赤外分光法は、化合物の構造解析のための分光技術です。 また、化学的および生物学的サンプル中の物質を検出するためにも使用されます。 たとえば医学では、それは監視するために使用されます 酸素 のレベル 血 集中治療患者の。
赤外分光法とは何ですか？
赤外分光法は、化合物の構造解析のための分光技術です。 たとえば医学では、それは監視するために使用されます 酸素 のレベル 血 集中治療患者の。 赤外分光法（IR分光法）は、 by 赤外線放射 800nmから1mmの波長範囲で。 測定の原理は 吸収 官能基の離散的な振動および回転状態を励起するための特定の波長範囲の放射の。 吸収された領域は、IRスペクトルのピークとして表示されます。 振動状態は特定の原子および原子のグループに特徴的であるため、ピークの位置は、の構造に関する情報を提供します。 。 測定にはいくつかの手法を使用できます。 たとえば、送信技術では、 赤外線放射 の前にサンプルを通過します 吸収 スペクトルが記録されます。 反射技術の後、反射された放射線は分光的に検査されます。 さらに、発光スペクトルを記録する方法もあります。 赤外線分光法は、0.8〜2.5マイクロメートルの近赤外線（NIRS）、2.5〜25マイクロメートルの中赤外線または古典赤外線、および25〜1000マイクロメートルの遠赤外線のXNUMXつの波長範囲に分けられます。
機能・効果・目的
今日、赤外分光法は、産業、研究、または医学の多くの分野で使用されています。 特に近赤外分光法には、他のXNUMXつの形式に比べていくつかの利点があります。 エネルギーが高いため、近赤外光はサンプルをよりよく通過できるか、少なくとも侵入深さが深くなります。 この利点だけのために、NIRSはしばしば医学で使用されます。 NIRSは、 水 多くのサンプルのコンテンツ。 したがって、多くの食品の水分、タンパク質、脂肪の含有量を適切に測定できます。 したがって、食品および製薬業界のプロセス制御で使用されます。 30年以上にわたり、近赤外分光法は医学および神経科学の画像技術としてしっかりと統合されてきました。 を監視するために使用されます 酸素 のコンテンツ 血、血流または血液 ボリューム 様々な器官や組織の。 特に 脳、筋肉または 胸 この方法で調べます。 酸素含有量を決定するためのこの方法の成功は、異なることに基づいています 吸収 酸素化および脱酸素化の挙動 ヘモグロビン。 IRスペクトルはの一部として記録されます モニタリング プロセス、時間の経過に伴う酸素含有量の変化を文書化します。 同時に、これらの値は画像技術を使用して表示することができます。 この原理は、血流と血液を監視するためにも使用されます ボリューム 救急患者で。 その結果、NIRSは現在、患者への酸素の継続的な供給を確保するために、救急医療および集中治療医療でますます使用されています。 この方法は、測定する価値も証明されています 脳 アクティビティ。 それを決定する際に、酸素の動的変化 濃度 の血の 脳 スカルキャップを通して測定されます。 これが可能なのは、近赤外光の侵入深さが大きいためです。 に基づく 濃度 酸素の変化、 力 脳活動の割合を推測することができます。 特定の脳領域の高酸素含有量は、そこでの活動の増加を示していると想定されています。 このようにして、神経疾患が検出されます。 さらに、酸素需要と脳活動の関係をさらに調査するための科学的研究が行われています。 の構造と相互作用以来 タンパク質, 炭水化物, 脂質 & 核酸 次のような病気の手がかりを提供することができます アルツハイマー 病気、 多発性硬化症, 関節炎 または特定の種類の 癌、IR分光法を使用して組織内のこれらの物質の構造を解明するために、科学的研究もしばらくの間行われてきました。染色技術を必要とせずに組織タイプの分類に特に重点が置かれています。 体液 など 唾液、血漿、尿または 滑液 分析することもできます グルコース, 脂質, コレステロール, 尿素、タンパク質または リン酸塩 IR分光法を使用します。 拡大するために科学的研究がまだ行われている グルコース 赤外分光法を使用した測定。 目的は、血液を迅速に測定することです グルコース 濃度 糖尿病患者の。
リスク、副作用、および危険
医療診断でIR分光法を使用する場合、危険は予想されません。 これは、追加の放射線被曝を伴わない非侵襲的な痛みのない方法です。 エネルギーが低いため、遺伝物質の曝露は除外されます。 原則として、人間は常ににさらされています 赤外線放射 （熱放射）。 この方法の良好な耐性は、医学におけるその幅広い応用のための理想的な前提条件です。 ただし、その包括的なアプリケーションには、今日でも限界があります。 しかし、他の画像技術と組み合わせることで、診断においてかなりの成功が達成されました。 上記のように、現在、糖尿病患者のブドウ糖測定を最適化するための努力がなされています。 特に、IR分光法などの非侵襲的方法により、迅速な分析が保証されます。 しかし、これまでのところ、この分野でのブレークスルーは達成されていません。 他の分野でも多くの研究が行われています。 たとえば、脳活動の測定は、逆問題の非一意性を強調しています。 結局のところ、脳の活動は直接記録されるのではなく、血中の酸素濃度の変化だけが記録されます。 したがって、増加した活動のみを結論付けることができます。 相関関係を検証するには、さらに調査を行い、他の方法と比較する必要があります。 一般に、近赤外分光法（NIRS）のみが医療での使用に適しています。 中赤外線および遠赤外線は、組織の奥深くまで浸透する能力がありません。
