1. Developing a novel device based on a new technology for non-invasive measurement of blood biomarkers irrespective of skin color
- Author
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Gokhale, SG, Daggubati, VS, Alexandrakis, G, Gokhale, SG, Daggubati, VS, and Alexandrakis, G
- Abstract
Background: Human hemoglobin is a tetrameric metalloporphyrin. The heme part contains iron radicle and porphyrin. The globin part consists of two pairs of amino-acid chains. The absorption spectrum of hemoglobin spans from 250 nm to as high as 2,500 nm, with high coefficients reported in blue and green color zone. The visible absorption spectrum of deoxyhemoglobin has one, while the visible absorption spectrum of oxyhemoglobin shows two peaks. Objective: (1) To study absorption spectrometry of hemoglobin in 420 to 600 nm range; (2) to conduct preclinical experiments to validate a new device and technology based on green color absorption by hemoglobin; (3) to use this new technology and device for phase 1 study in healthy human volunteers for confirmationDesign, material and methods: (1) Checking absorption spectrometry of hemoglobin in venous blood. We measured absorption spectrometry of 25 mother-baby pairs as an observational study. Readings were plotted from 400 nm to 560 nm. These included peaks, flat lines and deeps. Graph tracings of all samples - cord blood and maternal blood - showed similar patterns. (2) Preclinical experiments were set up (a) to correlate the reflection of green light by hemoglobin and concentration of hemoglobin, (b) to correlate concentration of O2 and reflection of green light related to oxyhemoglobin, (c) to correlate concentration of melanin in upper and the hemoglobin in lower layer of tissue phantom and to check the sensitivity of new device with green light for measuring Hb in presence of high levels of melanin, and lastly (d) to check if the new device can measure changes in oxy-hemoglobin and deoxy-hemoglobin, again in presence of high levels of melanin with normal as well as with low levels of hemoglobin. The experiments using bilayer tissue phantom were conducted with horse blood in lower cup as dermal tissue phantom and synthetic melanin in upper layer as epidermal tissue phantom. (3) Phase 1 observational studies following a, Hintergrund: Das menschliche Hämoglobin ist ein tetrameres Metalloporphyrin. Der Häm-Teil enthält Eisen und Porphyrin. Der Globin-Teil besteht aus zwei Paaren von Aminosäureketten. Das Absorptionsspektrum von Hämoglobin reicht von 250 nm bis zu 2.500 nm, mit hohen Koeffizienten in der blauen und grünen Farbzone. Das sichtbare Absorptionsspektrum von Desoxyhämoglobin hat einen Peak, während das sichtbare Absorptionsspektrum von Oxyhämoglobin zwei Peaks aufweist. Ziel: (1) Untersuchung der Absorptionsspektrometrie von Hämoglobin im Bereich von 420 bis 600 nm; (2) Durchführung präklinischer Experimente zur Validierung eines neuen Geräts und einer neuen Technologie, die auf der Absorption der grünen Farbe durch Hämoglobin basiert; (3) Verwendung dieser neuen Technologie und des Geräts für eine Phase-1-Studie an gesunden menschlichen Probanden zur Bestätigung. Studiendesign, Material und Methoden: (1) Überprüfung der Absorptionsspektrometrie von Hämoglobin in venösem Blut. Wir haben die Absorptionsspektrometrie von 25 Mutter-Baby-Paaren im Rahmen einer Beobachtungsstudie gemessen. Die Messwerte wurden von 400 nm bis 560 nm aufgezeichnet. Diese beinhalteten Spitzen, flache Linien und Vertiefungen. Die Kurvenverläufe aller Proben - Nabelschnurblut und mütterliches Blut - zeigten ähnliche Muster. (2) Präklinische Experimente wurden durchgeführt, um (a) die Reflexion von grünem Licht durch Hämoglobin und die Hämoglobinkonzentration in Zusammenhang zu setzen, um (b) die O2-Konzentration und die Reflexion von grünem Licht im Zusammenhang mit Oxyhämoglobin zu beobachten, um (c) eine Korrelation zwischen der Melaninkonzentration in der oberen und der Hämoglobinkonzentration in der unteren Schicht des Gewebephantoms zu überprüfen sowie die Empfindlichkeit des neuen Geräts mit grünem Licht zur Messung von Hb bei hohem Melaningehalt zu testen und schließlich um (d) zu prüfen, ob das neue Gerät Änderungen von Oxyhämoglobin und Desoxyhämoglobin bei hohem Melaningehalt mit normalem un
- Published
- 2023