Практически любые существовавшие до сих пор методы анализа крови так или иначе включали взятие образцов самой крови. Известные каждому с самого раннего детства уколы не только причиняют боль, но и несут определенные риски инфицирования крови, если игла оказывается недостаточно стерильной.
Больше всего в этом плане «достается» диабетикам, которым порой приходится ежедневно проверять свой уровень глюкозы через прокалывание пальца.
Инновационный лазер, разработанный американскими учеными под руководством Саббир Лякат (Sabbir Liakat) из Принстонского университета, способен неинвазивно (то есть бескровно, без существенного подкожного вмешательства) определить уровень сахара в крови человека с точностью до 84%.
Ученые проверили свою технологию на трех здоровых испытуемых. Сначала их попросили съесть 20 жевательных конфет, чтобы повысить уровень сахара, а затем измерили этот уровень с помощью лазера, направленного в ладонь. Для определения точности метода ученые сверили полученные результаты со стандартным анализом крови из пальца, который также провели в ходе эксперимента.
Принцип нового анализа крови довольно прост: длина волны излучаемого лазером света настроена таким образом, чтобы луч свободно проходил сквозь клетки кожи, не причиняя им никакого вреда, а затем частично поглощался молекулами глюкозы. Ученые затем определяют количество поглощенного света и получают показатель уровня сахара в крови – приблизительный, однако по своей точности в разы превышающий стандарты инвазивных методов анализа.
Сам лазер построен по принципу квантового «каскада», с электронами, проходящими через несколько слоев полупроводникового материала. Такая конструкция позволяет регулировать длину/частоту световой волны, то есть физические свойства лазерного излучения.
Воспользовавшись прогрессом в производстве «каскадных» лазеров, ученые смогли не только разработать аппарат достаточной мощности, чтобы проникнуть под кожу человека, но и добиться специфического и ранее практически недостижимого для лазерных технологий излучения в среднем инфракрасном диапазоне, который и позволил настроить аппарат в соответствии с целями анализа.
Авторы исследования отмечают, что проверка уровня глюкозы – далеко не все, что следует ожидать от «каскадных» лазеров.
Так как при использовании лазера по принципу квантового «каскада» можно регулировать длину волны излучаемого света в очень широком диапазоне, его применение вовсе не ограничено проверкой уровня глюкозы и может распространиться на другие области медицинского анализа.
– Саббир Лякат, Принстонский университет
Наука
Илон Маск
