Infraraudonųjų spindulių spektroskopija yra cheminių junginių struktūrinės analizės spektroskopinė technika. Jis taip pat naudojamas cheminių ir biologinių mėginių medžiagoms aptikti. Pavyzdžiui, medicinoje jis naudojamas stebėti deguonis lygiai kraujas intensyviosios terapijos pacientų.
Kas yra infraraudonųjų spindulių spektroskopija?
Infraraudonųjų spindulių spektroskopija yra cheminių junginių struktūrinės analizės spektroskopinė technika. Pavyzdžiui, medicinoje jis naudojamas stebėti deguonis lygiai kraujas intensyviosios terapijos pacientų. Infraraudonųjų spindulių spektroskopija (IR spektroskopija) pagrįsta energijos būsenų sužadinimu molekulės by infraraudonoji spinduliuotė bangos ilgio diapazone nuo 800 nm iki 1 mm. Matavimo principas yra absorbcija radiacijos tam tikrame bangos ilgių diapazone, kad sužadintų atskiras funkcinių grupių vibracijos ir sukimosi būsenas. Sugertas regionas rodomas kaip IR spektro smailė. Kadangi vibracijos būsenos būdingos konkretiems atomams ir jų grupėms, smailių vieta suteikia informacijos apie molekulės. Matavimui galima naudoti keletą būdų. Pavyzdžiui, perdavimo technikoje infraraudonoji spinduliuotė praeina pro mėginį prieš absorbcija įrašomas spektras. Atlikus atspindėjimo techniką, atspindėta spinduliuotė tiriama spektroskopiškai. Be to, yra ir emisijos spektrų registravimo metodų. Infraraudonųjų spindulių spektroskopija yra suskirstyta į tris bangos ilgių diapazonus: šalia infraraudonųjų spindulių (NIRS) nuo 0.8 iki 2.5 mikrometrų, vidurinio arba klasikinio infraraudonųjų spindulių nuo 2.5 iki 25 mikrometrų ir tolimojo infraraudonojo spindulio nuo 25 iki 1000 mikrometrų.
Funkcija, poveikis ir tikslai
Šiandien infraraudonųjų spindulių spektroskopija naudojama daugelyje pramonės, tyrimų ar medicinos sričių. Ypač arti infraraudonųjų spindulių spektroskopija turi tam tikrų pranašumų prieš kitas dvi formas. Dėl didesnės energijos artima infraraudonųjų spindulių šviesa gali geriau kirsti mėginius arba bent jau turi didesnį skverbimosi gylį. Vien dėl šio pranašumo NIRS dažnai naudojamas medicinoje. NIRS idealiai tinka nustatyti vanduo turinys daugelyje pavyzdžių. Taigi daugelio maisto produktų drėgmę, taip pat baltymų ir riebalų kiekį galima gerai nustatyti. Todėl jis naudojamas maisto ir farmacijos pramonėje kontroliuojant procesus. Daugiau nei 30 metų beveik infraraudonųjų spindulių spektroskopija buvo tvirtai integruota kaip vaizdavimo technika medicinoje ir neuromoksluose. Jis naudojamas stebėti deguonis turinį kraujas, kraujotaka ar kraujas apimtis įvairių organų ir audinių. Ypač smegenys, raumenys ar dėžė yra nagrinėjami šiuo metodu. Šio metodo, kaip nustatyti deguonies kiekį, sėkmė grindžiama skirtingais absorbcija deguonies ir deguonies neturintis elgesys hemoglobinas. IR spektrai registruojami kaip a dalis stebėsena deguonies kiekio pokyčius laikui bėgant. Tuo pačiu metu šias reikšmes galima atvaizduoti naudojant vaizdavimo metodus. Šis principas taip pat naudojamas kraujotakai ir kraujui stebėti apimtis skubios pagalbos pacientams. Todėl NIRS dabar vis dažniau naudojama skubios ir intensyviosios terapijos medicinoje, siekiant užtikrinti nuolatinį paciento aprūpinimą deguonimi. Metodas taip pat įrodė savo vertę smegenys veikla. Jį nustatant, dinaminiai deguonies pokyčiai koncentracija kraujo kraujyje smegenys yra matuojami per kaukolės dangtelį. Tai įmanoma, nes artima infraraudonųjų spindulių skvarba yra labai didelė. Remiantis koncentracija deguonies pokyčiai, stiprumas smegenų veiklos. Daroma prielaida, kad didelis deguonies kiekis tam tikroje smegenų srityje rodo padidėjusį aktyvumą ten. Tokiu būdu reikia nustatyti neurologines ligas. Be to, atliekami moksliniai tyrimai, siekiant toliau tirti deguonies poreikio ir smegenų veiklos ryšį. Kadangi struktūra ir sąveika baltymai, angliavandenių, lipidai ir nukleorūgštys gali suteikti užuominų apie tokias ligas kaip Alzheimerio liga liga, išsėtinė sklerozė, artritas arba tam tikros rūšys Vėžys, tam tikrą laiką taip pat buvo atlikti moksliniai tyrimai, siekiant išsiaiškinti šių medžiagų struktūrą audiniuose, naudojant IR spektroskopiją. Ypatingas dėmesys skiriamas audinių tipų klasifikavimui nereikalaujant dažymo metodų. Kūno skysčiai z seilės, kraujo plazma, šlapimas arba sinovijos skystis taip pat galima analizuoti gliukozė, lipidai, cholesterolio kiekis, karbamido, baltymai arba fosfatas naudojant IR spektroskopiją. Moksliniai tyrimai vis dar vykdomi siekiant plėstis gliukozė nustatymas naudojant infraraudonųjų spindulių spektroskopiją. Tikslas yra greitai nustatyti kraują gliukozė koncentracija diabetu sergančių pacientų.
Rizika, šalutinis poveikis ir pavojai
Naudojant IR spektroskopiją medicininėje diagnostikoje, pavojų nenumatoma. Tai neinvazinis neskausmingas metodas be papildomo radiacijos poveikio. Dėl mažai energijos genetinės medžiagos ekspozicija pašalinama. Iš principo žmonės nuolat susiduria infraraudonoji spinduliuotė (šilumos spinduliuotė). Geras metodo toleravimas yra ideali sąlyga norint jį plačiai taikyti medicinoje. Tačiau visapusiškas jo taikymas vis dar turi ribas. Tačiau kartu su kitomis vaizdavimo technologijomis buvo padaryta didelė diagnostikos sėkmė. Kaip minėta pirmiau, šiuo metu stengiamasi optimizuoti gliukozės nustatymą diabetikams. Visų pirma, neinvaziniai metodai, tokie kaip IR spektroskopija, turėtų užtikrinti greitą analizę. Tačiau iki šiol šioje srityje nebuvo pasiekta jokio proveržio. Daug mokslinių tyrimų dar reikia atlikti ir kitose srityse. Pavyzdžiui, matuojant smegenų aktyvumą, išryškėja atvirkštinės problemos unikalumas. Juk smegenų veikla nėra registruojama tiesiogiai, o tik deguonies koncentracijos pokytis kraujyje. Todėl galima daryti išvadą tik apie padidėjusį aktyvumą. Norint patikrinti koreliaciją, reikia atlikti tolesnius tyrimus ir palyginimus su kitais metodais. Apskritai medicinoje tinka naudoti tik artimą infraraudonųjų spindulių spektroskopiją (NIRS). Vidutinio ir tolimojo infraraudonųjų spindulių spinduliuotė neturi galimybės prasiskverbti giliai į audinį.
