特定波长与强度的入射光（相应光波段频移的灵敏度性能，我们已经得到这两个月校内实验室光谱分析仪的实验证明，对于相应的应用场景已经标记出最适合的发光波段），集光后经过人体组织透射、反射及散射，滤光耦合后获得的拉曼光谱，能够测量血液中的实时化学成分（包括血液葡萄糖浓度等），并且其对比准确度，远高于其他实时血糖值的无创检测方法（汗液、尿液、唾液、体温等）。详见2020年在美国SCI頂刊《Science Advances》上发表的《使用拉曼光谱直接测量人体内血液葡萄糖浓度》的最新科学研发论文。

一、通用拉曼光谱检测设备的测量原理、结构组成及应用现状

1基本测量原理：当一定波段的激光作用于血液中葡萄糖分子时，会产生拉曼光谱散射效应，即产生随糖分子浓度变化着的斯托克斯线（stokes line）以及反斯托克斯线（anti-stokes line）。简而言之，拉曼光谱频移与测量分子所处能级直接相关，能够相互表征。即采用该基本原理获得相应光谱变化数据，经过一定工作量的数值比较（对比生物化学仪或电子血糖仪的血糖数据），研发对应的智能算法，能够分析获得人体血糖的实时浓度数据及变化情况。

2拉曼光谱检测仪的结构组成： 测量仪器主要包含3个组成部分：1.特定波长与功率的激光发射器，主要由激光光源、内置短距离激光光纤及控制器、汇聚透镜组合形成的拉曼光集光器等部件组成。2.经过检测目标散射后的光信号接收器PD，包括菲涅尔滤光透镜和光滤波器构成的滤光集成模块、光电转换与前置检测的光电耦合器CCD（charge coupled device）模块两个主要部分连接构成。3.后置检测系统电路器件，由采用经验检测算法控制的电信号数据处理模块、光谱检测目标的数据显示模块、基于体域物联网技术的数据通信接口模块等硬件组成。

3拉曼光谱检测仪的应用现状：对于一些特殊或复杂环境下，拉曼光谱检测仪在金属矿石检测、水体农药成分检测、多种有机DNA分子检测、物体微裂痕及薄膜检测等等诸多场景下，已经获得了广泛的科研证明与商业应用，但是，主要鉴于活体血糖溶度的检测精确度，仍然略低于直接通过有创血糖仪的化学试纸检测，因而当前拉曼无创血糖检测的设备与应用，尚未出现广泛商业化。然而，随着相关光电器件的不断小型化与智能化（且拉曼光谱检测血糖值对于光栅透镜等光器件的性能要求，远低于其他精度检测的特殊应用场景），辅以我国集中养老控制的需求提升和个域网移动互联技术发展的有力支持，我们研究开发团队，看好拉曼光谱无创血糖检测的应用市场，并认为在不久的将来，能够形成一项拥有较大规模的社区养老医疗生态应用。

二、当前已经具备拉曼光谱血糖检测的国家技术发明专利

开发团队前期在便携式电子有创智能血糖仪开发的产学研工作中，成功完成了相关项目的软硬件开发与测试要求，形成的相关新型技术与产品，在《杭州微测生物技术公司》、《江苏学府医疗科技公司》这两家公司得到技术转化与产品销售。在此期间，还进行了拉曼光谱无创血糖检测项目方向的理论研究与的实验论证，形成与储备了重要测量数据与相关授权技术发明专利（相关实验数据可以在新项目立项后提供）。最重要的专利（在国家专利局系统中查询）授权专利号为CN20121039076，名称为《一种便携式拉曼光谱无创血糖仪》。

