第36卷，第6期 2016年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
氯化钠对葡萄糖水溶液近红外光谱的影响
Vol. 36 ,No. 6 ,pp1706-1711
June,2016
于旭耀，白志亮，刘蓉*，袁晶”，余辉”，王海均”，徐可欣
1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072
2.天津大学生物医学检测技术与仪器天津市重点实验室，天津300072
摘要人体内钠盐的含量影响血糖代谢且与糖尿病具有较高的相关性。因此，在进行血糖的近红外光谱无创检测时，不仅要考虑血液中大颗粒及大分子物质对光谱的吸收和散射影响，也应从分子结构层面上分析小分子物质对葡萄糖分子结构及其特征吸收的影响。基于声光可调谐滤波器（AOTF)的高精度近红外光谱采集系统，测量并研究了在水溶液环境下氯化钠(NaC1)对葡萄糖分子结构及其近红外特征吸收的影响。首先，测量含有不同NaC1含量的葡萄糖水溶液透射光谱，分别采用纯水和同浓度NaC1样本进行背景修正，实验表明，在水溶液环境中NaCI会改变水分子和葡萄糖分子特征吸收峰的位置和强度；对不含NaCI和含有NaC1的糖水样本分别扣除纯水和同浓度NaC1样本后进行二维相关光谱分析，同步谱的切线谱显示NaCI 减弱了葡萄糖分子在1400和1520~1700nm处的特征吸收。最后，通过偏最小二乘回归模型定量分析
NaC1对葡萄糖预测精度的影响，发现模型的预测
随NaCI含量的增加而增大，并且含NaC1的样 9
在水溶液环境下NaC1分子会改变葡萄糖分子键状态并影响其特征吸收，从而降低模型的预测精度。若将
NaC1含量作为变量因子，有助于提升血糖的近红外光谱无创检测精度。关键调近红外光谱；葡萄糖；氯化钠；偏最小二乘；二维相关光谱
中图分类号：0657.3
文献标识码：A
引言
DOI; 10. 3964/j. issn, 1000-0593(2016 )06-1706-06
少。
钠和氯是人体的宏量元素，均占体重0.15%，在循环和消化系统中起主导作用。钠离子(Na*)能保持人体血压和血
糖尿病是一种由多重因素造成的高血糖代谢紊乱疾病，至今没有彻底根治的医学手段。世界卫生组织推荐患者进行血糖浓度的自我监测，及时调整药物或胰岛素剂量，将血糖浓度控制在合理范围内，进而减少各种并发症的发生和发展。目前，患者一般通过针刺取血，再采用便携式血糖仪进行血糖监测，属于有创方式且存在感染的风险，给患者带来痛苦和诸多不便，也限制了血糖监测频率。由于近红外光对生物组织有较强的穿透性，且具有快速、无损、无污架等特点，已成为血糖浓度无创伤检测的主要研究方向之一3。但葡萄糖在近红外区域吸收微弱，容易被水的强吸收覆盖，且人体内干扰信息复杂多变，导致其有用信息很难截精确提取，在以往的研究中，大多主要关注人体组织内包括水、脂肪、皮肤、肌肉及骨骼等大颗粒及大分子物质对血糖无创检测的影响-}，对血液成分中的无机盐的影响研究较
收稿日期：2015-02-14，修订日期：2015-06-11
容量，氯离子（CI)可维持体内酸碱平衡。已有研究表明，在不考虑腹岛素影响情况下，组织对葡萄糖的吸收受到钠盐饮食情况的影响。吴枢武和晏渠如通过临床试验证明，血钠可作为糖尿病足病早期的风险预测指标。Sakabe等"以Ⅱ 型糖尿病患者为对象进行研究，表明每日盐摄取与作为糖尿病肾病标志的尿蛋白具有相关性，姜虹和施康平[]的研究表明，Ⅱ型糖尿病合并低钠血症者可能存在因肾上腺皮质功能相对不足而引起低钠血症的风险。由此可见，在人体特别是糖尿病患者体内，钠盐含量与血糖浓度具有较高的相关性。而作为体内主要金属阳离子，血钠正常值(135～145mmol· L-)是血钾正常值(3.5～5.5mmol·L-)的30倍。所以，在人体检测时，应考患NaC1对血糖吸收光谱的影响。
近红外光谱主要为一些含氢基团如C一H，N一H，0
H与S一H等，化合物基频振动的借频和合频吸收，因此
基金项目：国家自然科学基金项目(81471698，81401454，60938002)和国家(863)计划项目(2012AA022602)资助
作者简介：于旭罐，1988年生，天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室博土研究生
*通讯联系人
e-mail : rongliuf@ tju, edu, cn
e-mail : y uxuyad@ tju. edu, cn