27590

مطالعه غلظت گلوكز موجود در محلول آب و گلوكز و خون و گلوكز توسط طيف سنجي FTIR و محلول آب و گلوكز توسط طيف سنجي رامان

كارشناسي ارشد

فوتونيك

1398

1401/08/11

دكتر مهدي شايگان منش

دكتر شهاب نوروزيان علم

فيزيك

امروزه فناوري هاي موجود در بازار براي اندازه گيري غلظت قند خون به روش هاي تهاجمي موجود هستند و از آنجا كه روش هاي تهاجمي باعث درد، زمان مصرف و هزينه زياد مي شود و خطر بالقوه بيماري هاي عفوني وجود دارد و نظارت مداوم ممكن نيست؛ ارائه روشي جديدتر و كارآمدتر ضروري ديده مي شود. اندازه گيري غيرتهاجمي قند خون نه تنها براي جوامع دانشگاهي بلكه براي جوامع صنعتي نيز چالش حياتي است. امروزه افزايش چشمگيري در استفاده از تجيهزات الكتريكي و اپتيكي در زمينه پزشكي براي اهداف باليني و تحقيقاتي وجود دارد. كه در اين ميان استفاده از طيف¬سنجي FTIR و طيف¬سنجي رامان نيز در زمينه¬هاي مختلف با پيشرفت¬هاي زيادي همراه بوده است؛ از طيف¬سنجي FTIR معمولا براي شناسايي ماهيت شيميايي پيوندها و همچنين تشخيص درصد پيوندها استفاده و مي شود و همچنين آناليز طيف سنج رامان يك روش متداول و سريع براي مشخص كردن پيوندهاي شيميايي است. در سال هاي اخير سنجش گلوكز خون به روش طيف سنجي مادون قرمز يك روش موفقيت آميز و اميدبخش شناخته شده است. در اين مقاله طيف سنجي FTIR و طيف سنجي رامان براي تفكيك پيوندهاي مولكولي بين مولكول گلوكز و هموگلوبين و همچنين مولكول گلوكز و آب مورد استفاده قرار مي گيرد كه محدوده عددموجي آن از 400 cm-1_10000 cm-1 مي باشد. تفاوت هاي قابل توجهي در نوع اتم ها و پيوندها در محدوده هاي مختلف عددموجي وجود دارد. آزمايش هاي مورد استفاده در اين پايان نامه از طريق خون گرفته شده به روش تهاجمي از بدن و طيف سنجي FTIR آن يك بار بر روي لام و بار ديگر بر روي قرص پتاسيم برميد و همچنين محلول هاي آب و گلوكز با غلظت هاي متفاوت انجام شد. طبق بررسي نتايج آزمايش¬ها مي توان نتيجه گرفت كه هر چقدر غلظت گلوكز در خون و محلول آب و گلوكز بالاتر باشد شدت جذب و مساحت زيرنمودار طيف هاي حاصل از FTIR در آن روند كاهش پيدا مي كنند و بالعكس؛ كه اين روند كاهشي مي تواند بدليل تشكيل پيوندهاي جديد هيدروژني و در نتيجه كاهش پراكندگي پس از حل شدن گلوكز در خون باشد. و همچنين براي طيف سنجي رامان، با افزايش غلظت گلوكز در محلول، شدت و مساحت زيرنمودار طيف رامان در محل قله هاي جذبي روند افزايشي داشته كه مي تواند بدليل تشكيل پيوند هيدروژني ناشي از تركيب مولكول¬هاي گلوكز و آب باشد.

1401/09/28

Investigation and study of glucose concentration in water/glucose solution and blood using FTIR and water/glucose solution using Raman spectroscopy

11/2/2023 12:00:00 AM

Today, there are technologies available in the market to measure blood glucose concentration by invasive methods. Since invasive methods cause pain, time and high cost, and there is a potential risk of infectious diseases, and also continuous monitoring is not possible; It is necessary to provide a newer and more efficient method. Non-invasive measurement of blood glucose is a critical challenge not only for academic communities but also for industrial communities. Recently, there is a significant increase in the use of electrical and optical equipment in the medical field for clinical and research purposes. In the meantime, the use of FTIR and Raman spectroscopy has been accompanied by many advances in various fields. FTIR spectroscopy is usually used to identify the chemical nature of bonds and also to detect the percentage of bonds, and Raman spectrometer analysis is a common and quick method to identify chemical bonds. In recent years, measuring blood glucose by infrared spectroscopy has been known as a successful and promising method. In this article, FTIR and Raman spectroscopy are used to separate molecular bonds between glucose and hemoglobin molecules, as well as glucose and water molecules, whose wavenumber range is from 400 cm-1 to 10000 cm-1. There are significant differences in the type of atoms and bonds in different wavelength ranges. The tests used in this thesis were performed through invasive blood taken from the body and its FTIR spectroscopy, once on a slide and another time on a potassium bromide tablet, as well as water and glucose solutions with different concentrations. According to the results of the experiments, it can be concluded that for the higher concentration of glucose in the blood and water/glucose solution, the absorption intensity and the area under the FTIR spectra decrease in that process, and vice versa; This reduction process can be due to the formation of new hydrogen bonds and as a result, the reduction of dispersion after the glucose is dissolved in the blood. And also for Raman spectroscopy, with increase of glucose concentration in the solution, the intensity and area of the subplot of the Raman spectrum at the location of the absorption peaks increased, which could be due to the formation of hydrogen bonds caused by the combination of glucose and water molecules.

ديابت , گلوكز , طيف سنجي FTIR , طيف سنجي رامان , گلوكومتر غيرتهاجمي

Diabetes , Glucose , FTIR spectroscopy , Raman spectroscopy , Non-invasive glucometer

Ehsan Azimzadeh

Dr. Mahdi Shayganmanesh