Ang infrared spectroscopy ay isang spectroscopic technique para sa istrukturang pagsusuri ng mga compound ng kemikal. Ginagamit din ito upang makita ang mga sangkap sa kemikal at biological na mga sample. Halimbawa, sa gamot, ginagamit ito upang masubaybayan oksiheno antas sa dugo ng mga pasyente na masidhing pangangalaga.
Ano ang infrared spectroscopy?
Ang infrared spectroscopy ay isang spectroscopic technique para sa istrukturang pagsusuri ng mga compound ng kemikal. Halimbawa, sa gamot, ginagamit ito upang masubaybayan oksiheno antas sa dugo ng mga pasyente na masidhing pangangalaga. Ang infrared spectroscopy (IR spectroscopy) ay batay sa paggulo ng mga estado ng enerhiya sa molecule by infrared radiation sa saklaw ng haba ng daluyong mula 800 nm hanggang 1 mm. Ang prinsipyo ng pagsukat ay ang pagsipsip ng radiation sa isang tukoy na saklaw ng haba ng daluyong upang ma-excite ang discrete vibrational at rotational na estado ng mga functional group. Ang hinihigop na rehiyon ay ipinapakita bilang isang rurok sa spectrum ng IR. Dahil ang mga estado ng panginginig ay katangian ng tiyak na mga atomo at mga grupo ng mga atomo, ang lokasyon ng mga tuktok ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa istraktura ng molecule. Maraming mga diskarte ang maaaring magamit para sa pagsukat. Halimbawa, sa pamamaraan ng paghahatid, ang infrared radiation dumadaan sa sample bago ang pagsipsip ang spectrum ay naitala. Matapos ang diskarte sa pagmuni-muni, ang sinasalamin na radiation ay sinusuri ng spectroscopically. Bukod dito, mayroon ding mga pamamaraan para sa pagrekord ng emission sprera. Ang infrared spectroscopy ay nahahati sa tatlong mga saklaw ng haba ng daluyong: malapit sa infrared (NIRS) mula 0.8 hanggang 2.5 micrometers, kalagitnaan o klasikal na infrared mula 2.5 hanggang 25 micrometers, at malayo na infrared mula 25 hanggang 1000 micrometers.
Pag-andar, epekto at mga layunin
Ngayon, ang infrared spectroscopy ay ginagamit sa maraming larangan ng industriya, pananaliksik o gamot. Lalo na ang malapit-infrared na spectroscopy ay may ilang mga kalamangan kaysa sa iba pang dalawang mga form. Dahil sa mas mataas na enerhiya nito, ang malapit na infrared light ay maaaring mas mahusay na dumaan sa mga sample o kahit papaano ay may mas malalim na penetration lalim. Dahil sa kalamangan lamang na ito, ang NIRS ay madalas na ginagamit sa gamot. Perpekto ang NIRS para sa pagtukoy ng tubig nilalaman sa maraming mga sample. Kaya, ang kahalumigmigan pati na rin ang nilalaman ng protina at taba ng maraming pagkain ay maaaring matukoy nang maayos. Samakatuwid ito ay ginagamit sa proseso ng pagkontrol sa mga industriya ng pagkain at parmasyutiko. Sa loob ng higit sa 30 taon, ang malapit-infrared na spectroscopy ay matatag na isinama bilang isang pamamaraan ng imaging sa gamot at neurosensya. Ginagamit ito upang subaybayan ang oksiheno nilalaman sa dugo, ang daloy ng dugo o ang dugo dami ng iba`t ibang mga organo at tisyu. Lalo na utak, kalamnan o dibdib Sinusuri sa pamamaraang ito. Ang tagumpay ng pamamaraang ito para sa pagtukoy ng nilalaman ng oxygen ay batay sa iba pagsipsip pag-uugali ng oxygenated at deoxygenated pula ng dugo. Ang IR spectra ay naitala bilang bahagi ng a pagmamanman proseso, pagdodokumento ng mga pagbabago sa nilalaman ng oxygen sa paglipas ng panahon. Sa parehong oras, maaaring ipakita ang mga halagang ito gamit ang mga diskarte sa imaging. Ginagamit din ang prinsipyong ito upang masubaybayan ang daloy ng dugo at dugo dami sa mga emergency na pasyente. Bilang isang resulta, ang NIRS ngayon ay lalong ginagamit sa gamot na