2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of glucose metabolism mechanism to improve accuracy of noninvasive blood glucose measurement by infrared ATR measurement
| Project/Area Number |
17K01403
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
木野 彩子 東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (30536082)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松浦 祐司 東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 糖代謝機序 / 非侵襲血糖値測定 / 中赤外ATR |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
フーリエ変換赤外分光器と減衰全反射（ATR）プリズムとの組み合わせによる，非侵襲血糖値測定システムのさらなる特性改善のため，細胞間質液中の（リン酸）グルコースおよびグリコーゲンの濃度変化を口唇粘膜の赤外分光法により連続的に取得し，この結果と採血により測定した血糖値の時間変動との相関を解析することにより，血糖値測定における糖輸送／代謝の個人差およびその影響の除去を試みた．
糖吸収の指紋領域950-1200㎝-1全体について，摂食後の吸収強度増分の推移を採血による血糖値に対応させる形で解析を行ったところ，摂食開始前の時点で血糖値が平常であるにも関わらず高い吸収強度を示す場合が散見された．口唇で得られる吸収スペクトル増分は複数の糖代謝中間生成物由来の吸収が重畳して形成されるが，摂食直前の口唇粘膜細胞内には主に多糖グリコーゲンが貯蔵されており，高い糖吸収強度を示すことが原因であるとわかった．さらに，当初は考慮されていなかった糖類以外の脂質やタンパク質成分についても，摂食物の内容によってはこの波数帯域に看過できない割合の吸収の重畳があり，これらの影響の除去についても検討が必要であることがわかった．各代謝生成物成分のリファレンススペクトルを説明変数とした重回帰分析を適用し，各々の濃度変動を摂食前後の経過時間について追跡／吸収強度に影響を与える目的外成分を分離除去することで，より精度の高い血糖値回帰モデルの構築が可能となった．
また，多数の被験者による連続的な吸収スペクトル取得を想定し，摂食物の直接的な影響や連続測定時の変動の低減を目的として，測定対象部位を従来の口唇から耳たぶや指先へと変更し，部位による取得データの差異の分析を行った．この結果，糖類由来の吸収スペクトル強度の摂食後時間変化の顕出については，常に皮脂に覆われる傾向にある耳たぶよりも指先の方が適していることがわかった．
|
