IIS ने मधुमेह रोगियों के लिए गैर-आक्रामक, सुई-रहित ग्लूकोज जांच विकसित की
बेंगलुरु: मधुमेह से पीड़ित लाखों लोगों के लिए, रक्त शर्करा के स्तर की जाँच करना एक दर्दनाक लेकिन दैनिक आवश्यकता है क्योंकि इसके लिए दिन में कई बार त्वचा को चुभना पड़ता है, जो असुविधाजनक है और संक्रमण का जोखिम भी पैदा करता है। हालांकि, भारतीय विज्ञान संस्थान (IISc) के वैज्ञानिकों ने सुइयों के बजाय प्रकाश और ध्वनि का उपयोग करके एक दर्द रहित विकल्प विकसित किया है।
फोटोएकॉस्टिक सेंसिंग नामक तकनीक पर आधारित यह सफलता ग्लूकोज के स्तर की निगरानी के तरीके को बदल सकती है।
'फोटोएकॉस्टिक सेंसिंग' एक ऐसी विधि है जिसमें जैविक ऊतकों पर लेजर की किरणें डाली जाती हैं। जब ऊतक प्रकाश को अवशोषित करता है, तो यह थोड़ा गर्म होता है - 1 डिग्री सेल्सियस से भी कम - जिससे यह फैलता और सिकुड़ता है।
यह छोटी सी हरकत अल्ट्रासोनिक ध्वनि तरंगें उत्पन्न करती है, जिसे विशेष उपकरणों द्वारा पहचाना जा सकता है। चूंकि विभिन्न अणु अद्वितीय तरीकों से प्रकाश को अवशोषित करते हैं, इसलिए वे उत्सर्जित ध्वनि तरंगों में अलग-अलग "फिंगरप्रिंट" बनाते हैं, जिससे वैज्ञानिकों को शरीर में विशिष्ट पदार्थों की पहचान करने और उन्हें मापने की अनुमति मिलती है - बिना त्वचा को तोड़े।
ग्लूकोज का पता लगाने के लिए इस तकनीक को कारगर बनाने के लिए, IISc की टीम ने ध्रुवीकृत प्रकाश का उपयोग किया - प्रकाश तरंगें केवल एक दिशा में कंपन करती हैं। यह उसी तरह है जैसे धूप का चश्मा कुछ खास प्रकाश तरंगों को छानकर चमक को कम करता है। ग्लूकोज, कई जैविक अणुओं की तरह, चिरल है - जिसका अर्थ है कि यह ध्रुवीकृत प्रकाश के साथ बातचीत करते समय इसे घुमाता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि इस घुमाव ने उत्पादित ध्वनि तरंगों की तीव्रता को प्रभावित किया, जिससे ग्लूकोज के स्तर को सटीक रूप से मापने का एक तरीका सामने आया। “हमें नहीं पता कि जब हम ध्रुवीकरण की स्थिति बदलते हैं तो ध्वनिक संकेत क्यों बदल जाता है। लेकिन हम एक विशेष तरंग दैर्ध्य पर ग्लूकोज सांद्रता और ध्वनिक संकेत की तीव्रता के बीच संबंध स्थापित कर सकते हैं,” IISc के इंस्ट्रूमेंटेशन और एप्लाइड फिजिक्स विभाग में सहायक प्रोफेसर और अध्ययन के संबंधित लेखक जया प्रकाश ने समझाया। जैसे-जैसे ग्लूकोज की सांद्रता बढ़ती है, यह ध्रुवीकृत प्रकाश को और अधिक घुमाता है, और यह परिवर्तन ध्वनि तरंगों की ताकत में परिलक्षित होता है। इन संकेतों का विश्लेषण करके, शोधकर्ताओं ने रक्त के नमूने की आवश्यकता के बिना ग्लूकोज के स्तर का सटीक अनुमान लगाया। विधि को साबित करने के लिए, टीम ने अलग-अलग वातावरण में परीक्षण किया, पानी और सीरम के घोल में ग्लूकोज के स्तर को मापने से लेकर जानवरों के ऊतकों के टुकड़ों पर परीक्षण किया, जिससे लगभग नैदानिक सटीकता प्राप्त हुई। टीम ऊतक के भीतर अलग-अलग गहराई पर ग्लूकोज को माप सकती थी - व्यावहारिक चिकित्सा उपयोग के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता।
पीएचडी छात्रा और अध्ययन की पहली लेखिका स्वाति पद्मनाभन ने कहा, "अगर हम ऊतक में ध्वनि की गति जानते हैं, तो हम अपने ध्वनिक संकेतों को उस गहराई पर मैप करने के लिए समय श्रृंखला डेटा का उपयोग कर सकते हैं, जहां से वे आ रहे हैं।" उन्होंने कहा कि प्रकाश के विपरीत, जो शरीर के अंदर बिखर जाता है, ध्वनि तरंग अधिक पूर्वानुमानित तरीके से यात्रा करती है, जिससे ऊतक की गहरी परतों से स्पष्ट और अधिक सटीक माप प्राप्त करना संभव हो जाता है।
मानव परीक्षण
विभिन्न वातावरण में सफल परीक्षणों के बाद, शोधकर्ताओं ने एक स्वस्थ मानव प्रतिभागी पर एक पायलट अध्ययन किया, जिसमें तीन दिनों तक भोजन से पहले और बाद में रक्त शर्करा के स्तर की निगरानी की गई। परिणामों से पता चला कि तकनीक वास्तविक समय में ग्लूकोज परिवर्तनों को ट्रैक कर सकती है।
हालांकि, शोधकर्ताओं ने उल्लेख किया कि व्यापक उपयोग के लिए तकनीक का विस्तार करना चुनौतियों के साथ आता है। वर्तमान सेट-अप के लिए एक ऐसे लेजर की आवश्यकता होती है जो बहुत ही कम नैनो-सेकंड पल्स उत्पन्न करता है, जो इसे भारी और महंगा बनाता है।
"ऐसा करने के लिए सही सेट-अप ढूँढना बहुत चुनौतीपूर्ण था। हमें इसे नैदानिक उपयोग में लाने के लिए इसे और अधिक कॉम्पैक्ट बनाने की आवश्यकता है, और इस पर काम शुरू हो चुका है," स्वाति ने कहा।
शोधकर्ताओं का मानना है कि उनकी तकनीक केवल ग्लूकोज की निगरानी तक सीमित नहीं है क्योंकि कई सामान्य रूप से इस्तेमाल की जाने वाली दवाएँ भी चिरल अणु हैं, जिसका अर्थ है कि शरीर में दवा के स्तर को मापने के लिए उसी विधि का उपयोग किया जा सकता है। इस विचार का परीक्षण करने के लिए, उन्होंने इथेनॉल समाधान में नेप्रोक्सन, एक लोकप्रिय दर्द निवारक और सूजन-रोधी दवा की सांद्रता को मापा, और सफल रहे।