pang-emergency at intensive care upang matiyak ang isang tuluy-tuloy na supply ng oxygen sa pasyente. Napatunayan din ng pamamaraan ang halaga nito para sa pagsukat utak aktibidad. Sa pagtukoy nito, ang mga pabago-bagong pagbabago sa oxygen walang halo ng dugo sa utak ay sinusukat sa pamamagitan ng bungo. Posible ito dahil ang malapit sa infrared light ay may mahusay na lalim ng pagtagos. Batay sa walang halo pagbabago ng oxygen, ang lakas ng aktibidad ng utak ay maaaring mapaghihinuha. Ang palagay na ang isang mataas na nilalaman ng oxygen sa isang partikular na lugar ng utak ay nagpapahiwatig ng nadagdagang aktibidad doon. Sa ganitong paraan, napapansin ang mga sakit na neurological. Bukod dito, isinasagawa ang mga siyentipikong pag-aaral upang higit na siyasatin ang ugnayan sa pagitan ng pangangailangan ng oxygen at aktibidad ng utak. Dahil ang istraktura at pakikipag-ugnayan ng proteins, carbohydrates, lipid at mga nucleic acid maaaring magbigay ng mga pahiwatig sa mga sakit tulad ng Alzheimer sakit, multiple sclerosis, sakit sa buto o ilang mga uri ng kanser, ang mga siyentipikong pag-aaral ay isinagawa din ng ilang oras upang maipaliwanag ang istraktura ng mga sangkap na ito sa tisyu gamit ang IR spectroscopy. Ang espesyal na diin ay inilalagay sa pag-uuri ng mga uri ng tisyu nang hindi kinakailangan ng mga diskarte sa paglamlam. Mga likido sa katawan tulad ng laway, plasma ng dugo, ihi o synovial fluid maaari ring masuri para sa glukos, lipid, kolesterol, yurya, protina o pospeyt gamit ang IR spectroscopy. Isinasagawa pa rin ang mga siyentipikong pag-aaral upang mapalawak glukos pagpapasiya sa pamamagitan ng paggamit ng infrared spectroscopy. Ang layunin ay upang mabilis na matukoy ang dugo glukos walang halo ng mga pasyenteng may diabetes.
Mga panganib, epekto, at panganib
Walang inaasahang mga panganib kapag gumagamit ng IR spectroscopy sa mga medikal na diagnostic. Ito ay isang walang sakit na pamamaraan na walang sakit na walang anumang karagdagang pagkakalantad sa radiation. Dahil sa mababang enerhiya, ang pagkakalantad ng materyal na genetiko ay hindi kasama. Sa prinsipyo, ang mga tao ay patuloy na nahantad sa infrared radiation (radiation ng init). Ang mabuting pagpapaubaya ng pamamaraan ay ang perpektong kinakailangan para sa malawak na aplikasyon nito sa gamot. Gayunpaman, ang all-encompassing application nito ay mayroon pa ring mga limitasyon ngayon. Sa pagsama sa iba pang mga diskarte sa imaging, gayunpaman, ang malaking tagumpay ay nakamit sa mga diagnostic. Tulad ng nabanggit sa itaas, ang mga pagsisikap ay kasalukuyang ginagawa upang ma-optimize ang pagpapasiya ng glucose sa mga diabetic. Sa partikular, ang mga di-nagsasalakay na pamamaraan tulad ng IR spectroscopy ay dapat na matiyak ang mabilis na pagtatasa. Gayunpaman, hanggang ngayon, walang nakakamit na tagumpay sa lugar na ito. Ang isang mahusay na pakikitungo sa pananaliksik na gawain ay nananatiling dapat gawin sa iba pang mga lugar. Halimbawa, ang pagsukat ng aktibidad ng utak ay naka-highlight ang hindi pagkatangi ng kabaligtaran na problema. Pagkatapos ng lahat, ang aktibidad ng utak ay hindi direktang nakarehistro, ngunit ang pagbabago lamang sa konsentrasyon ng oxygen sa dugo. Samakatuwid, isang nadagdagang aktibidad lamang ang maaaring tapusin. Upang mapatunayan ang ugnayan, kailangang gawin ang mga karagdagang pag-aaral at paghahambing sa iba pang mga pamamaraan. Sa pangkalahatan, ang malapit-infrared spectroscopy (NIRS) lamang ang angkop para magamit sa gamot. Ang mid- at far-infrared light radiation ay walang kakayahang tumagos nang malalim sa tisyu.
