[发明专利]基于偏振光磁光效应的血糖浓度检测方法及装置

说明书

本发明公开一种基于偏振光磁光效应的血糖浓度检测方法及装置，该方法在磁光偏转效应基础上，将盛装血糖溶液的样品试管置于磁约束体形成的磁腔中，在磁约束体的作用下，增大血糖的旋光偏转角，使用光强计检测检偏器之后的光强；通过旋转检偏器，使磁腔中带有样品试管时的光强与无样品试管时的光强保持一致，通过绝对式编码器测量检偏器偏转的角度，从而实现样品试管中血糖浓度的检测。本发明检测速度快，检测精度高，稳定可靠，为我国生物医学、临床医学等领域提供了技术基础并带来了巨大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及溶液浓度检测技术领域，尤其涉及一种基于偏振光磁光效应的血糖浓度检测方法及装置。

背景技术

随着激光器的发明，光在人类世界的舞台上发挥着重要作用，尤其在光与生命科学、医学相结合的领域，有很多光学技术为人类健康服务，比如光学医疗诊断、光学影像、人体成分的光谱检测技术等。目前，血糖浓度的常规检测是通过手指针刺和静脉采血等，该方式给患者带来一定的心理和经济负担，甚至导致二次感染，因此血糖无损检测技术倍受关注。目前最具代表性的血糖光学无损检测技术有拉曼光谱法、旋光法、近红外光谱法等，虽然取得了一定成效，但受到组织光散射和干扰因素众多等技术瓶颈的制约。

拉曼光谱法是基于拉曼散射效应的一种方法。其原理是人体组织中的葡萄糖被激光照射后，通过检测激光从被测物质出射后的散射光频移变化，就可以推算出血糖浓度。但由于人体组织内其他物质的干扰作用，蛋白质分子的荧光背景信号与拉曼信号接近，对拉曼信号的检测比较困难。旋光法是一种使用光学方法实现血糖浓度检测的方法。其原理是当偏振光照射血糖溶液时，偏振光的旋转角度发生变化且其变化程度与被测溶液的葡萄糖浓度呈正相关，根据偏振光旋转角度的变化就可以推算出血糖浓度。旋光法检测的偏转角较小、干扰多，测量偏差较大，需要做进一步的研究。近红外光谱法是目前世界上研究最多的无创测量血糖的方法，具有快速、实时、无污染等优点，可以直接检测人体血糖浓度，无需做特殊处理。近红外光对体液及软组织具有很好的穿透性，可以携带丰富的葡萄糖信息，是较为理想的检测光谱段。其原理是人体局部组织被近红外光照射后，会形成特定的吸收光谱，根据吸收光谱来推算人体组织中的血糖浓度。近红外光谱法的理论基础是朗伯-比尔定律，指出近红外光经过的介质吸光度与被测物质浓度呈正比。近几年，对近红外光谱法的研究较多，但这些方法的实用性比较差，存在一个共同的难点、人体组织水的背景吸收比较大，只有特定的部分波段可用来检测。而且近红外光谱法存在灵敏度低、准确度低、重复标定等问题，一直没有很大的突破。

人体血糖浓度的无创测量是一个系统工程，涉及临床医学、物理学、计量化学、光谱学、仪器科学等多方面的综合性问题，只有系统、全面、深入地研究各个部分，才能取得血糖浓度无创测量的突破。研究表明，血糖具有旋光特性，即当一束线偏振光射到含有葡萄糖的溶液中时，其透射光也是线偏振光，且偏振方向与原入射光的偏振方向存在一个夹角。到目前为止，由于血糖产生的旋光偏转角微小，很难进行准确测量，在精确度、灵敏度和稳定性方面，尚未达到临床应用的条件。

发明内容

本发明的目的在于通过一种基于偏振光磁光效应的血糖浓度检测方法及装置，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于偏振光磁光效应的血糖浓度检测方法，其包括如下步骤：

A、将氦氖激光发生器和准直扩束镜安装在激光架板上，并将激光架板与三维运动平台固连，通过三维运动平台调节氦氖激光发生器的空间位置；

B、将磁约束体装入磁约束体支架内，磁约束体支架安装在导轨上；初始时，由磁约束体形成的磁腔内不放入样品试管；

C、通过导轨调整磁约束体和氦氖激光发生器之间的位置，找到对偏振光产生最佳效果的距离；

D、氦氖激光发生器射出的激光能通过起偏器形成偏振光，穿过磁腔的中心线最终照射到光强计上，由光强计记下此时的光强；