Возможно ли проводить моментальный простой биохимический анализ крови фотооптронными чипами или как вообще это делается?
Есть ли какая-то возможность производить фотооптическими элементами простейший анализ крови? То есть без непосредственного контакта. Как вообще работает такая технология и где о ней можно почитать? Есть ли какая-то элементарная база для этого? Какие-то сенсоры и т.д. Видел в каталогах некоторых фирм типа специальные медицинские оптические элементы, которые регистрируют спектр. Но не совсем понимаю, как это работает. И что можно узнать таким анализом, какую полезную информацию?
на современном оборудовании сахар в крови определяют по поглощению узкой полосы ИК спектра.
возможно есть и другие параметры которые можно определить по спектру поглощения,
советую почитать про раздел аналитической химии "фотометрия".
Вообще сейчас самым точным анализом крови считается спектральный, так как все белки имеют свои спектры и точность у такого анализа значительно выше обычных. Но там, конечно, с аммиачным раствором работают и плазмой, что в моем случае не предусмотрено.
Однако я хочу попробовать подсвечивать кровь диодами разных длин волн и улавливать это SiMPом. По идее должно сработать, так как какой бы густой и вязкой ни была кровь, она таки суспензия и в любом случае будет немного света пропускать, пускай и пару фотонов. Который, собственно, SiMP и уловит. Или не уловит и тогда будет понятно наличие того или иного поглотителя этого спектра.
Таким образом, составив примерную спектральную картину, можно будет примерно определить те или иные вещества в крови, я так понимаю. Например, гемоглобин ловят на определенных волнах (350нм и 950нм вроде, если правильно помню).
В общем, в конце концов я хочу получить ряд простейших данных. Точные данные не нужны, но ориентировочные: выше нормы, ниже нормы, в рамках, получить хотелось бы. И тогда на основе этих данных предупреждать человека и отправлять его сдавать уже нормальные анализы.
Александр Фадеев: со спектрами вы ещё намучаетесь, для той же глюкозы спектрофотометр должен иметь хорошее разрешение что-бы пики поглощения не накладывались.
Василий: Ну вот этот детектор выглядит много обещающим: www.hamamatsu.com/resources/pdf/ssd/s11510_series_... Нет?
Правда он великоват. У этой компании вроде как самые точные детекторы. Сейчас изучаю их продукты, может чего компактней найдется.
Александр Фадеев: так это всего лишь матрица, разрешение будет зависеть от того какой диапазон волн вы на неё натяните, можно вообще одним фотодиодом обойтись и поворачивать оптическую систему, в зависимости от угла поворота будет на фотодиод будет приходить нужная длинна волны, вполне себе бюджетное решение, но измерения будут идти дольше чем на такой матрице.
Василий: Да, я это понимаю. Я пока не знаю, какая система будет. Двигающихся элементов быть не может. Вся эта конструкция должна уложиться в объем примерно 25мм х 25мм х 5мм
Вместе с такой полосой сенсора я подумал о том, чтобы использовать дисперсионную пленку (или как она на русском называется), которая, как призма, разделяет луч света на спектр, но при этом компактна. Но тогда вопрос в источнике света.
Диапазон мне нужен видимый + ИК, на сколько я понимаю. УФ в спектроскопии крови вроде не используется. Как правило ИК у детекторов до 1000нм, поэтому собственно можно таким диапазоном и ограничиться: 400нм - 1000нм.
И вот, как я уже сказал, если делить свет пленкой и улавливать линейкой сенсора, то какой может быть компактный источник света, ведь все светодиоды жестко завязаны на волну.
Хотя у мен подозрения, что белые светодиоды такие имеют довольно широкий спектр, но найти их спектрограмму что-то не получается. И все же, я уверен, ИК излучения у них точно нету. Поэтому вот с этим у меня совсем затык.
Если я правильно все понимаю, а я могу ошибаться сильно чувствую, то у них можно регистрировать каждый канал по отдельности. То есть световой пучок падает один, а регистрировать я могу только волны с красных ресиверов, или синих. Отчасти разделение света. Но очень грубое конечно. Крайне грубое.
Александр Фадеев: в таких габаритах нормальный спектрофотометр не сделать -даже с этим сенсором будут проблемы, для полноценной работы дифракционной решётки тоже нужна оптическая система, можно поискать формулы и посчитать но лично мне лень =)просто в последний раз когда доводилось щупать эту технологию живьём там были достаточно массивыне приборы как раз из-за оптической системы
кстати можно использоват ьксеноновую вспышку у неё спектр относительно ровный и залезает в ближний ик, а ещё лучше лампочку накаливания - меньше геморроя калибровкой спектр ровный откалибровать его можно по двум точкам, и залазит в ик
Василий: да, я уже вот смотрел на мелкие лампочки. Тоже понравилось.
Мне в целом то прям нормальный спектрофотометр не нужен. Нужен очень примерный.
Вообще есть еще мысль проанализировать, какие длины волн используются для фиксации основных характеристик крови (гемоглобин, сахар, билирубин к примеру) и создать детекцию конкретно этих волн и никаких других. Если там таких волн 3-4 и разные характеристики имеют разные сочетания и интенсивность, то это поможет существенно ужать систему и сделать ее максимально компактной, ну или проще говоря заточить под конкретную задачу. Но я еще этот вопрос не изучал.
А на входе пускать разные волны заточенные под конкретные задачи. Поскольку мы знаем характеристики входной волны, то ничего ни калибровать не надо, ни затачиваться под эти волны. У нас есть детектор общего спектра, который регистрирует интенсивность волнового потока. И этого достаточно.
Да, наверное это наилучший вариант. Изучу фотометрию крови подробней. Что скажете? Так может сработать в компактном форм-факторе?
Александр Фадеев: есть базы по спектрам поглощения различных веществ, тут ещё правда надо учитывать что зачастую некоторые другие вещества которые не интересны могут залазить в этим спектры или иметь очень близкий спектр, есть методики по расчёту светофильтров и для таких ситуаций. на 3-4 курсе студентов различных химфаков даже заставляют руками и головой по спектру определять качественный и количественный состав.
в гугле достаточно забить
подбор фильтра фотометрия
чтобы найти такое увлекательное чтиво read.newlibrary.ru/read.php/pdf=14575
Александр Фадеев: третья ссылка выглядит не плохо но это уже без замашек на полноценный анализ спектра только на фильтры, если сделать набор фильтров и двигать его ультразвуковым моторчиком(или сенсор) то можно очень много данных снять.
Василий: чисто в теории есть возможность сделать двигающиеся элементы. Но сама емкость является мало того что подвижной, так еще и сама по себе не жесткая (сделана из медицинского силикона и при использовании намеренно деформируется, однако электронная часть залита полностью в объеме и почти не трогается). Я боюсь, что любая подобная конструкция двигающаяся внутри через какое-то время или сломается или потеряет калибровку... =(
Не подскажете чего почитать на тему фильтров и как их правильно загубить вообще?
можно конечно сделать по одному датчику на анализ и ничего не двигать, а вот по поводу подбора фильтров к сожалению толком помочь не смогу, только помню что видел где-то когда-то методику.
