光學(xué)法
葡萄糖在中紅外波段具有1152，1108，1 080，1 035，992 cm－ 1 等5 個(gè)葡萄糖基頻特征吸收峰，因此，中紅外衰減全反射(ATR) 光譜方法能夠測(cè)量濃度。采用中紅外ATR 光譜法，分別采集自然狀態(tài)和滲透狀態(tài)時(shí)皮下組織中的葡萄糖的光譜數(shù)據(jù)，應(yīng)用二維關(guān)光譜技術(shù)分析了兩種狀態(tài)下組織液中的葡萄糖濃度。結(jié)果表明：利用低頻超聲和真空負(fù)壓等物理或化學(xué)輔助方法將組織液滲透到皮膚表層，可以實(shí)現(xiàn)中紅外ATR光譜法檢測(cè)皮下組織液中葡萄糖。
根據(jù)光波波長(zhǎng)和作用機(jī)理不同，光學(xué)類(lèi)檢測(cè)法又可分為多種。比如和血氧檢測(cè)相似的近/中紅外光譜法，這項(xiàng)技術(shù)雖然成熟，但人體內(nèi)的水、蛋白質(zhì)、脂肪等成分與葡萄糖的吸收峰存在重疊。此外，測(cè)量部位的溫度、濕度、光的入射面積、角度等測(cè)量條件的變化都會(huì)直接影響測(cè)試結(jié)果。還有人體內(nèi)的水、蛋白質(zhì)、脂肪等成分與葡萄糖的吸收峰存在重疊。每個(gè)波段對(duì)于相關(guān)有很多很多成分夾雜，增加了判斷很大的難度。不像有創(chuàng)試紙的化學(xué)監(jiān)測(cè)相對(duì)比較單一！
據(jù)悉，為實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)，蘋(píng)果開(kāi)發(fā)了一種基于硅光子的光譜儀芯片——收集光線照射到皮膚后反射的光學(xué)吸收光譜，并與特征光譜進(jìn)行比對(duì)，來(lái)確定人體內(nèi)的葡萄糖濃度。
Rockley Photonics平臺(tái)利用硅光子技術(shù)實(shí)現(xiàn)了基于拉曼光譜的“片上光譜儀”，旨在通過(guò)對(duì)多模式生物標(biāo)志物（例如葡萄糖、乳酸、水合作用、血壓和核心體溫）進(jìn)行連續(xù)、非侵入式監(jiān)測(cè)，從而徹底改變消費(fèi)者的健康狀況。
上圖展示的Rockley Photonics硅光子生物傳感模塊中的第一部分為近紅外硅光子芯片，尺寸為8mm x 3mm，第二部分為可見(jiàn)光硅光子芯片，第三部分電學(xué)接口，第四部分為ASIC和驅(qū)動(dòng)芯片。其中，近紅外硅光子芯片不僅能通過(guò)微環(huán)產(chǎn)生頻率梳光源，還能在硅光子芯片上實(shí)現(xiàn)片上光譜儀，用于分析經(jīng)過(guò)皮膚反射的拉曼光譜信息，從而獲得人體內(nèi)血糖的濃度。
