La espectroscopia infrarroja es una técnica espectroscópica para el análisis estructural de compuestos químicos. También se utiliza para detectar sustancias en muestras químicas y biológicas. En medicina, por ejemplo, se utiliza para controlar oxígeno niveles en el sangre de pacientes de cuidados intensivos.
¿Qué es la espectroscopia infrarroja?
La espectroscopia infrarroja es una técnica espectroscópica para el análisis estructural de compuestos químicos. En medicina, por ejemplo, se utiliza para controlar oxígeno niveles en el sangre de pacientes de cuidados intensivos. La espectroscopia infrarroja (espectroscopia IR) se basa en la excitación de estados de energía en moléculas by radiación infrarroja en el rango de longitud de onda de 800 nm a 1 mm. El principio de medición es el absorción de radiación en un rango de longitud de onda específico para excitar estados discretos de vibración y rotación de grupos funcionales. La región absorbida se muestra como un pico en el espectro IR. Dado que los estados vibracionales son característicos de átomos y grupos de átomos específicos, la ubicación de los picos proporciona información sobre la estructura del moléculas. Se pueden utilizar varias técnicas para la medición. Por ejemplo, en la técnica de transmisión, el radiación infrarroja pasa a través de la muestra antes de absorción se registra el espectro. Después de la técnica de reflexión, la radiación reflejada se examina espectroscópicamente. Además, también existen métodos para registrar espectros de emisión. La espectroscopia infrarroja se divide en tres rangos de longitud de onda: infrarrojo cercano (NIRS) de 0.8 a 2.5 micrómetros, infrarrojo medio o clásico de 2.5 a 25 micrómetros e infrarrojo lejano de 25 a 1000 micrómetros.
Función, efecto y objetivos
Hoy en día, la espectroscopia infrarroja se utiliza en muchos campos de la industria, la investigación o la medicina. Especialmente la espectroscopia de infrarrojo cercano tiene algunas ventajas sobre las otras dos formas. Debido a su mayor energía, la luz infrarroja cercana puede atravesar mejor las muestras o al menos tiene una mayor profundidad de penetración. Debido solo a esta ventaja, NIRS se usa a menudo en medicina. NIRS es ideal para determinar el agua contenido en muchas muestras. Por lo tanto, la humedad, así como el contenido de proteínas y grasas de muchos alimentos se pueden determinar bien. Por tanto, se utiliza en el control de procesos en las industrias alimentaria y farmacéutica. Durante más de 30 años, la espectroscopia de infrarrojo cercano se ha integrado firmemente como una técnica de obtención de imágenes en la medicina y la neurociencia. Se utiliza para monitorear el oxígeno contenido en el sangre, el flujo sanguíneo o la sangre volumen de varios órganos y tejidos. Especialmente cerebro, músculos o pecho se examinan con este método. El éxito de este método para determinar el contenido de oxígeno se basa en las diferentes absorción comportamiento de oxigenados y desoxigenados hemoglobina. Los espectros de infrarrojos se registran como parte de un monitoreo proceso, documentando los cambios en el contenido de oxígeno a lo largo del tiempo. Al mismo tiempo, estos valores se pueden mostrar mediante técnicas de imagen. Este principio también se utiliza para controlar el flujo sanguíneo y la sangre. volumen en pacientes de emergencia. Como resultado, NIRS se utiliza cada vez más en la medicina de emergencia y cuidados intensivos para garantizar un suministro continuo de oxígeno al paciente. El método también ha demostrado su utilidad para medir cerebro actividad. Al determinarlo, los cambios dinámicos en el oxígeno concentración de la sangre en el cerebro se miden a través del casquete. Esto es posible porque la luz infrarroja cercana tiene una gran profundidad de penetración. Basado en el concentración cambios de oxígeno, el fuerza de la actividad cerebral se puede inferir. La suposición es que un alto contenido de oxígeno en un área particular del cerebro indica una mayor actividad allí. De esta forma se detectan las enfermedades neurológicas. Además, se están realizando estudios científicos para investigar más a fondo la relación entre la demanda de oxígeno y la actividad cerebral. Dado que la estructura e interacción de proteínas, hidratos de carbono, lípidos y ácidos nucleicos puede proporcionar pistas sobre enfermedades como Alzheimer enfermedad, esclerosis múltiple, artritis o ciertos tipos de células cancerosas, también se han realizado desde hace algún tiempo estudios científicos para dilucidar la estructura de estas sustancias en los tejidos mediante espectroscopia IR. Se hace especial hincapié en la clasificación de los tipos de tejidos sin necesidad de técnicas de tinción. Fluidos corporales como Saliva, plasma sanguíneo, orina o líquido sinovial también se puede analizar para glucosa, lípidos, colesterol, urea, proteína o fosfato utilizando espectroscopia de infrarrojos. Aún se están realizando estudios científicos para ampliar glucosa determinación mediante espectroscopia de infrarrojos. El objetivo es determinar rápidamente la sangre glucosa concentración de pacientes diabéticos.
Riesgos, efectos secundarios y peligros
No se esperan peligros al utilizar la espectroscopia de infrarrojos en el diagnóstico médico. Es un método indoloro no invasivo sin ninguna exposición adicional a la radiación. Debido a la baja energía, se excluye la exposición del material genético. En principio, los seres humanos están constantemente expuestos a radiación infrarroja (Radiación de calor). La buena tolerancia del método es el requisito previo ideal para su amplia aplicación en medicina. Sin embargo, su aplicación integral todavía tiene sus límites en la actualidad. Sin embargo, en combinación con otras técnicas de imagen, se ha logrado un éxito considerable en el diagnóstico. Como se mencionó anteriormente, actualmente se están realizando esfuerzos para optimizar la determinación de glucosa en diabéticos. En particular, los métodos no invasivos como la espectroscopia de infrarrojos deberían garantizar un análisis rápido. Sin embargo, hasta la fecha no se ha logrado ningún avance en esta área. También queda mucho por hacer en otras áreas. Por ejemplo, la medición de la actividad cerebral destaca la no unicidad del problema inverso. Después de todo, la actividad cerebral no se registra directamente, sino solo el cambio en la concentración de oxígeno en la sangre. Por lo tanto, solo se puede concluir una mayor actividad. Para verificar la correlación, se deben realizar más estudios y comparaciones con otros métodos. En general, solo la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS) es adecuada para su uso en medicina. La radiación de luz infrarroja lejana y media no tiene la capacidad de penetrar profundamente en los tejidos.
