全球超过4.2亿人(约占人口的8.5%)受到糖尿病这一慢性疾病的影响。随着越来越多的发展中国家经历城市化进程，并采用西方饮食习惯，糖尿病发病率在过去三十年中几乎翻了一番。
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非侵入性的测试
治疗糖尿病需要持续的监测和维护，这给患者、他们的社区和家庭带来了沉重的负担。此外，糖尿病发病率的增加给国家经济和医疗体系带来了负担。
目前诊断标准和糖尿病的疗法是繁重和侵入性的，但医学传感技术的最新进展使得医学研究人员的范围内的非侵入性糖尿病检测和血糖监测。Avantes很自豪能够成为生物医学传感领域的令人兴奋的进步的最前沿。
目前糖尿病诊断和治疗的标准
糖尿病的诊断和治疗目前需要直接测量血糖或糖化血红蛋白水平。医疗专业人员使用的方法有几种，包括随机或空腹血糖测试和糖耐量测试。这些方法主要被称为安培检测试验，因为血糖对试剂的反应会产生与样品中糖含量成比例的小电荷。这种方法在实验室环境下可以非常准确，而且易于理解和标准化。
尽管目前的检测方法已经很成熟，但它们仍然给世界各地的医疗专业人员和患者带来许多问题。在某些文化中，可能存在有关抽血的社会限制或禁忌，这使得患者难以遵守。血液样本也不稳定，需要冷藏。这可能是发展中国家的一个重大问题，尤其是农村地区，那里可能没有现成的制冷和电力。
管理糖尿病的慢性本质需要每天经常监测葡萄糖水平的人。这包括收集一小部分血液，通常用刺血针刺到手指。这可能是一种痛苦的程序，如果糖尿病患者抑制了愈合能力，可以导致额外的并发症，并且必须每天重复进行。
尽管手持式血糖监测器在世界各地越来越普及(约占目前销售给消费者的所有生物医学传感器的85%)，但血糖监测仍被认为是一个需要试纸的手动过程。再加上可能影响测试的环境因素，如温度和湿度，这些血液检测仪可能无法在所有条件下提供准确的测量结果。
寻找无创葡萄糖
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由于血糖测试的重复性和侵入性，以及全球范围内与血液测试相关的困难，研究人员正在急切地寻找非侵入性的替代标准安培检测测试。研究人员分析了许多替代方法，包括基于碳纳米管的方法和电化学测试。最近焦点转移到光学探测方法使用拉曼光谱学和鼻子吸光度。
即使在从事近红外光谱研究的研究人员中，也有许多研究途径。除了血糖外，还可以在指甲、头发、尿液和眼水中检测到糖化蛋白质（与葡萄糖结合的蛋白质）。
正在研究的两种最有前途的方法包括使用近红外光直接通过皮肤测量血糖，其功能设计与脉搏血氧仪基本相同。使用指甲作为测试样本是另一种正在调查的方法。
最大的障碍研究人员在为糖尿病制定新的非侵入性测试方案时，是制定标准化模型的理解结果。测量参数必须考虑到科学家和医生必须理解的线性摄取率，吸收模式和无数其他因素，以便开发用于解释和预测光谱响应的标准化和可重复模型。人类特征的差异也有差异，这些差异也必须被中和，以允许标准化新的协议。
近红外线和诊断窗口
由于研究人员称之为“光学窗口”或“诊断窗口”的一种特殊现象，用于生物医学应用的大部分光学传感技术都围绕着近红外展开。
人体组织对光的吸收是特定波长的。DNA和蛋白质吸收紫外线(UV)光谱，红外线范围被水高度吸收，而可见光被血液中的血红蛋白吸收。然而，在可见光谱的最末端，即650 nm至1100 nm的近红外(NIR)范围内，血红蛋白或水的吸收很少，散射也比紫外和可见范围小。最重要的是，在这个范围内的光可以用于活体而不会对组织造成任何损伤。
试试这个：在一个黑暗的房间里，每个人都可以通过手掌发出强光。看着他们的手背，他们会发现手背上有一个红色的光点。他们看到的是可见光光谱的尾端，即650-750 nm之间的红光，属于650-1100 nm的光学诊断窗口。
通过这个光学诊断窗口，研究人员和医生可以观察身体内部。杜克大学的Frans Jobsis博士在其具有里程碑意义的1977年研究中证明，脱氧和含氧组织在近红外光谱中表现出不同的吸收特性。从那时起，近红外光谱已被用于研究代谢性疾病，如癌症、心血管疾病、糖尿病、神经系统疾病和其他一些影响社会的疾病。
近红外拉曼光谱
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在处理光学生物传感器的开发的最新实验中，可用于VIS / NIR范围的光学窗口与拉曼光谱的分子指纹特异性偶联。虽然这种技术的潜力非常有希望，但是拉曼分析的增加复杂性增加了开发标准化诊断模型的障碍。
糖尿病测试的糖类指甲蛋白适宜性
