Использование метода лазерно-индуцированной спектроскопии для проведения анализа электролитов в сыворотке крови

Анализ электролитов в сыворотке крови позволяет посредством показателей кальция, натрия и калия выявить патологическое состояние организма человека. Обозначенные показатели представляется возможным количественно измерить посредством спектроскопии (LIBS) для получения впоследствии более точных данных в числовых значениях. Цель исследования – формирование возможности более точного прогнозирования вероятных заболеваний посредством показателей натрия, кальция и калия в крови. Процесс исследования осуществлялся путем использования имеющихся биоматериалов, представленных лабораторией ИНВИТРО г. Махачкалы Республики Дагестан, которые впоследствии использовались в целях анализа электролитов в сыворотке крови на фильтровальной бумаге и предметных стеклах. В целях прогнозирования рассматриваемых концентрация калия, натрия и кальция посредством LIBS был применен метод частичной регрессии наименьших квадратов. Для образцов сыворотки более высокая точность прогнозирования с превосходной линейностью была достигнута как на предметных стеклах, так и на фильтровальной бумаге. Для сыворотки крови на предметных стеклах точность прогнозирования K, Na, Ca составила 1,45 %, 0,61 % и 3,80 %. Более того, для сыворотки крови на фильтровальной бумаге при существующих погрешностях составили 7,47 %, 1,56 % и 0,52 %. Результаты проведенного исследования показали, что портативные инструменты LIBS являются оптимальным инструментом для уточненных показателей калия, натрия и кальция в клинической практике в режиме реального времени.

1. Носкин В.А. Лазерная корреляционная спектроскопия квазиупругого рассеяния. Успехи физических наук. 1987;153(10): 358–360.

2. Надеждинский А.И., Понуровский Я.Я. Работы по аналитическому использованию диодной лазерной спектроскопии в Институте Общей Физики РАН. ЖАХ. 2018;2(73):153–158.

3. Рогаткин Д.А, Дунаев А.В, Лапаева Л.Г. Метрологическое обеспечение методов и приборов неинвазивной медицинской спек-трофотометрии. Медицинская техника. 2010;(2):30–37.

4. Лапитан Д.Г., Рогаткин Д.А. Функциональные исследования системы микроциркуляции крови методом лазерной доплеровской флоуметрии в клинической медицине: проблемы и перспективы. Альманах клинической медицины. 2016;44(2):249–259. DOI: 10.18786/2072-0505-2016-44-2-249-259.

5. Соснин Д.Ю., Фалков Б.Ф., Ненашева О.Ю. Оценка правильности распознавания клеток системой автоматического анализа крови Vision Hema. Уральский медицинский журнал. 2012;105(13):131–135.

6. Илларионова Е.А., Сыроватский И.П. Фотометрия. Теоретические основы метода. Практическое применение метода. Учебное пособие. Иркутск; 2013. 83 с.

7. Соснин Д.Ю., Ненашева О.Ю., Кубарев О.Г. Автоматизированные системы анализа мазков крови и гематологические анализаторы – конкуренты или партнеры? Лаборатория ЛПУ. 2014;4:34–37.

8. Гематологические анализаторы. Интерпретация анализа крови: Методические рекомендации. М.-Тверь: «Издательство «Триада»; 2012.

9. Вебстер Дж. Г., Камышко И.В., Калашник Д.А. Медицинские приборы. Разработка и применение. М.: Медицинская книга; 2015. 720 с.

10. Комаров Г.Д. Полисистемный саногенетический мониторинг. М.: МИПКРО; 2001. 74 с.

11. Singh V.K., Rai A.K. Prospects for laser-induced breakdown spectroscopy for biomedical applications: a review. Lasers Med Sci. 2021;26(5):673–687.

12. Winnand P., Boernsen K.O., Bodurov G., Lammert M. Evaluation of electrolyte element composition in human tissue by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). Sci Rep. 2022;12(1):163–181.