Ang malapit-infrared na spectroscopy ay isang pamamaraang mapag-aralan batay sa pagsipsip of electromagnetic radiation sa saklaw ng maikling-alon na infrared na ilaw. Maraming aplikasyon ito sa kimika, teknolohiya sa pagkain at gamot. Sa gamot, ito ay, bukod sa iba pang mga bagay, isang pamamaraan ng imaging para sa pagpapakita utak aktibidad.
Ano ang malapit-infrared spectroscopy?
Sa gamot, ang malapit-infrared na spectroscopy ay, bukod sa iba pang mga bagay, isang pamamaraan sa imaging para sa pagpapakita utak aktibidad. Ang malapit-infrared spectroscopy, dinaglat bilang NIRS, ay isang sangay ng infrared spectroscopy (IR spectroscopy). Pisikal, ang IR spectroscopy ay batay sa pagsipsip of electromagnetic radiation sa pamamagitan ng paggulo ng mga panginginig na estado sa molecule at mga pangkat ng mga atomo. Sinusuri ng NIRS ang mga materyales na sumipsip sa saklaw ng dalas na 4,000 hanggang 13,000 na mga vibration bawat cm. Ito ay tumutugma sa saklaw ng haba ng daluyong mula 2500 hanggang 760 nm. Sa saklaw na ito, mga panginginig ng tubig molecule at mga functional group, tulad ng hydroxyl, amino, carboxyl pati na rin ang CH group, higit sa lahat nasasabik. Kailan electromagnetic radiation ng saklaw ng dalas na ito ay tumatama sa mga kaukulang sangkap, ang paggulo ng mga panginginig ay nangyayari sa pagsipsip ng mga photon na may dalas ng katangian. Matapos ang radiation ay dumaan sa sample o naipakita, naitala ang spectrum ng pagsipsip. Ipinapakita ng spectrum na ito ang mga pagsipsip sa anyo ng mga linya sa mga tiyak na haba ng haba ng daluyong. Kasabay ng iba pang mga diskarte ng pansusuri, ang IR spectroscopy at, sa partikular, ang malapit na infrared na spectroscopy ay maaaring magbigay ng impormasyon tungkol sa istrakturang molekular ng mga sangkap na sinisiyasat, na magbubukas ng isang malawak na hanay ng mga application mula sa pagtatasa ng kemikal hanggang sa pang-industriya at mga application ng pagkain sa gamot.
Pag-andar, epekto at mga layunin
Ang malapit-infrared spectroscopy ay nagamit na sa gamot sa loob ng 30 taon. Nagsisilbi ito, bukod sa iba pang mga bagay, bilang isang imaging paraan sa pagpapasiya ng utak aktibidad. Bukod dito, maaari itong magamit upang sukatin ang oksiheno nilalaman ng dugo, dugo dami, at daloy ng dugo sa iba`t ibang mga tisyu. Ang pamamaraan ay hindi nagsasalakay at walang sakit. Ang bentahe ng maikling-alon na infrared light ay ang mahusay na pagkamatagusin ng tisyu, na ginagawang halos itinalaga para sa medikal na aplikasyon. Ang paggamit ng malapit-infrared na spectroscopy sa pamamagitan ng skullcap, ang aktibidad ng utak ay natutukoy ng sinusukat na mga pabago-bagong pagbabago ng oksiheno nilalaman sa dugo. Ang pamamaraang ito ay batay sa prinsipyo ng pagkakasama ng neurovascular. Ang pagkabit ng neurovirus ay batay sa katotohanan na ang mga pagbabago sa aktibidad ng utak ay nangangahulugan din ng mga pagbabago sa pangangailangan ng enerhiya at samakatuwid oksiheno hiling Ang anumang pagtaas sa aktibidad ng utak ay nangangailangan din ng mas mataas walang halo ng oxygen sa dugo, tulad ng natukoy ng malapit sa infrared na spectroscopy. Ang oxygen binding substrate sa dugo ay pula ng dugo. Hemoglobin ay isang pigment na nakagapos sa protina na nangyayari sa dalawang magkakaibang mga form ng estado. Mayroong oxygenated at deoxygenated pula ng dugo. Nangangahulugan ito na ito ay alinman sa oxygenated o deoxygenated. Kapag nagbago ito mula sa isang form patungo sa isa pa, nagbabago