice de réfraction inférieur qu'arrosent, ainsi les rebondissements de la lumière le long à l'intérieur de l'à coeur liquide, juste comme dans les fibres optiques solides pour la télécommunication, » a dit Berger. De « Autres groupes avaient l'habitude ces fibres pour renforcer leurs signes de Raman, ainsi nous avons voulu voir si nous pourrions traduire cet avantage pour utiliser avec des biofluids. »

Ils ont obtenu le signe plus intense qu'ils recherchaient, mais l'augmentation a projeté hors des mesures quand les échantillons d'urine ou de sérum sanguin ont varié en couleurs. Dans des expériences précédentes, Berger et son équipe avaient exploré comment une concentration de chaque produit chimique associe à la force du signe de Raman. Elle s'est avérée la relation n'est pas linéaire simple. Ils pouvaient utiliser cette information pour traiter des différences dans la couleur d'échantillon.

« Nous ne pouvons pas négliger que les échantillons de liquide organique absorbent la lumière, » avons dit Berger. « Nous aurions deux échantillons différents avec le même montant de protéine et n'obtenons pas la même force du signe. Si nous avions le sérum de deux échantillons de sang, peut-être un échantillon serait un peu de pinker dû à quelques hématies rompues. Alors nous n'obtiendrions pas la même force du signal. »

La solution a flashé comme une ampoule. Les scientifiques ont envoyé une poutre de la lumière blanche par chaque échantillon pour voir combien de lumière a été absorbée aux longueurs d'onde variées, et alors ils ont prévu des corrections. Il était assez facile d'injecter la lumière à l'aide de l'extrémité du tube en face du laser. Les corrections donnantes droit ont rendu des prévisions chimiques plus précises.

L'équipe a mesuré 11 produits chimiques en sérum sanguin, y compris la protéine totale, le cholestérol, le LDL et les Taux de HDL, le glucose, la triglycéride, l'albumine, la bilirubine, l'azote d'urée sanguine, la globuline, et le CO2. En urine, ils ont recensé l'azote et la créatinine d'urée. La technique ne mesure pas des ions tels que le calcium ou le sodium, ou d'autres produits chimiques actuels aux concentrations ci-dessous environ 0,01 mg/ml.

Les tests Spectraux n'utilisent aucun réactif chimique et offrent pour cette raison l'avantage d'être non destructifs aux échantillons liquides, à la différence de beaucoup d'essais en laboratoire. Après analyse, les praticiens pourraient utiliser les échantillons intacts pour d'autres genres de tests.

« Nous serrons un peu de liquide dans le tube, » a dit Berger. « En 10 ou 20 secondes, nous avons une panne chimique, et nous pouvons voir la présence de beaucoup de produits chimiques d'un seul trait. Il n'y a aucune chimie exécutée, et il n'y a aucun contact du liquide. »

La tuyauterie n'aide pas simplement avec la force du signal ; elle le rend également facile de déménager des biofluids autour. « Nous pompons un échantillon dans le tube, réussissons une certaine lumière par elle, et l'envoyons le long de sa voie, et alors nous sommes tous avons réglé pour pomper dans la prochaine, » a dit Berger.

http://www.rochester.edu