L’espectroscòpia d’infrarojos és una tècnica espectroscòpica per a l’anàlisi estructural de compostos químics. També s’utilitza per detectar substàncies en mostres químiques i biològiques. En medicina, per exemple, s’utilitza per controlar oxigen nivells a sang de pacients de cures intensives.
Què és l'espectroscòpia d'infrarojos?
L'espectroscòpia d'infrarojos és una tècnica espectroscòpica per a l'anàlisi estructural de compostos químics. En medicina, per exemple, s’utilitza per controlar oxigen nivells a sang de pacients de cures intensives. L'espectroscòpia infraroja (espectroscòpia IR) es basa en l'excitació dels estats d'energia en molècules by radiació infraroja en el rang de longitud d'ona de 800 nm a 1 mm. El principi de la mesura és el absorció de radiació en un rang de longituds d'ona específic per excitar estats discrets de vibració i rotació de grups funcionals. La regió absorbida es mostra com un pic en l'espectre IR. Atès que els estats vibracionals són característics d’àtoms i grups d’àtoms específics, la ubicació dels cims proporciona informació sobre l’estructura del molècules. Es poden utilitzar diverses tècniques per mesurar. Per exemple, en la tècnica de transmissió, el fitxer radiació infraroja passa per la mostra abans del absorció es registra l’espectre. Després de la tècnica de reflexió, la radiació reflectida s’examina espectroscòpicament. A més, també hi ha mètodes per registrar espectres d’emissió. L’espectroscòpia d’infrarojos es divideix en tres rangs de longituds d’ona: infrarojos propers (NIRS) de 0.8 a 2.5 micròmetres, infrarojos mitjans o clàssics de 2.5 a 25 micròmetres i infrarojos extrems de 25 a 1000 micròmetres.
Funció, efecte i objectius
Avui en dia, l’espectroscòpia infraroja s’utilitza en molts camps de la indústria, la investigació o la medicina. Especialment l'espectroscòpia d'infrarojos propers té alguns avantatges sobre les altres dues formes. A causa de la seva major energia, la llum infraroja propera pot recórrer millor les mostres o almenys té una profunditat de penetració més gran. Només a causa d’aquest avantatge, NIRS s’utilitza sovint en medicina. NIRS és ideal per determinar el aigua contingut en moltes mostres. Per tant, la humitat i el contingut en proteïnes i greixos de molts aliments es poden determinar bé. Per tant, s’utilitza en el control de processos a la indústria alimentària i farmacèutica. Durant més de 30 anys, l’espectroscòpia infraroja propera s’ha integrat fermament com a tècnica d’imatge en medicina i neurociències. S'utilitza per controlar el fitxer oxigen contingut a sang, el flux sanguini o la sang volum de diversos òrgans i teixits. Sobretot cervell, músculs o pit s’examinen amb aquest mètode. L’èxit d’aquest mètode per determinar el contingut d’oxigen es basa en els diferents absorció comportament dels oxigenats i desoxigenats hemoglobina. Els espectres IR es graven com a part d’un monitoratge procés, documentant els canvis en el contingut d’oxigen al llarg del temps. Al mateix temps, aquests valors es poden mostrar mitjançant tècniques d’imatge. Aquest principi també s’utilitza per controlar el flux sanguini i la sang volum en pacients d’urgència. Com a resultat, NIRS s’utilitza cada vegada més en medicina d’urgències i cures intensives per garantir un subministrament continu d’oxigen al pacient. El mètode també ha demostrat el seu valor per mesurar cervell activitat. En determinar-ho, els canvis dinàmics de l’oxigen concentració de la sang al cervell es mesuren a través del casquet. Això és possible perquè la llum infraroja propera té una gran profunditat de penetració. Basat en el concentració canvis d'oxigen, el força de l’activitat cerebral es pot deduir. La suposició és que un alt contingut d’oxigen en una àrea determinada del cervell indica una activitat més gran allà. D’aquesta manera, s’han de detectar malalties neurològiques. A més, s’estan duent a terme estudis científics per investigar més a fons la relació entre la demanda d’oxigen i l’activitat cerebral. Des de l'estructura i la interacció de proteïnes, hidrats de carboni, lípids i àcids nucleics pot proporcionar pistes sobre malalties com La malaltia d'Alzheimer malaltia, esclerosi múltiple, artritis o certs tipus de càncer, també s’han dut a terme estudis científics des de fa temps per dilucidar l’estructura d’aquestes substàncies en el teixit mitjançant espectroscòpia IR. Es posa especial èmfasi en la classificació dels tipus de teixits sense necessitat de tècniques de tinció. Fluids corporals tal com saliva, plasma sanguini, orina o líquid sinovial també es pot analitzar glucosa, lípids, colesterol, urea, proteïna o fosfat mitjançant espectroscòpia IR. Encara es duen a terme estudis científics per ampliar-se glucosa determinació mitjançant espectroscòpia d'infrarojos. L’objectiu és determinar ràpidament la sang glucosa concentració de pacients diabètics.
Riscos, efectes secundaris i perills
No s’esperen perills quan s’utilitza l’espectroscòpia IR en diagnòstic mèdic. És un mètode indolor no invasiu sense cap exposició addicional a la radiació. A causa de la poca energia, s'exclou l'exposició del material genètic. En principi, els humans estem constantment exposats radiació infraroja (radiació de calor). La bona tolerància del mètode és el requisit previ ideal per a la seva àmplia aplicació en medicina. No obstant això, la seva aplicació global encara té els seus límits avui en dia. En combinació amb altres tècniques d’imatge, però, s’ha aconseguit un èxit considerable en diagnòstic. Com s’ha esmentat anteriorment, actualment s’estan fent esforços per optimitzar la determinació de la glucosa en diabètics. En particular, els mètodes no invasius com l’espectroscòpia IR haurien de garantir una anàlisi ràpida. Fins ara, però, no s’ha aconseguit cap avanç en aquesta matèria. També queda molta feina de recerca en altres àrees. Per exemple, la mesura de l'activitat cerebral posa de manifest la no-singularitat del problema invers. Al cap i a la fi, l’activitat cerebral no es registra directament, sinó només el canvi en la concentració d’oxigen a la sang. Per tant, només es pot concloure una major activitat. Per verificar la correlació, cal realitzar estudis i comparacions addicionals amb altres mètodes. En general, només l'espectroscòpia d'infrarojos propers (NIRS) és adequada per al seu ús en medicina. La radiació de llum infraroja mitjana i llunyana no té la capacitat de penetrar profundament en els teixits.
