ನೋವುರಹಿತ ಫೋಟೊಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ಸ್ ಮೂಲಕ ಸಕ್ಕರೆ ಅಂಶ ನಿರ್ಧರಣೆ

20 ಮಾರ್ಚ್ 2025

-ಅವಿರಲ್ ಸೂದ್

ರಕ್ತದಲ್ಲಿನ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ (ಸಕ್ಕರೆ) ಅಂಶವನ್ನು ಮಾಪನ ಮಾಡಬೇಕೆಂದರೆ ಚರ್ಮಕ್ಕೆ ಸೂಜಿಯಂತಹ ಚೂಪು ವಸ್ತುವಿನಿಂದ ಚುಚ್ಚಿ ರಕ್ತದ ಮಾದರಿಯನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಸಕ್ಕರೆ ಕಾಯಿಲೆಯಿಂದ ಬಳಲುತ್ತಿರುವವರು ತಮ್ಮ ರಕ್ತದಲ್ಲಿನ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ದಿನದಲ್ಲಿ ಹಲವು ಬಾರಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಿಕೊಳ್ಳಬೇಕಾದ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ಹೀಗೆ ಹಲವು ಬಾರಿ ಸೂಜಿಯನ್ನು ಚುಚ್ಚುವುದು ಅಷ್ಟೇನೂ ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ., ದಿನಕ್ಕೆ ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ಸೂಜಿ ಬಳಸುವ ಅವಶ್ಯಕತೆ ಉಂಟಾಗುವುದು ಅನಾನುಕೂಲದ ಜೊತೆಗೆ ಸಂಭಾವ್ಯ ಸೋಂಕುಗಳನ್ನು ಅಧಿಕಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.

ಇದೀಗ ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆಯ (ಐಐಎಸ್ ಸಿ) ಇನ್ಸ್ಟ್ರುಮೆಂಟೇಷನ್ ಮತ್ತು ಆನ್ವಯಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ (ಐಎಪಿ) ವಿಭಾಗದ ಸಂಶೋಧಕರು ಫೋಟೋಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್ ಎಂಬ ತಾಂತ್ರಿಕತೆಯ ಮೂಲಕ ಈ ತೊಡಕಿಗೆ ಪರ್ಯಾಯ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ರೂಪಿಸಿದ್ದಾರೆ.

ಈ ತಂತ್ರೋಪಾಯದಲ್ಲಿ ಲೇಸರ್ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣವನ್ನು ಜೈವಿಕ ಅಂಗಾಂಶದ ಮೇಲೆ ಬೀರಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ಹೀಗೆ ಮಾಡಿದಾಗ, ಅಂಗಾಂಶದಲ್ಲಿನ ವಿವಿಧ ಘಟಕಗಳು ಬೆಳಕನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಜೊತೆಗೆ ಅಂಗಾಂಶವು ಕೊಂಚಮಟ್ಟಿಗೆ ಬಿಸಿಯಾಗುತ್ತದೆ (1 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ). ಇದು ಅಂಗಾಂಶದಲ್ಲಿ ವಿಕಸನ ಹಾಗೂ ಸಂಕುಚನಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಂದರೆ, ಇದು ಕಂಪನಗಳನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸಲಿದ್ದು, ಇವನ್ನು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಡಿಟೆಕ್ಟರ್ ಗಳು ಶಬ್ದಾತೀತ ತರಂಗಗಳಾಗಿ ಗ್ರಹಿಸಬಲ್ಲವು. ಅಂಗಾಂಶದಲ್ಲಿನ ವಿವಿಧ ಘಟಕಗಳು ಹಾಗೂ ಕಣಗಳು ವಿವಿಧ ತರಂಗದೂರಗಳ ಆಪಾತ ಬೆಳಕನ್ನು ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹೀರಿಕೊಂಡು ಹೊರಹೊಮ್ಮಿಸುವ ಶಬ್ದ ತರಂಗಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ “ಬೆರಳಚ್ಚು”ಗಳನ್ನು (ಮುದ್ರೆಗಳನ್ನು) ಮೂಡಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಒಳಪಡಿಸುವ ಅಂಗಾಂಶಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ಹಾನಿಯನ್ನು ಕೂಡ ಉಂಟುಮಾಡುವುದಿಲ್ಲ ಎಂಬುದು ಇಲ್ಲಿ ಗಮನಿಸಬೇಕಾದ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶವಾಗಿದೆ.

ಪ್ರಸಕ್ತ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ, ತಂಡದವರು ಗ್ಲೂಕೋಸಿನ (ಸಕ್ಕರೆಯ) ಕಣವೊಂದರ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಮಾಪನ ಮಾಡಲು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಅವರು ಧ್ರುವೀಕೃತ ಬೆಳಕನ್ನು, ಅಂದರೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ಆಂದೋಲಗೊಳ್ಳುವ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗವನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸನ್ ಗ್ಲ್ಯಾಸ್ ಗಳು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಆಂದೋಲನಗೊಳ್ಳುವ ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗಗಳನ್ನು ತಡೆದು ಕೋರೈಸುವಿಕೆಯನ್ನು ತಗ್ಗಿಸುತ್ತವೆ.

