20 مارس 2025- قند خون معمولاً با استفاده از روشهای تهاجمی شامل سوراخ کردن نوک انگشتان توسط سوزنهای کوچک اندازه گیری می شود. اما افرادی که از دیابت رنج می برند باید سطح قند خون خود را چندین بار در روز اندازه گیری کنند. استفاده مکرر از سوزن ها ناخوشایند است و می تواند خطر عفونت های بالقوه را افزایش دهد.
اکنون، یک مطالعه جدید توسط محققان دپارتمان ابزار دقیق و فیزیک کاربردی (IAP)، در موسسه علوم هند (IISc) یک راه حل جایگزین را از طریق تکنیکی به نام سنجش فوتوآکوستیک ارائه داده است. این تحقیق در مجلهScience Advances منتشر شده است.
در این تکنیک، هنگامی که پرتو لیزر به بافت بیولوژیکی تابیده می شود، اجزای بافت نور را جذب می کنند و بافت اندکی (کمتر از 1 درجه سانتی گراد) گرم می شود. این باعث انبساط و انقباض بافت می شود و ارتعاشاتی ایجاد می کند که می تواند به صورت امواج صوتی اولتراسونیک توسط آشکارسازهای حساس دریافت شود. مواد و مولکولهای مختلف درون بافت، مقادیر متفاوتی از نور فرودی را در طول موج های مختلف جذب می کنند و «اثرانگشت» منحصر به فردی را در امواج صوتی ساطع شده ایجاد می کنند. نکته مهم این است که این روش به نمونه ی بافت مورد مطالعه آسیب نمی رساند.
در مطالعه ی حاضر، محققان از این روش برای اندازه گیری غلظت یک مولکول منفرد، یعنی گلوکز، استفاده کردند. آنها از نور پلاریزه استفاده کردند - یک موج نوری که فقط در یک جهت خاص در نوسان است. به عنوان مثال، عینک آفتابی با مسدود کردن امواج نوری که در جهات خاصی در نوسان هستند، تابش خیره کننده را کاهش می دهد.
گلوکز، یک مولکول کایرال است، به این معنی که دارای یک عدم تقارن ساختاری ذاتی است که باعث می شود جهت نوسان نور قطبی شده(پلاریزه) در هنگام تعامل با این مولکول، تغییر کند. در کمال تعجب، محققان دریافتند که شدت امواج صوتی ساطع شده با تغییر جهت نور پلاریزه در برخورد با گلوکز موجود در محلول، تغییر می کند.
پرفسور جایا پراکاش، استادیار IAP و نویسنده مسئول این مطالعه، توضیح داد: "ما در واقع نمی دانیم که چرا سیگنال صوتی با تغییر حالت قطبش تغییر می کند. اما می توانیم بین غلظت گلوکز و شدت سیگنال صوتی در یک طول موج خاص رابطه برقرار کنیم."
گلوکز نور پلاریزه را می چرخاند و چرخش با غلظت افزایش می یابد که در شدت سیگنال صوتی منعکس می شود. بنابراین، اندازه گیری قدرت سیگنال صوتی به محققان این امکان را داد تا به صورت معکوس عمل کرده و غلظت گلوکز را تخمین بزنند.
محققان توانستند غلظت گلوکز را در محلول های آب و سرم و همچنین برش هایی از بافت حیوانی با دقتی نزدیک به دقت بالینی تخمین بزنند. آنها همچنین توانستند غلظت گلوکز را در اعماق مختلف بافت به دقت اندازه گیری کنند.
سوآتی پادمانابهان، دانشجوی دکتری و نویسنده ی اول این مقاله توضیح داد: «اگر سرعت صوت را در این بافت بدانیم، می توانیم از داده های سری زمانی برای ترسیم سیگنال های صوتی خود به عمقی که از آن می آیند، استفاده کنیم».
از آنجایی که امواج صوتی در داخل بافت زیاد پراکنده نمی شوند، محققان توانستند اندازه گیری های دقیقی را در اعماق بافت های مختلف به دست آورند.این تیم همچنین یک مطالعه آزمایشی انجام داده است که در آن از تنظیم حسگر برای ردیابی غلظت گلوکز خون یک شرکت کننده سالم قبل و بعد از غذا در طول سه روز استفاده کردند.
پادمانابهان، گفت: "پیدا کردن ستآپ مناسب برای انجام این آزمایش بسیار چالش برانگیز بود. در حال حاضر، منبع لیزری که ما استفاده می کنیم باید پالس های نانوثانیه ای بسیار کوچکی تولید کند، بنابراین ابعاد بزرگی دارد و گران است. ما باید آن را فشرده تر کنیم تا آن را برای استفاده بالینی مناسب کنیم. همکاران آزمایشگاه من قبلاً کار روی این هدف را آغاز کرده اند."
نویسندگان بر این باورند که از نظر تئوری، این تکنیک می تواند با تغییر طول موج نور برای هر مولکول کایرال کار کند. در این مطالعه، آنها همچنین توانستند غلظت ناپروکسن - دارویی که معمولا برای درد و التهاب خفیف استفاده می شود - را در محلول اتانول تخمین بزنند. از آنجایی که بسیاری از داروهای رایج مورد استفاده ماهیت کایرال دارند، چنین تکنیکی می تواند کاربردهای گسترده ای در مراقبت های بهداشتی و تشخیصی داشته باشد.
منبع:
https://medicalxpress.com/news/2025-03-painless-technique-glucose-solution-tissue.html