Миллионы диабетиков вынуждены следить за содержанием сахара в крови. Всегда существовало стремление делать это просто, быстро и безболезненно. Этапами на пути решения проблемы было создание средств анализа вне стационарной лаборатории, дома или на работе, без лаборанта, самостоятельно. Разработаны подходящие методы, и многие фирмы большими тиражами выпускают соответствующие устройства. Вершиной на этой стадии было создание и производство портативных приборов, требующих для анализа 0,3 микролитра крови и несколько секунд, причём отбор крови осуществляется практически без болевых ощущений (создатель - A. Heller, фирма Thera-Sense, с 2004 г. - корпорация Abbott).
Но хотелось и большего: проводить анализ вообще без отбора проб крови.
Этого хочется давно. В течение по крайней мере 15 лет многие исследовательские группы пытаются решить задачу. Однако пока надежных решений нет. Опубликовано большое число работ на эту тему, есть даже обзоры соответствующих публикаций [1,2], но всеми признанных и тем более принятых к широкому использованию средств не существует. Скептики даже высказывались в том смысле, что их и не будет.
Проблема неинвазивного определения глюкозы рассмотрена в недавней статье [3]. Авторы вычленили два общих подхода к решению задачи. Первый из них - косвенный: делаются попытки оценивать влияние глюкозы на какие-либо физиологические или физические параметры; при этом измеряют эффекты, функционально связанные с концентрацией глюкозы. Второй, предпочтительный, подход основан на попытках определять неинвазивно саму глюкозу, прежде всего спектроскопическими методами.
Кровь, в принципе, можно было бы заменить другими биологическими жидкостями — мочой, слюной, потом, слезами, но нужно быть уверенным, что содержание глюкозы в этих жидкостях пропорционально ее концентрации в крови. Надежные доказательства такой пропорциональности отсутствуют; более того, общие соображения указывают на то, что ее может и не быть. Тем не менее на одной из недавних сессий Американского химического общества был стендовый доклад, в котором описан метод определения глюкозы в слезах, основанный на образовании альдегида в результате взаимодействия глюкозы с HAuCl4 [4]. Альдегид определяли с использованием реакции серебряного зеркала. Авторы полагают, что двух слезинок достаточно даже при низких концентрациях глюкозы, как у здоровых людей. Однако некоторые специалисты считают, что в слезах могут быть и другие восстановители, помимо глюкозы, и результатом будут существенные погрешности.
Считается, что есть соответствие между содержанием глюкозы в крови и содержанием ее в тканевой жидкости. Значит, надо пытаться анализировать эту жидкость либо в местах ее нахождения, либо доставлять на поверхность кожи. Для последнего применяли разные способы: создание на коже отрицательного давления, воздействие на кожу ультразвуком и пр. Коммерческое воплощение получил метод так называемого "ионтофореза" - электрофореза живого объекта, в процессе которого миграция электролита вызывает транспорт незаряженных молекул, в том числе и глюкозы. Метод был описан в СССР, но забыт и заново "открыт" в США. Основанный на этом подходе прибор Gluco Watch фирмы Cygnus Inc. официально допущен в США для использования. Однако он требует персональной коррекции с градуировкой по крови. Даже в рекламных материалах указывается, что прибор предназначен не столько для определения глюкозы как таковой, сколько для выявления тенденции в изменении концентрации сахара. Его рекомендуется использовать в сочетании с более обычными методами определения глюкозы.
Основной недостаток всех косвенных методов -невысокая селективность. Биологическая система сложна, в ней множество компонентов, и почти всегда среди этих веществ есть вещества, влияющие на тот измеряемый параметр, который связан с содержанием глюкозы! Проверить же влияние всех возможных компонентов in vivo очень трудно; нелегко это сделать и in vitro, к тому же в последнем случае результат может быть не адекватным реальному положению в организме.
Из прямых методов наибольшее внимание уделялось, как уже сказано, спектроскопическим методам. Среди них, возможно, определенными преимуществами обладает ИК-спектроскопия в ближней области (большая глубина проникновения, меньше помех), но и в этом случае пока много непреодоленных трудностей. Они подробно рассмотрены в упомянутой статье [3].Оптические методы ограничены, с одной стороны, очень низким молярным коэффициентом поглощения самой глюкозы и, с другой стороны, наличием большого числа полисахаридов как в крови, так и в тканях. Единственный коммерческий прибор (Sugar Тгасtm) для неинвазивного определения глюкозы использует измерения при различных длинах волн (650, 880,940 и 1300 нм) с последующей математической обработкой методом искусственных нейронных сетей. Есть мнение, что прибор не дает абсолютно надежных результатов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Khalil O.S. //Clin.Chem. 1999. V. 45. P. 165.
2. Khalil O.S. //Deabetes Technol. Ther. 2004. V.6. P. 660.
3. Arnold M.A., Small G.W. //Anal. Chem. 2005. V. 77. № 17. P.5429.
4. Chem. Eng. News (www.cen-online.org)