基于纸基短波红外光谱技术的人血清葡萄糖定量研究：聚焦异头物平衡与蛋白质结合效应

本研究开发了一种新型纸基短波红外（SWIR）光谱检测法，通过1515 nm（6599 cm-1）特征吸收峰实现人血清中葡萄糖精准定量，有效规避水干扰，为糖尿病监测提供了无创、低成本的新型光学检测方案。

　　

Highlight

本研究探索了一种使用红外光检测人血清葡萄糖的更简便、准确且经济高效的方法。

引言（INTRODUCTION）

糖尿病是全球重大健康问题，影响超过5.37亿成年人，且预计到2045年将显著增长。有效的葡萄糖监测对糖尿病管理至关重要，但传统方法如指尖采血和酶检测法存在患者不适、感染风险和需频繁校准等问题。这些局限性促使人们日益关注基于光学光谱的无创检测技术。

样品制备与实验设置（Sample preparation and experimental set up）

图1展示了从样品制备、测量到数据分析的纸基葡萄糖检测装置示意图。为分析不同葡萄糖浓度，使用磷酸盐缓冲盐水（PBS）制备了5-50 mM葡萄糖溶液以及10%、20%和30%人血清溶液。为评估本方法所制备的全部测试溶液汇总于表2，其中包括各种葡萄糖浓度。

讨论（DISCUSSION）

纸基短波红外（SWIR）光谱技术通过消除大量水吸收，最大限度地减少了水干扰——这是传统水基分析物测量方法中的关键挑战。该方法提高了生物体液中葡萄糖定量的精确性和可靠性。我们系统地研究了基于PBS的葡萄糖溶液、人血清及其混合物的SWIR光学响应，重点关注6599 cm^-1处的吸光度以及β/α异头物比率，以理解影响葡萄糖定量的生物分子相互作用。

结论（CONCLUSION）

我们提出了一种简单而稳健的纸基（浸泡并风干）方法，可最大限度地减少强水吸收的影响（强水吸收通常会掩盖葡萄糖的特征）。我们系统地研究了基于PBS的葡萄糖溶液、人血清及其混合物的短波红外光学响应，重点关注6599 cm^-1处的吸光度和β/α异头物比率，以理解影响葡萄糖定量的生物分子相互作用。使用葡萄糖吸收峰进行定量的有效性和适用性得到了证实。