ಗ್ಲೂಕೋಸ್, ಒಂದು ‘ಚಿರಾಲ್’ ಕಣವಾಗಿದೆ. ಅಂದರೆ, ಪೊಲರೈಸ್ಡ್ ಬೆಳಕಿನ ಕಿರಣವು ಅದರ ಮೇಲೆ ಬಿದ್ದಾಗ ಅದು ಆ ಬೆಳಕನ್ನು ಅದರ ಆಂದೋಲನದ ವಾಲುವಿಕೆಯು ತಿರುಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಅಚ್ಚರಿಯ ಸಂಗತಿಯೆಂದರೆ, ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿರುವ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಸ್ಪಂದಿಸುವ ಪೊಲರೈಸ್ಡ್ ಬೆಳಕಿನ ವಾಲುವಿಕೆಯನ್ನು ಬದಲಿಸಿದಾಗ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ಶಬ್ದ ತರಂಗಗಳ ತೀವ್ರತೆಯು ಬದಲಾಗುವುದು ತಜ್ಞರಿಗೆ ದೃಢಪಟ್ಟಿತು.

“ಪೊಲರೈಸೇಷನ್ ಅವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಿದಾಗ ಅಕೂಸ್ಟಿಕ್-ಸಂಕೇತವು ಏಕೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ನಮಗೆ ಗೊತ್ತಿಲ್ಲ. ಆದರೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತರಂಗದೂರದಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಹಾಗೂ ಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ಸಂಕೇತದ ತೀವ್ರತೆಯ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ನಾವು ನಿರೂಪಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿದೆ” ಎಂದು ವಿವರಿಸುತ್ತಾರೆ ಐಎಪಿ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಹಾಗೂ ‘ಸೈನ್ಸ್ ಅಡ್ವಾನ್ಸಸ್’ ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾಗಿರುವ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯ ಸಹ-ಲೇಖಕರಾದ ಜಯಪ್ರಕಾಶ್.

ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಅಂಶವು ಪೊಲರೈಸ್ಡ್ ಬೆಳಕನ್ನು ತಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ ಹಾಗೂ ಈ ತಿರುಗುವಿಕೆಯು ಸಾಂದ್ರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅಧಿಕಗೊಳ್ಳಲಿದ್ದು, ಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ಸಂಕೇತದ ತೀವ್ರತೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಫಲಿತವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು, ಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ಸಂಕೇತದ ಪ್ರಬಲತೆಯನ್ನು ಮಾಪನ ಮಾಡಿ, ನಂತರ ಹಿಮ್ಮುಖ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಮೂಲಕ ಗ್ಲೂಕಸ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಅಂದಾಜಿಸಲು ತಜ್ಞರಿಗೆ ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು.

ಈ ವಿಧಾನ ಬಳಸಿ ಸಂಶೋಧಕರು ನೀರು ಮತ್ತು ಸೆರಂ ದ್ರಾವಣಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಅಂದಾಜಿಸಿದರು. ಜೊತೆಗೆ, ಪ್ರಾಣಿಯ ಅಂಗಾಂಶದ ತುಂಡುಗಳಲ್ಲಿನ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕೂಡ ಬಹುತೇಕ ಚಿಕಿತ್ಸಕ ನಿಖರತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅಂದಾಜಿಸಿದರು. ಅಂಗಾಂಶದ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಆಳಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕೂಡ ಕರಾರುವಾಕ್ಕಾಗಿ ಮಾಪನ ಮಾಡುವಲ್ಲಿ ಅವರು ಯಶಸ್ವಿಯಾದರು.

“ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಅಂಗಾಂಶದಲ್ಲಿ ಶಬ್ದದ ವೇಗವು ನಮಗೆ ತಿಳಿದಿದ್ದರೆ, ನಾವು ಅಕೂಸ್ಟಿಕ್ ಸಿಗ್ನಲ್ ಗಳನ್ನು ಅವು ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ ಆಳದೊಂದಿಗೆ ಮ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಲು ಟೈಮ್ ಸೀರೀಸ್ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಪಿಎಚ್.ಡಿ. ಸಂಶೋಧನಾರ್ಥಿ ಹಾಗೂ ಅಧ್ಯಯನ ವರದಿಯ ಮೊದಲ ಲೇಖಕರಾದ ಸ್ವಾತಿ ಪದ್ಮನಾಭನ್. ಇನ್ನು, ಅಂಗಾಂಶದ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಶಬ್ದ ತರಂಗಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಚದುರುವುದಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ ಸಂಶೋಧಕರಿಗೆ ಅಂಗಾಂಶದ ವಿವಿಧ ಆಳಗಳಲ್ಲಿ ನಿಖರ ಮಾಪನಗಳನ್ನು ಪಡೆಯುವುದು ಕೂಡ ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು.

