光テクノロジーを利用した血液ブドウ糖濃度の連続測定法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10956
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 土井 松幸 浜松医科大学, 医学部附属病院, 准教授 (10155616)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ブドウ糖濃度測定 / 光テクノロジー

Outline of Annual Research Achievements

研究実績の概要（令和元年度）
1. 平成30年度の結果より課題となったアントラセン-フェニルボロン酸を用いたブドウ糖検出装置が時間的に安定しない原因を継続して検討した。アントラセン-フェニルボロン酸溶液が，ブドウ糖存在下に波長370 nmの励起光で430 nm の青色の蛍光を発することを再度確認した。アントラセン-フェニルボロン酸溶液濃度1mM/Lの濃度を選択した。発生する蛍光強度はブドウ糖濃度1mg/dLから300mg/dLの範囲で濃度依存性であった。ブドウ糖による蛍光強度は，時間と共に減弱した。蛍光強度の時間的安定性を獲得するために，溶液の温度，pH，を調整して検討したがこの問題を克服できず，この方法でのブドウ糖検出を断念した。
2.　赤外線スペクラムを用いた血中ブドウ糖濃度定量法の開発については，純水の吸光スペクトラムを基準として，ブドウ糖濃度100mg/dL と300mg/dLの水溶液の吸光スペクトラムを記録した。1000nmから1200nmの近赤外領域に微弱な吸収を検出することができた。1000nm から1200nmの間で10nm刻みで吸光の濃度依存性を検討したが，吸収が微弱なため信号ノイズ比が小さくいずれの波長でも濃度吸光関係を得ることが困難であった。1200nmから1400nmの近赤外領域での検討を加えたが，分光光度計の安定性向上や光学ガラスの吸光ノイズを除去することが微細な信号を検出する上で克服すべき課題として判明した。
3. 光ファイバーカテーテルのデザインの検討については着手できなかった。ブドウ糖検出装置の基本構成が決まり次第，カテーテルのデザインならびに光供給装置。蛍光受光装置の設計を行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

アントラセン-フェニルボロン酸溶液が発生する蛍光強度が時間的に不安定であり，その原因検索に難渋し，この方法でのブドウ糖定量を断念したため。
ブドウ糖の赤外線スペクトラム解析の信号ノイズ比の改善方法の検討に時間を要し，使用する波長帯の検討に時間を費やしたため。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度は，研究企画の最終年度である。令和元年度の研究を引き続き実行するとともにブドウ糖の赤外線スペクトラム検出に使用するカテーテル等測定装置の試作行い，本研究計画を総括できるよう研究を実施したい。
また静脈麻酔薬のレミマゾラムを測定対象物質として追加し，血液濃度の定量方法について検討したい。血液中のレミマゾラム濃度を光テクノロジーを利用して定量する方法を開発するにあたり，精度評価の基準となる血中濃度定量方法を高速液体クロマトグラフを用いて確立する計画である。

Causes of Carryover

令和元年度の予算は，主にカテーテルや光供給装置，蛍光受光装置の試作に使用する予定であったが，当該年度に実施できなかったため残額が発生した。
令和2年度予算に，令和元年度予算の残額を合わせてカテーテル等の試作とレミマゾラム血中濃度測定法の開発に使用する計画である。