光学的手法を用いた非侵襲的血糖値・ヘモグロビンA_<1c>同時測定システムの開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17500309
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 西田 健朗 熊本大学, 医学部附属病院, 助手 (50336244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮村 信博 熊本大学, 医学部附属病院, 講師 (40274716) ; 豊永 哲至 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 助手 (60295128) ; 荒木 栄一 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 教授 (10253733)
• Keywords: 非侵襲計測システム / 血糖計測 / ヘモグロビンA_<1c> / 多変量解析

Research Abstract

1.近赤外拡散反射光を用いた非侵襲血糖計測システムの開発
近赤外拡散反射光を用いて、ブドウ糖濃度0mg/dlと1000mg/dlの水溶液のスペクトルを測定し、差スペクトルを算出した結果、6000cm^<-1>周辺でブドウ糖固有のスペクトルを認めた。次に、近赤外拡散反射光の浸透深度を推定すべく、5%ゼラチン水溶液を冷凍し、cryomicrotomyによる薄切標本を作製した。これを生体のファントムとして用い、近赤外拡散反射光の浸透深度を推定した結果、40μm以上となった。さらに、ブドウ糖固有のスペクトル強度とブドウ糖濃度との関連をpartial least square(PLS)methodによる多変量解析により解析した結果、ブドウ糖濃度0〜1000mg/dlの範囲において、相関係数r=0.84と高い相関が認められた。さらに、血清、血漿及び全血の生体試料にブドウ糖を添加し、ブドウ糖濃度80〜1000mg/dlの血清、血漿及び全血試料を作成、それぞれの試料のスペクトルを拡散反射プリズムを用いて測定し、近赤外域におけるブドウ糖固有のスペクトルの吸光強度とブドウ糖濃度との関係を回帰分析した、その結果、血清、血漿、全血それぞれ、相関係数0.72、0.70、0.48であった。
2.近赤外拡散反射光を用いた非侵襲ヘモグロビンA_<1c>計測システムの開発
ヘモグロビンA_<1c>の近赤外域における固有スペクトルを同定すべく、ヘモグロビンA_<1c>測定用サンプルの吸光スペクトルから既知のヘモグロビン濃度の全血のスペクトルを差し引くことにより、ヘモグロビンの糖化によるスペクトルの変化を導出し、近赤外域におけるヘモグロビンA_<1c>固有のスペクトルパターンを同定した。さらに、多変量解析を用いることにより、ヘモグロビンA_<1c>5.2〜8.6%の範囲において、相関係数r=0.64と有意の相関を認めた。