生物医学设备开发人员正在竞相展示血液监测技术的下一波进步，因为血糖检测对不断增长的糖尿病人群至关重要，同时也因为对葡萄糖传感器的需求占生物传感器市场的85%。
一条研究线涉及糖基化角蛋白的测定。角蛋白，一种构成头发和指甲的蛋白质，可以与葡萄糖结合。随着时间的推移，糖基化与血糖水平呈线性关系。研究人员在寻找诊断糖尿病的光谱模型时选择指甲，因为糖尿病患者的指甲特征存在可观察到的差异。指甲也更适合用于开发一个标准化模型，因为它比头发的生长速率变化更小。
在这种方法中使用剪指甲有可能加强对糖尿病的初步诊断，特别是在发展中国家。收集剪下的指甲是不需要疼痛和特殊训练的。此外，与血液等体液相比，对剪指甲的文化和心理态度较为放松;由于指甲是稳定的，它们可以在不冷藏的情况下保存数周而不会丧失样本的生存能力。
指甲样品被磨碎并与反应剂混合进行测试。由于钉子对这些反应剂的渗透性不强，样品需要准备时间，可能还需要进一步处理。这种方法虽然微创，但仍然需要专家的样本准备，应该在实验室由训练有素的人员进行，不幸的是，不适合家庭血糖监测。
通过耳垂透射率进行家庭使用
研究人员还在开发透光率测量技术，这将是完美的家庭监控应用。耳垂透射率的测量实际上需要将波长的组合同时应用于耳垂。在耳垂两侧的传感器捕捉到衰减的光。首先，利用绿色可见光的反射率来确定组织厚度等皮肤参数。然后用红光透过率/吸收来测定血容量，最后用近红外波长来测定葡萄糖浓度。
这种方法很有前途，因为它的设计很简单，只需要一个耳垂夹，用光缆与光谱仪相连，这对于没有受过专门训练的人来说相对容易。此外，简单的设计和样品制备的缺乏意味着它可以由任何人进行，不需要实验室监督。
克服光学葡萄糖监测的障碍
对于目前正在研究的许多诊断方法，全面测试验证的主要障碍是研究人员解决个体差异的能力，以便创建用于分析结果的标准化模型。这些专家和科学家的工作使我们每天更加接近廉价、无创和准确的血糖监测替代方案的现实。
虽然无法预测一项新技术或方法何时会获得美国联邦药品管理局(FDA)或相关医疗认证机构的批准，但这种可能性正变得越来越现实。感谢奉献的医生、科学家和研究人员今天在这些令人兴奋的光学检测方法上的工作，糖尿病患者在不久的将来将不再需要忍受痛苦的血液检测。
医学研究前沿的前沿
Avantes为走在这项研究的前沿而感到自豪。Avantes的app亚博体育设备被用于世界各地的实验室，支持科学家和医生从事糖尿病研究。
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以前与汉堡大学的Damschke博士正在研究眼科葡萄糖监测旅行车AvaSpec-ULS2048为了测试和监控隐形眼镜的发展，隐形眼镜位于眼睛内并提供持续监控。ULS2048为Domschke博士及其团队提供了卓越的响应速度和200:1的信噪比。这被认为是Avantes星线光谱仪的可靠工作平台。
格罗宁根大学的研究人员在荷兰目前正在研究皮肤荧光，以监测血管损伤。糖尿病患者容易受到血液循环，血管损伤和极端缓慢的愈合缓慢，而这支球队侧重于使糖尿病足部并发症的治疗更容易。
研究人员使用了Avantes的旧型号，但AvaSpec-HS1024x58/122TEC具有最高的灵敏度，因为它采用了热电冷却、后减薄的探测器以及光学工作台的0.22数值孔径。该仪器更适合于近红外高灵敏度测量的要求。
Ishan Barman博士在MIT机械工程系的博士论文中，研究了用NIR拉曼光谱制作准确诊断模型的挑战。在他的作品中“解开基于光谱的无侵入性血糖检测的谜题”，他的系统建议对光谱仪谈论符合AvaSpec-HS1024X58TEC（Avaspec-Hero）的系统规范的仪器。
该仪器具有0.22数值孔径，能够收集光纤携带的全部光，具有最佳的灵敏度。AvaSpec-Hero提供了高分辨率和高灵敏度之间的最佳平衡，带有TE冷却后薄检测器。它有潜力促进较长的集成时间在低光应用，使其成为最佳选择的拉曼系统。
来自世界各地的研究人员信任Avantes仪器进行生物医学研究。Avantes senline光谱仪提供了许多定制的模型，适用于低光水平的应用，具有标准或热电冷却选项。
这个Avantes CompactLine微型光谱仪是另一个很好的解决方案。AvaSpec-Mini能够在紧凑的尺寸中封装大量的电源。在大约一副扑克牌的大小，这个单位的运作与许多Avantes的更大的形式因素仪器。
资源
此信息已采购，从Avantes BV提供的材料进行审核和调整。亚博网站下载
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