ತಂಡದವರು ಮಾದರಿ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ಕೂಡ ನಡೆಸಿ, ಅದರ ಭಾಗವಾಗಿ ಅಧ್ಯಯನಕ್ಕೆ ಒಳಪಟ್ಟ ಆರೋಗ್ಯಕರ ವ್ಯಕ್ತಿಯ ರಕ್ತದಲ್ಲಿನ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಮೇಲೆ ಮೂರು ದಿನಗಳ ಕಾಲ ಊಟಕ್ಕೆ-ಮುನ್ನ ಹಾಗೂ ಊಟದ-ನಂತರ ಸೆನ್ಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ನೆರವಿನಿಂದ ನಿಗಾ ಇರಿಸಿದರು.

“ಈ ಪ್ರಯೋಗಕ್ಕೆ ಸೂಕ್ತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುವುದು ತುಂಬಾ ಸವಾಲಿನ ಸಂಗತಿಯಾಗಿತ್ತು. ಪ್ರಸ್ತುತ, ನಾವು ಬಳಸುವ ಲೇಸರ್ ಆಕರವು ಅತ್ಯಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣದ ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಮಿಡಿತಗಳನ್ನು ಉಂಟು ಮಾಡಬೇಕು. ಹೀಗಾಗಿ, ಇದು ದುಬಾರಿಯಷ್ಟೇ ಅಲ್ಲದೆ ಗಾತ್ರವೂ ಬೃಹತ್ ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಚಿಕಿತ್ಸಾ ಬಳಕೆಗೆ ಅಣಿಗೊಳಿಸಬೇಕೆಂದರೆ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅಡಕಗೊಳಿಸುವ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ನಮ್ಮ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ ತಂಡದವರು ಈಗಾಗಲೇ ಈ ಬಗ್ಗೆ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಆರಂಭಿಸಿದ್ದಾರೆ” ಎನ್ನುತ್ತಾರೆ ಪದ್ಮನಾಭನ್.

ತಾತ್ತ್ವಿಕವಾಗಿ ಈ ತಾಂತ್ರಿಕತೆಯು ಬೆಳಕಿನ ತರಂಗದೂರ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಯಾವುದೇ ‘ಚಿರಾಲ್’ ಕಣಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಅನ್ವಯಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ತಜ್ಞರ ವಿಶ್ವಾಸವಾಗಿದೆ. ತಮ್ಮ ಅಧ್ಯಯನದಲ್ಲಿ ತಜ್ಞರು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ನೋವು ಹಾಗೂ ಉರಿಯೂತದ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ನ್ಯಾಪ್ರೊಕ್ಸೆನ್ ಔಷಧದ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಅಂದಾಜಿಸುವುದರಲ್ಲೂ ಯಶಸ್ವಿಯಾದರು. ಸಾಮಾನ್ಯ ಬಳಕೆಯ ಬಹುತೇಕ ಔಷಧಗಳು ‘ಚಿರಾಲ್’ ಗುಣಸ್ವಭಾವದಿಂದ ಕೂಡಿರುವುದರಿಂದ ಈ ತಾಂತ್ರಿಕತೆಯು ಆರೋಗ್ಯಶುಶ್ರೂಷೆ ಮತ್ತು ಡಯಾಗ್ನೋಸ್ಟಿಕ್ಸ್ ನಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕ ಬಳಕೆ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರಬಹುದು ಎಂಬುದು ತಜ್ಞರ ವಿಶ್ವಾಸವಾಗಿದೆ.

ಉಲ್ಲೇಖ:

ಪದ್ಮನಾಭನ್ ಎಸ್, ಪ್ರಕಾಶ್ ಜೆ, Deep tissue sensing of chiral molecules using polarization enhanced photoacoustics, Science Advances (2025). https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado8012

ಸಂಪರ್ಕ:

ಜಯಪ್ರಕಾಶ್:
ಸಹಾಯಪ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕರು
ಇನ್ಸ್ಟ್ರುಮೆಂಟೇಷನ್ ಮತ್ತು ಆನ್ವಯಿಕ ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರ ವಿಭಾಗ (ಐಎಪಿ)
ಭಾರತೀಯ ವಿಜ್ಞಾನ ಸಂಸ್ಥೆ (ಐಐಎಸ್ ಸಿ)
ಇಮೇಲ್: jayap@iisc.ac.in ಫೋನ್: +91-80 2293 2274 ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ

ವೆಬ್ ಸೈಟ್: https://pnjayaprakash88.wixsite.com/fist-lab

ಪರ್ತಕರ್ತರ ಗಮನಕ್ಕೆ:

ಅ) ಈ ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಯನ್ನು ಅಥವಾ ಇದರ ಯಾವುದೇ ಭಾಗವನ್ನು ಯಥಾವತ್ತಾಗಿ ಸುದ್ದಿಯಾಗಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿದರೆ
ದಯವಿಟ್ಟು ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಹೆಸರಿನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಕಟಿಸಿ.

ಆ) ಐ.ಐ.ಎಸ್.ಸಿ. ಪತ್ರಿಕಾ ಪ್ರಕಟಣೆಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಏನಾದರೂ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳಿದ್ದರೆ ದಯವಿಟ್ಟು news@iisc.ac.in
ಅಥವಾ pro@iisc.ac.in ಗೆ ಬರೆಯಿರಿ.