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中红外ATR光谱法人体血糖检测系统研究

贾朔  
【摘要】:糖尿病是一种严重威胁着人类健康的疾病,传统的利用生化分析来进行糖尿病检测的方法有创伤,耗费大量试剂而且给病人带来痛苦感。利用光学的方法可以进行无创伤血糖检测,这种检测方法快速、便捷、具有实时性。它不仅可以取代传统生化检测方法达到节省耗材和快速测量的目的,而且也是无创检测血糖浓度的前提和基础。 本文根据葡萄糖分子在中红外区域具有特征吸收的特性,基于衰减全反射(ATR)原理,构建血糖浓度测量系统。 首先,针对中红外波段光不可见造成光路调试的困难,设计红光引导系统;其次,光路系统中的样品池对输入光发散角度有要求,设计激光扩束光路,使入射光与样品池匹配。然后搭建单光路检测系统。其中以多波长可调谐脉冲调制的CO_2激光器为系统光源,采用锁定放大技术进行信号处理,获得反映血糖浓度的信号,据此对该系统性能进行评价,测试结果表明:系统输出稳定性在3%—8%之间,信噪比在0.004-0.02之间。对不同浓度葡萄糖水溶液实验结果,发现由于溶液自身吸光度低和激光器稳定性不够高,该系统的预测精度不够好。为减弱乃至消除由于激光器输出功率波动对测量精度的影响,设计并比较了两种双光路差动测量系统方案,并对系统可能的影响因素做了系统分析。 论文所构建的测量系统,为中红外光谱法进行人体血糖检测的深入研究奠定了基础。


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