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糖尿病已经成为严重影响人们生活质量和生命健康的重要疾病之一。传统的糖尿病监测主要通过隔夜空腹针扎检测或到医院抽血化验检查,检测过程较为复杂,而且只能测得短期的血糖值,不能体现血糖的长期控制情况,对糖尿病并发症的发生和发展参考价值有限。而通过检测人体内晚期糖基化终末产物(AGEs)的含量,可以反映血糖长期控制情况和预测糖尿病并发症的发生和发展,所以对AGEs检测方法进行研究具有重要的临床意义。
本文先设计了一组化学实验对离体AGEs标准品溶液进行定量检测,验证AGEs荧光特性和荧光法检测的可行性。因为角膜含有AGEs且具有良好的光学特性,所以本文选择角膜作为检测部位,构建了两套角膜AGEs无创检测系统,分别为基于光谱仪的角膜AGEs检测系统和基于光电传感器的角膜AGEs检测系统,前者由微型光纤光谱仪、集成激发光源和Y型12+1光纤组成;后者由TSL230BRD光电传感器、Y型12+1光纤、自制激发光源、荧光滤光片、嵌入式系统、3D打印模型等组成。将两套系统同时进行数据采集,得到17组荧光光谱和荧光强度数据,其中健康人数据13组、糖尿病人数据4组。再通过MATLAB对角膜AGEs发射的荧光光谱进行光谱预处理和小波去噪处理,得到去噪后的荧光光谱。为了识别较小荧光峰值,以高斯小波的一阶导数作为小波基对去噪后的光谱进行小波变换。最后将去噪后的荧光光谱和荧光强度做相关性分析,验证基于光电传感器的角膜AGEs检测系统的可行性。
化学实验结果表明离体AGEs标准品的最佳激发光波长λex=370nm,最佳发射光波长λem=470nm;标准品溶液浓度测得值与真实值的相关系数R2为0.97。以上结果说明AGEs具有荧光特性,通过荧光法对AGEs进行检测是可行的。荧光光谱峰值和荧光强度的相关系数 R 为 0.95,说明两套系统的检测结果具有高度相关性,即本文设计的基于光电传感器的角膜 AGEs 无创检测系统对角膜 AGEs 进行检测具有可行性。
本文先设计了一组化学实验对离体AGEs标准品溶液进行定量检测,验证AGEs荧光特性和荧光法检测的可行性。因为角膜含有AGEs且具有良好的光学特性,所以本文选择角膜作为检测部位,构建了两套角膜AGEs无创检测系统,分别为基于光谱仪的角膜AGEs检测系统和基于光电传感器的角膜AGEs检测系统,前者由微型光纤光谱仪、集成激发光源和Y型12+1光纤组成;后者由TSL230BRD光电传感器、Y型12+1光纤、自制激发光源、荧光滤光片、嵌入式系统、3D打印模型等组成。将两套系统同时进行数据采集,得到17组荧光光谱和荧光强度数据,其中健康人数据13组、糖尿病人数据4组。再通过MATLAB对角膜AGEs发射的荧光光谱进行光谱预处理和小波去噪处理,得到去噪后的荧光光谱。为了识别较小荧光峰值,以高斯小波的一阶导数作为小波基对去噪后的光谱进行小波变换。最后将去噪后的荧光光谱和荧光强度做相关性分析,验证基于光电传感器的角膜AGEs检测系统的可行性。
化学实验结果表明离体AGEs标准品的最佳激发光波长λex=370nm,最佳发射光波长λem=470nm;标准品溶液浓度测得值与真实值的相关系数R2为0.97。以上结果说明AGEs具有荧光特性,通过荧光法对AGEs进行检测是可行的。荧光光谱峰值和荧光强度的相关系数 R 为 0.95,说明两套系统的检测结果具有高度相关性,即本文设计的基于光电传感器的角膜 AGEs 无创检测系统对角膜 AGEs 进行检测具有可行性。