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氯化钠对葡萄糖水溶液近红外光谱的影响

2020-01-08 09:04:01  562次浏览 次浏览
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糖尿病是一种由多重因素造成的高血糖代谢紊乱疾病 , 至今没有彻底根治的医学手段 。世界卫生组织推荐患者进行血糖浓度的自我监测 ,及时调整或胰岛素剂量 ,将血糖 浓度控制在合理范围内 ,进而减少各种并发症的发生和发展。目前 ,患者一般通过针刺取血 ,再采用便携式血糖仪进行血糖监测 ,属于有创方式且存在感染的风险 ,给患者带来痛苦和诸多不便 ,也限制了血糖监测频率。由于近红外光对生物组织有较强的穿透性 ,且具有快速 、无损 、无污染 等特点 ,已成为血糖浓度无创伤检测的主要研究方向之 一。但葡萄糖在近红外区域吸收微弱 ,容易被水的强吸收覆盖 ,且人体内干扰信息复杂多变 ,导致其有用信息很难被提取 。在以往的研究中 ,大多主要关注人体组织内包括水 、脂肪 、皮肤 、肌肉及骨骼等大颗粒及大分子物质对血糖无创检测的影响 ,对血液成分中的无机盐的影响研究较少。

钠和氯是人体的宏量元素 ,均占体重 0.15% ,在循环和 消化系统中起主导作用 。钠离子(Na + )能保持人体血压和血容量 ,氯离子(Cl - )可维持体内酸碱平衡 。已有研究表明 ,在不考虑胰岛素影响情况下 ,组织对葡萄糖的吸收受到钠盐饮食情况的影响。吴枢武和晏渠如通过临床试验证明 ,血钠可作为糖尿病足病早期的风险预测指标 。Sakabe 等 以 Ⅱ型糖尿病患者为对象进行研究 ,表明每日盐摄取与作为糖尿 病肾病标志的尿蛋白具有相关性 。姜虹和施康平 的研究表 明 , Ⅱ型糖尿病合并低钠血症者可能存在因肾上腺皮质功能 相对不足而引起低钠血症的风险 。由此可见 ,在人体特别是糖尿病患者体内 ,钠盐含量与血糖浓度具有较高的相关性 。 而作为体内主要金属阳离子 ,血钠正常值(135 ~ 145mmol · L - 1 )是血钾正常值(3畅5 ~ 5畅5mmol · L - 1 )的 30 倍 。所以 , 在人体检测时 ,应考虑NaCl 对血糖吸收光谱的影响 。

近红外光谱主要为一些含氢基团如C — H ,N — H ,O — H 与S — H 等 ,化合物基频振动的倍频和合频吸收 ,因此NaCl 分子并不存在红外活性 。但在水溶液环境下 ,NaCl 主 要以离子形式存在 ,可能致使溶液中原有基团发生形变甚至断裂 ,进而改变其他基团特征吸收峰的位置和形状 。陈剑虹等分析了近红外光谱检测溶液中的钠离子机理 ,并选定 8 333 ~ 6 898 和 6 898 ~ 5 586cm - 1 波段 ,建立了NaCl 浓度 在同一温度和不同温度下的偏小二乘(partial least square ,PLS) 模型 ,结果均能满足日常检测精度要求 ;Huang 等利用短波近红外反射光谱检测熏鱼肉的水分和盐浓度 ,分别 建立PLS 和人工神经网络模型 ,结果表明 ,PLS 模型具有更 好的预测效果 。 由于近红外区域的吸收谱带表征低能级间电子跃迁 ,谱峰弱而宽 ,且高度重叠 ,图谱解析和定量分析存在一定的困 难。在 1986 年提出了二维相关光谱分析技术 ,将光谱 信号从一维扩展到二维 ,大大提高了光谱分辨率及重叠峰的 分离度 ,能更直观地反映光谱强度和扰动变量的相关性 。该技术目前已在 、聚合物 、蛋白质 、生物学等领域取得了成功 ,如生物蛋白质的次级结构研究 、成分鉴定 、聚合物材料的结构性能研究以及化学反应的机理和动力学研究等。

杭州柘大飞秒检测技术有限公司是独立的第三方配方研发检测及技术服务机构,专业从事各类物质分析测试、未知物(成分)分析、配方剖析、工业诊断与技术开发服务的高新技术企业,稳定剂成分分析主要是通过红外、核磁、XRF、XRD、GCMS、HPLC等精密分析仪器进行测试,然后经过专家导师多年经验剖析,还原出样品配方。

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