全球有4.2亿多人（约占人口的8.5%）患有糖尿病，这是一种慢性疾病。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。
目前糖尿病的诊断标准和治疗方法繁琐且有创，但医学传感技术的最新进展使无创糖尿病检测和血糖监测成为医学研究人员的目标。Avantes自豪地站在生物医学传感领域令人兴奋的进展的前沿。
糖尿病现行诊疗标准
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确立，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。在一些文化中，可能会有关于抽血的社会限制或禁忌，使患者难以遵守。血液样本也不稳定，需要冷藏。这在发展中国家可能是一个主要问题，特别是在农村地区，那里的冰箱和电力可能不容易得到。
糖尿病的慢性治疗需要患者每天经常监测自己的血糖水平。这包括采集一小部分血液样本，通常用刺血针扎手指。这可能是一个痛苦的过程，并可能导致额外的并发症，如果糖尿病人抑制愈合能力，他们必须每天重复进行。
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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由于葡萄糖检测的重复性和侵入性，以及世界范围内与血液检测相关的困难，研究人员正在急切地寻找标准安培检测试验的非侵入性替代方法。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。最近的焦点已经转移到使用光学方法进行检测拉曼光谱和近红外光谱吸光度。
即使在研究近红外光谱的研究人员中，也有许多研究途径。除了血糖，在指甲、头发、尿液和眼睛的体液中也可以检测到糖基化蛋白(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计基本相同。使用指甲作为测试样本是正在调查的另一种方法。
研究人员在开发一种新的糖尿病非侵入性检测方案时面临的最大障碍是开发用于理解结果的标准化模型。测量参数必须考虑线性吸收速率、吸收模式和无数其他因素，科学家和医生必须了解这些因素，以便开发一个标准化和可重复的模型来解释和预测光谱响应。人类特征之间也存在差异，这些差异也必须被消除，以使新协议标准化。
近红外和诊断窗口
许多用于生物医学应用的光学传感技术都围绕着近红外展开，这是由于一种被研究人员称为光学窗口或诊断窗口的特殊现象。
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，人们可以通过手掌发出强光手电筒。看他们的手背，他们会观察到手背上有一个红色的光点。他们看到的是可见光光谱的尾部，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看到身体内部。在他1977年的里程碑式研究中，杜克大学的Frans Jobsis博士证明了缺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，近红外光谱技术被用于研究代谢疾病，如癌症、心血管疾病、糖尿病、神经系统疾病和其他一些困扰社会的疾病。
近红外拉曼光谱
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在发展光学生物传感器的最新实验中，可见/近红外范围的光学窗口与拉曼光谱的分子指纹特异性相结合。虽然这项技术潜力巨大，但拉曼分析的复杂性增加了发展标准化诊断模型的障碍。
糖化甲蛋白对糖尿病测试的适用性
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%。
其中一项研究涉及糖化角蛋白的测定。角蛋白是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，选择了指甲，因为糖尿病患者的指甲特征存在明显差异。为了开发标准化模型，指甲也是首选的，因为指甲的生长率变化比头发小。
在这种方法中使用指甲剪有可能加强糖尿病初始诊断的检测，特别是在发展中国家。收集指甲屑是可能的，没有痛苦，也不需要特殊训练。此外，与血液等体液相比，关于指甲修剪的文化和心理态度是宽松的；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品的活力。
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。
家用耳垂透光率
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来说，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，以便创建一个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接近现实，廉价的，无创的，准确的血糖监测替代方案。
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）或相关医学认证机构的批准，但这种可能性正在变得更加现实。由于今天致力于这些令人兴奋的光学检测方法的医生、科学家和研究人员的努力，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。
Avantes在医学研究的前沿
Avantes很自豪能站在这项研究的前沿。Avantes设备用于世界各地的实验室，支持从事糖尿病研究的科学家和医生。2020欧洲杯下注官网
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Angelika M. Domschke博士，之前在汉堡大学工作，正在研究眼科血糖监测的帮助下Avantes AvaSpec-ULS2048为了测试和监测隐形眼镜的发展情况，这种隐形眼镜位于眼睛内并提供持续监测。ULS2048为Domschke博士和她的团队提供了出色的响应速度和200:1的信噪比。这被认为是Avantes StarLine光谱仪可靠的主力。
荷兰格罗宁根大学的研究人员目前正在研究皮肤荧光，以监测血管损伤。糖尿病患者容易出现血液循环不良、血管损伤和四肢愈合缓慢等问题，该团队致力于使糖尿病足并发症的治疗更容易。
研究人员使用的是Avantes公司的旧型号，但AvaSpec-HS1024x58/122TEC提供了最高的灵敏度，因为它具有热电冷却、后薄探测器和光学台的0.22数值孔径。该仪器非常适合近红外高灵敏度测量的需要。
Ishan Barman博士在麻省理工学院机械工程系的博士论文中研究了利用近红外拉曼光谱产生精确诊断模型的挑战。在他的著作《解开基于光谱学的无创血糖检测之谜》中，他对光谱仪的系统建议谈到了一种符合AvaSpec-HS1024x58TEC（AvaSpec HERO）系统规格的仪器。
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。
的Avantes小型光谱仪紧凑线这是另一个伟大的解决方案。AvaSpec Mini能够将大量功率打包成紧凑的尺寸。在大约一张牌的大小，这个单位的运作与许多AvANTES更大的形式因素仪器。
资源
这些信息来源于Avantes BV提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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