ang kulay nito. Nakakaapekto rin ito sa pagpapadala ng ilaw. Ang dugo na may oxygen ay mas malinaw sa infrared na ilaw kaysa sa naubos na dugo na oxygen. Kaya, kapag dumaan ang infrared light, matutukoy ang mga pagkakaiba sa paglo-load ng oxygen. Ang mga pagbabago sa spectra ng pagsipsip ay kinalkula at nag-aalok ng mga konklusyon tungkol sa agarang aktibidad ng utak. Sa batayan na ito, ang NIRS ngayon ay lalong ginagamit bilang isang pamamaraan ng imaging upang mailarawan ang aktibidad ng utak. Sa gayon, pinapayagan din ng malapit na infrared na spectroscopy ang pag-aaral ng mga proseso ng nagbibigay-malay, sapagkat ang bawat pag-iisip ay lumilikha din ng mas mataas na aktibidad sa utak. Posible ring i-localize ang mga lugar ng pinataas na aktibidad. Ang pamamaraan na ito ay angkop din para sa pagsasakatuparan ng isang interface ng utak-computer na optikal. Ang interface ng utak-computer ay kumakatawan sa isang interface sa pagitan ng mga tao at computer. Ang mga taong may kapansanan sa pisikal na partikular na makikinabang sa mga sistemang ito. Halimbawa, maaari silang magpalitaw ng ilang mga pagkilos sa pamamagitan ng computer na may dalisay na kapangyarihan sa pag-iisip, tulad ng paggalaw ng mga prostheses. Ang iba pang mga aplikasyon ng NIRS sa gamot ay kasama gamot na pang-emergency. Halimbawa, sinusubaybayan ng mga aparato ang supply ng oxygen sa mga intensive care unit o pagkatapos ng operasyon. Tinitiyak nito ang mabilis na tugon sa kaganapan ng talamak na kakulangan ng oxygen. Ang malapit-infrared na spectroscopy ay mahusay ding gumaganap pagmamanman sakit sa sirkulasyon o pag-optimize ng supply ng oxygen sa kalamnan habang nag-eehersisyo.
Mga panganib, epekto, at panganib
Ang paggamit ng malapit-infrared na spectroscopy ay walang kaguluhan at hindi nagiging sanhi ng mga epekto. Infrared radiation ay isang low-energy radiation na hindi mamuno sa anumang pinsala sa mga biologically important na sangkap. Kahit na ang materyal na genetiko ay hindi inaatake. Ang radiation ay sanhi lamang ng paggulo ng iba't ibang mga pang-vibrational na estado ng biological molecule. Ang pamamaraan ay hindi rin nagsasalakay at walang sakit. Kasabay ng iba pang mga pamamaraan sa pag-andar, tulad ng MEG (magnetoencephalography), fMRI (functional magnetic resonance imaging), PET (positron emission tomography), o SPECT (solong paglabas ng photon pinagsama tomography), ang malapit-infrared na spectroscopy ay maaaring imahe ng aktibidad ng utak nang maayos. Bukod dito, ang malapit-infrared spectroscopy ay may malaking potensyal sa pagmamanman oksiheno walang halo sa kritikal na pangangalaga. Halimbawa Naghahatid din ang malapit na infrared na spectroscopy ng mahusay na mga resulta sa iba pang mga aplikasyon ng intensive care. Halimbawa, ginagamit din ito upang subaybayan ang mga pasyente na may sakit na kritikal sa mga yunit ng intensive care upang maiwasan ang hypoxia. Sa iba't ibang mga pag-aaral, ang NIRS ay inihambing sa maginoo na pamamaraan para sa pagmamanman. Ipinapakita ng mga pag-aaral ang potensyal, ngunit din ang mga limitasyon ng malapit-infrared spectroscopy. Gayunpaman, ang mga teknikal na pagsulong sa pamamaraan sa mga nakaraang taon ay ginawang posible upang maisagawa ang lalong kumplikadong mga sukat. Pinapayagan nito ang mga proseso ng metabolic na nagaganap sa isang biological tissue upang maitala at mailarawan nang mas tumpak. Ang malapit-infrared na spectroscopy ay gaganap ng mas malaking papel sa gamot sa hinaharap.