三、新型拉曼光谱血糖检测仪最重要的核心研发内容的可行性

研制适用于智能穿戴与老年社区的拉曼无创血液检测便携式仪器，该智能化小型检测仪器会涉及到以下3个次要的研发测试目标，分别为：控制光电器件工作的电子电路设计、对比分析测量数据的内置算法、以及在体域物联中实时血糖测量值的数据管理系统，在当前成熟的软硬件技术与相关老年社区血糖检测的对比实验条件等多方面支持下，上述3个研测目标的达成，都是易于高效实现的。重要的是，区别于有创电子血糖仪的开发，拉曼无创血液检测设备存在2个主要核心的研发测试目标（或步骤），分别为：<小型化激光发射与接收器件的布局设计> 和<拉曼散射光谱频移图谱的实时接收与数字化提取>。

对于前者，我们研究团队观测了苏州某光电研究所和我校江苏大学光电实验室的几台不同类型的拉曼光谱检测仪，并且与我校理学院精通拉曼光器件检测方面的季教授、电子信息学院的徐院长等专家，进行了细致的探讨与分析；同时参照主流光器件生产公司（以美国ATR、荷兰Avantes为主）相关型号（包括近年出现的相似应用功能的小型化型号）的激光发射器、光纤控制器、拉曼光汇聚集光接收器（包括滤光透镜与光滤波器）等诸多光学器件的产品资料；获得相应的分析结果为：相关小型尺寸的拉曼光学器件组合能够布局在(10*10*5)cm3的空间区域内，并认为基于后续更多光器件的实验试用和相关接收光谱采集开发工作，目标研发设备的小型化设计效果，会得到进一步的提升。

对于后者，团队参考第1段提及頂刊论文中的实测过程，由我校医学院李文佳、方迪等实习生，配置了模拟血液状态与不同溶度的葡萄糖试液，并且制作了模拟人体皮肤与静脉血管组织的测量模块，采用光电实验室的光谱分析仪，进行散射接收光信号的拉曼频移数据收集，获得明显不同的频移数值结果并进行了记录与分析。诚然，所采用的测量仪器为物理实验室的商用拉曼光谱仪，要做成便携式小型化的无创血糖检测仪，需要在光学和电子学方面进一步的开发与测试，以期在尽量保证小型化的基础上，逐步实现类似于商用光谱检测装备那样的图谱实时接收与数字化提取打印的目标检测功能。

四、研发进度与商业应用的阶段性与契合度

第一阶段的研测工作估计9个月左右内完成（根据前述的调研，大概率会提前），该阶段主要致力于体积10cm³的拉曼血糖检测实验仪器制作，相关次要功能从简，例如相应光谱测量数值输出结果暂时只采用外置读取方式等；未来形成的商业产品，包括内置电路布线的专业设计、设备外形（手模）专业制作、仪器屏幕程序控制、医疗物联社区应用及附加价值推广等诸多功能，留作后续阶段考虑。当满足获取测量血糖频移图谱和数字化提取条件的原型仪器研发成功后，运用投资方社区医疗条件中的大量有创实验数据，进行测量精度的持续优化至行业标准，进入商业化开发实用阶段，并且逐步契合血糖测量的社区市场应用。

五、实验产品的技术研发步骤：如下表格

六、前期实验产品性能指标与研发（测试）资金要求

1.实验产品拟达成的血糖测量性能指标

基于前些年成功主持有创电子智能血糖检测仪（包括血糖试纸）的项目开发与产品化经历，根据《自测用血糖检测系统通用技术标准》GB/T19674-2005，对于上述本项目提交验收的第一代拉曼无创血糖检测实验产品，拟达成以下主要性能指标：

a)产品体积≤10cm³。

b）对比于准确度极高的生物化学仪器或准确度较高的有创电子血糖仪，当实测血糖值≤4.2mmol/l时，误差值<0.4mmol/l，STDEV标准差<0.2，CV（%）系数<3%；当实测血糖值>4.2mmol/l时，误差值<20%，STDEV标准差<0.5，CV（%）系数<5%。

2.研发（测试）资金投入的方式与要求：面议。

3.项目经费要求：面议。