2019 Fiscal Year Annual Research Report
Verification experiments of health examination system based on mid-infrared quantum cascade lasers
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18K18842
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
松浦 祐司 東北大学, 医工学研究科, 教授 (10241530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木野 彩子 東北大学, 医工学研究科, 学術研究員 (30536082)
片桐 崇史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90415125)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 赤外分光 / 血糖値測定 / ＡＴＲ分光 / 量子カスケードレーザ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は中赤外領域で発振する量子カスケードレーザ（ＱＣＬ）を用いることにより，センサ部に指を触れたり，測定プローブを耳たぶ等に取り付けたりするだけで，採血なしでコレステロール値，グリコヘモグロビン，および血糖値などの各種の体外診断を行うことができるヘルスケア機器を開発するために，実験による原理実証を行うことを目的として次の事項について検討を行った．
１）特定成分の吸収ピークに着目したスペクトル定量分析 中赤外ATR 分光をベースとする光学的手法を用いて血中脂質モニタリングを試みた．摂食前後の数時間にわたり体表部（指先）および全血の吸収スペクトルを測定し，その結果，トリグリセリドの吸収ピークである1106 cm-1の光学吸収値が血中TG 濃度と高い相関を示すことがわかった．一方，体表部の吸収スペクトルにおいては，上記の相関が得られないことがわかった．しかし，1625cm-1および1388cm-1の吸収強度が，低密度リポタンパク（LDL）濃度と相関を示す可能性があることが示された．
２）波長可変QCLを用いた血糖測定の試み 波長掃引型パルスQCLと中空光ファイバ，および減衰全反射プリズムを組み合わせた非侵襲血糖値測定システムについて検討した．測定系の検討により，ヒト血糖値に相当するグルコース水溶液の測定に成功した．また，口唇を対象に吸収スペクトル測定を行ったところ，グルコースの複数の明瞭な吸収ピークが得られた．PLS 回帰分析によって測定結果を解析したところ，良好な定量モデルを得ることができ，本手法による血糖値測定の可能性を確認できた．
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