Blutuntersuchung dank Lasertechnologie

In den letzten Jahren ist das Interesse an kurzwelligen Infrarotstrahlen bei bildgebenden Verfahren im Medizinbereich gestiegen. Durch das schnelle Scannen der Wellenlänge können Laser im kurzwelligen Infrarotbereich in Echtzeitinformationen in hoher Qualität erstellen.

Im Rahmen des Europäischen Projekts Eurostars SWIRSENSE ist es Brolis Semiconductors und dem CSEM gelungen, diese Technologie weiterzuentwickeln, um nichtinvasive Screeningtests noch sanfter und genauer zu machen. Mit der Technologie lassen sich die relevanten Moleküle im Blut wie Glukose, Laktate oder Harnstoff mit einer einfachen Spektralanalyse im kurzwelligen Infrarotbereich zwischen 1.7 und 2.5 μm eindeutig unterscheiden.

Ein abstimmbarer Laser als Herzstück des Projekts

Das CSEM war für die Entwicklung der Laserquelle verantwortlich. Sie verfügt über eine externe Kavität und ist in der Wellenlänge verstellbar. Die Laserchips hat Brolis Semiconductor entwickelt. Das Ergebnis: Ein Laser mit sehr hoher spektraler Reinheit, dessen Wellenlänge präzise einstellbar ist – und dies im gesamten Spektralbereich. So lassen sich die relevanten Moleküle im Absorptionsbereich von Wasser unterscheiden – namentlich Glukose-, Laktat- oder Harnstoffmoleküle.

Dank eines Mikrospiegels, der um eine Achse geschwenkt wird, lässt sich die Wellenlänge des Lasers auf über 200 nm (0.2 μm) genau einstellen – dies war eine wahre Herausforderung für das Projektteam. Die Wellenlänge kann kontinuierlich oder schrittweise verstellt werden. Die Regelung ist präzise, schnell und reproduzierbar. Die Frequenz der mechanischen Resonanz des Mikrospiegels beträgt ungefähr 195 Hz und lässt Scanfrequenzen mit einer Wellenlänge von über 100 Hz auf der ganzen spektralen Breite zu.

Besseres Verständnis von Diabetes oder Stoffwechselstörungen

Mit dieser Messmethode lässt sich insbesondere die Konzentration von Albumin im Blutserum nachweisen, dem am häufigsten vorkommenden Protein. Dank der hohen Messgenauigkeit eröffnet die Lasertechnologie SWIRSENSE neue Möglichkeiten für das bessere Verständnis von Krankheiten wie Diabetes oder Leberversagen.