FT-IR分光法とパルス量子カスケードレーザー（QCL）を使用したin vitroおよびin vivoでのヒト間質性液の赤外線分光分析：非浸潤グルコース測定への新しいアプローチを確立する

間質性液、すなわち、角質層と筋膜層の間の皮膚の生細胞の最も外側の層に存在する液体は、フーリエ変換赤外線分光法と、パルス型量子カスケード検出レーザーを使用した赤外線分光法により分析されました。850-1800cm（-1）範囲のボランティアからのシミュレートされた間質性液サンプルと実際のサンプルのIRスペクトルは、間質液の主要な成分が生理学的範囲内でアルブミンとグルコースであり、乳酸ナトリウムナトリウムのみがある場合にのみ、アルブミンとグルコースであることが明らかになりました。in vivoでの間質性液中のグルコースのIR吸光度は、量子カスケードレーザーと前述の光音響検出を備えたセットアップを使用して、健康なボランティアでプローブされました。約の間の血糖値の変動。ボランティアの80mg/dlおよび250mg/dlは、標準的な経口耐性試験（OGT）を使用して得られました。2つのIR波長、1054cm（-1）および1084cm（-1）では、皮膚からの光音響信号と、指先からの血液を使用した従来のグルコース試験スティックによって決定される血糖値との合理的な相関が得られました。間質性液のグルコース含有量は時間経過とレベルで血糖値に密接に従うため、赤外線光音響グルコースシグナル（PAGS）は、非侵襲的なグルコース測定の鍵として機能する可能性があります（数分とレベルの遅延とレベルの遅延とレベルのレベル血液中のグルコースレベルの約80〜90％）。間質性液は、わずか15〜50μmの深さで皮膚層に存在するため、吸光度測定では中IRエネルギーの範囲内にあります。中赤層の量子カスケードレーザーと光音響検出に基づいた糖尿病患者の非侵襲的グルコース測定は、酵素テストストライプと指先からの血液を使用して従来の測定を置き換え、痛みを軽減し、費用効率の高い代替品であることができます。数百万人の糖尿病患者。

Interstitial fluid, i.e. the liquid present in the outermost layer of living cells of the skin between the Stratum corneum and the Stratum spinosum, was analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy and by infrared spectroscopy using pulsed quantum cascade infrared lasers with photoacoustic detection. IR spectra of simulated interstitial fluid samples and of real samples from volunteers in the 850-1800cm(-1) range revealed that the major components of interstitial fluid are albumin and glucose within the physiological range, with only traces of sodium lactate if at all. The IR absorbance of glucose in interstitial fluid in vivo was probed in healthy volunteers using a setup with quantum cascade lasers and photoacoustic detection previously described. A variation of blood glucose between approx. 80mg/dl and 250mg/dl in the volunteers was obtained using the standard oral glucose tolerance test (OGT). At two IR wavelengths, 1054cm(-1) and 1084cm(-1), a reasonable correlation between the photoacoustic signal from the skin and the blood glucose value as determined by conventional glucose test sticks using blood from the finger tip was obtained. The infrared photoacoustic glucose signal (PAGS) may serve as the key for a non-invasive glucose measurement, since the glucose content in interstitial fluid closely follows blood glucose in the time course and in the level (a delay of some minutes and a level of approx. 80-90% of the glucose level in blood). Interstitial fluid is present in skin layers at a depth of only 15-50μm and is thus within the reach of mid-IR energy in an absorbance measurement. A non-invasive glucose measurement for diabetes patients based on mid-infrared quantum cascade lasers and photoacoustic detection could replace the conventional measurement using enzymatic test stripes and a drop of blood from the finger tip, thus reducing pain and being a cost-efficient alternative for millions of diabetes patients.