Учёные из Новосибирска разрабатывают новый метод диагностики сахарного диабета с помощью терагерцевого диапазона; этот метод применяется для проверки потовых отправлений на наличие наркотиков или биологического оружия, узнал корреспондент Сиб.фм 27 июля из сообщения издания «Наука в Сибири».
По сообщению издания, терагерцевое излучение позволяет проводить анализ через упаковочный материал — полимерные покрытия или сухую бумагу, благодаря чему его используют для проверки содержимого почтовых конвертов на наличие вредных веществ — наркотиков или опасных биологических объектов.
Также с помощью этого излучения можно обнаружить наличие запрещённых предметов под одеждой. Кроме того, терагерцовый диапазон очень чувствителен к воде: если человек начинает нервничать, на его лице выступают капельки пота, и всё будет видно на аппарате. Это позволяет применять терагерцовое излучение в системах наблюдения в общественных местах для выявления террористов и прочих социально опасных личностей.
Методика сибирских учёных построена на использовании эффекта чувствительности излучения к воде. Вещества, которые находятся в плазме крови или в каких-то растворах, оказывают очень большое влияние на воду. Она способна окружать молекулы растворённых веществ (например, сахаров), создавая гидратные оболочки.
Терагерцовая спектроскопия позволяет детально охарактеризовать молекулы воды: определить их времена релаксации, понять, как они изменяются, измерить, что происходит при взаимодействии белков и их субстратов в растворах.
«Вода ведёт себя иначе при разных заболеваниях. Например, при диабете становится высоким содержание глюкозы, изменяется белковый состав плазмы, увеличивается количество липидов. Всё это оказывает большое влияние на воду, на её организацию, и это отлично просматривается на наших спектрах терагерцового поглощения, — рассказывает заведующая лабораторией лазерной биофизики ИЛФ СО РАН доктор биологических наук Ольга Павловна Черкасова. — Когда мы стали работать с плазмой крови, оказалось что просто по спектрам этой плазмы можно отличить здоровых крыс от больных».
Развиваемый сибирскими учёными метод терагерцовой импульсной спектроскопии работает следующим образом: небольшой фемтосекундный лазер светит на полупроводник, который под этим воздействием начинает генерировать излучение, а уже его направляют на образец. Наблюдая за поведением сигнала, можно определять характеристики того или иного вещества.
Возможности метода были показаны на исследовании плазмы крови крыс с вызванным экспериментальным диабетом. Учёные искуственно вызвали у животных диабет первого типа, характеризующийся высоким уровнем стероидных гормонов и глюкозы в крови.
Напомним, что в декабре 2015 года томские исследователи научили стволовые клетки бороться с гепатитом и диабетом.