La spectroscopie infrarouge est une technique spectroscopique pour l'analyse structurale de composés chimiques. Il est également utilisé pour détecter des substances dans des échantillons chimiques et biologiques. En médecine, par exemple, il est utilisé pour surveiller oxygène niveaux dans le sang des patients en soins intensifs.
Qu'est-ce que la spectroscopie infrarouge?
La spectroscopie infrarouge est une technique spectroscopique pour l'analyse structurale de composés chimiques. En médecine, par exemple, il est utilisé pour surveiller oxygène niveaux dans le sang des patients en soins intensifs. La spectroscopie infrarouge (spectroscopie IR) est basée sur l'excitation d'états d'énergie molécules by rayonnement infrarouge dans la gamme de longueurs d'onde de 800 nm à 1 mm. Le principe de la mesure est le absorption de rayonnement dans une gamme de longueurs d'onde spécifique pour exciter des états de vibration et de rotation discrets de groupes fonctionnels. La région absorbée est affichée comme un pic dans le spectre IR. Étant donné que les états vibrationnels sont caractéristiques d'atomes et de groupes d'atomes spécifiques, l'emplacement des pics fournit des informations sur la structure du molécules. Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour la mesure. Par exemple, dans la technique de transmission, le rayonnement infrarouge traverse l'échantillon avant que le absorption le spectre est enregistré. Après la technique de réflexion, le rayonnement réfléchi est examiné par spectroscopie. En outre, il existe également des méthodes d'enregistrement des spectres d'émission. La spectroscopie infrarouge est divisée en trois gammes de longueurs d'onde: le proche infrarouge (NIRS) de 0.8 à 2.5 micromètres, l'infrarouge moyen ou classique de 2.5 à 25 micromètres et l'infrarouge lointain de 25 à 1000 micromètres.
Fonction, effet et objectifs
Aujourd'hui, la spectroscopie infrarouge est utilisée dans de nombreux domaines de l'industrie, de la recherche ou de la médecine. En particulier, la spectroscopie dans le proche infrarouge présente certains avantages par rapport aux deux autres formes. En raison de son énergie plus élevée, la lumière infrarouge proche peut mieux traverser les échantillons ou au moins a une plus grande profondeur de pénétration. En raison de ce seul avantage, le NIRS est souvent utilisé en médecine. NIRS est idéal pour déterminer le d'eau contenu dans de nombreux échantillons. Ainsi, l'humidité ainsi que la teneur en protéines et en matières grasses de nombreux aliments peuvent être bien déterminées. Il est donc utilisé dans le contrôle de processus dans les industries alimentaire et pharmaceutique. Depuis plus de 30 ans, la spectroscopie proche infrarouge est fermement intégrée en tant que technique d'imagerie en médecine et en neurosciences. Il est utilisé pour surveiller le oxygène contenu dans le sang, le flux sanguin ou le sang le volume de divers organes et tissus. Notamment cerveau, muscles ou Pecs sont examinés avec cette méthode. Le succès de cette méthode de détermination de la teneur en oxygène repose sur les différents absorption comportement des oxygénés et désoxygénés hémoglobine. Les spectres IR sont enregistrés dans le cadre d'un Stack monitoring processus, documentant les changements de la teneur en oxygène au fil du temps. En même temps, ces valeurs peuvent être affichées à l'aide de techniques d'imagerie. Ce principe est également utilisé pour surveiller le flux sanguin et le sang le volume chez les patients d'urgence. En conséquence, le NIRS est maintenant de plus en plus utilisé en médecine d'urgence et de soins intensifs pour assurer un approvisionnement continu en oxygène au patient. La méthode a également fait ses preuves pour mesurer cerveau activité. En le déterminant, les changements dynamiques de l'oxygène concentration du sang dans le cerveau sont mesurés à travers la calotte. Ceci est possible car la lumière infrarouge proche a une grande profondeur de pénétration. Basé sur concentration changements d'oxygène, le force de l'activité cérébrale peut être déduite. L'hypothèse est qu'une teneur élevée en oxygène dans une zone particulière du cerveau indique une activité accrue à cet endroit. De cette manière, les maladies neurologiques doivent être détectées. En outre, des études scientifiques sont menées pour approfondir la relation entre la demande en oxygène et l'activité cérébrale. Depuis la structure et l'interaction de protéines, glucides, lipides ainsi que acides nucléiques peut fournir des indices sur des maladies telles que Alzheimer maladie, la sclérose en plaques, arthrite ou certains types de cancer, des études scientifiques sont également entreprises depuis un certain temps pour élucider la structure de ces substances dans les tissus à l'aide de la spectroscopie IR. Un accent particulier est mis sur la classification des types de tissus sans recourir à des techniques de coloration. Fluides corporels tel que salive, plasma sanguin, urine ou fluide synovial peut également être analysé pour glucose, lipides, cholestérol, urée, protéines ou phosphate en utilisant la spectroscopie IR. Des études scientifiques sont toujours en cours pour se développer glucose détermination en utilisant la spectroscopie infrarouge. Le but est de déterminer rapidement le sang glucose concentration des patients diabétiques.
Risques, effets secondaires et dangers
Aucun danger n'est attendu lors de l'utilisation de la spectroscopie IR dans le diagnostic médical. C'est une méthode non invasive et indolore sans aucune exposition supplémentaire aux radiations. En raison de la faible énergie, l'exposition du matériel génétique est exclue. En principe, les humains sont constamment exposés à rayonnement infrarouge (rayonnement thermique). La bonne tolérance de la méthode est la condition préalable idéale pour sa large application en médecine. Cependant, son application globale a encore ses limites aujourd'hui. En combinaison avec d'autres techniques d'imagerie, cependant, un succès considérable a été obtenu dans le domaine du diagnostic. Comme mentionné ci-dessus, des efforts sont actuellement déployés pour optimiser la détermination du glucose chez les diabétiques. En particulier, des méthodes non invasives telles que la spectroscopie infrarouge devraient garantir une analyse rapide. À ce jour, cependant, aucune avancée n’a été réalisée dans ce domaine. De nombreux travaux de recherche restent également à faire dans d'autres domaines. Par exemple, la mesure de l'activité cérébrale met en évidence la non-unicité du problème inverse. Après tout, l'activité cérébrale n'est pas enregistrée directement, mais uniquement le changement de concentration d'oxygène dans le sang. Par conséquent, seule une activité accrue peut être conclue. Pour vérifier la corrélation, d'autres études et comparaisons avec d'autres méthodes doivent être effectuées. En général, seule la spectroscopie proche infrarouge (NIRS) peut être utilisée en médecine. Le rayonnement lumineux infrarouge moyen et lointain n'a pas la capacité de pénétrer profondément dans les tissus.
