通过测量组织液中的葡萄糖浓度获得血糖信息是目前实现血糖连续检测的主要方法, 中红外ATR光谱法在分析葡萄糖等生物小分子成分信息方面具有显著优势, 但是如何利用中红外ATR光谱法检测皮下组织液中的葡萄糖信息仍是尚未解决的问题。 在对中红外穿透深度理论分析的基础上开展了自然状态和渗透状态下人体皮下组织液葡萄糖的中红外ATR光谱检测实验。 首先探究将中红外光直接入射到人体皮肤表层上, 采集自然状态下人体手指皮下组织液葡萄糖的ATR光谱数据, 讨论中红外直接穿透皮下组织获得葡萄糖信息的可行性; 在此基础上, 通过采用低频超声和真空负压的方法促进组织液渗透到皮肤表层, 采集其中红外ATR光谱进而分析和判断是否含有葡萄糖特异信息。 由于二维相关光谱技术在红外光谱等光谱研究领域分析分子间反应和物质的吸收峰信息来源时有很高的分辨率和很好的适用性, 利用二维相关光谱技术分别分析皮肤表层在自然状态和渗透状态的实验条件皮下组织体中葡萄糖信息。 实验结果表明: 中红外ATR光谱法无法直接应用于皮下组织液的葡萄糖浓度检测, 利用物理或化学的方法促进组织液渗透到皮肤表层, 是实现中红外ATR光谱法检测皮下组织液中葡萄糖的一个发展方向。

提出一种激光器发射波长和功率控制与稳定的方法, 研制出波长范围在9.19~9.77 μm, 可应用于葡萄糖检测的中红外波长可调谐CO2激光器, 发射光谱半波宽度为4 cm-1, 光谱分辨率达到2.7×104, 最高功率为800 mW, 功率波动性＜0.8%。 根据葡萄糖在中红外指纹谱波段的吸收特性, 选择激光器发射光谱9R和9P带的1 081, 1 076, 1 051, 1 041和1 037 cm-1作为测量波长, 利用ATR传感器测量了PBS溶液中葡萄糖浓度。 结果表明五个测量波长下的吸收度与葡萄糖浓度呈现良好的线性关系(R2＞0.99, SD＜0.000 4, P＜0.000 1), 且该波长可调谐激光光谱测量系统的灵敏度是传统FTIR光谱仪的4倍左右。