電子貼片可監(jiān)測(cè)深層血紅蛋白 有助及時(shí)發(fā)現(xiàn)并干預(yù)危及生命的疾病
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 發(fā)布時(shí)間：2022-12-20 11:10:28
科技日?qǐng)?bào)北京12月19日電 (記者張夢(mèng)然)美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校工程師開(kāi)發(fā)了一種電子貼片，可監(jiān)測(cè)深層組織中包括血紅蛋白在內(nèi)的生物分子，這為醫(yī)療專(zhuān)業(yè)人員提供了前所未有的獲取關(guān)鍵信息的途徑，可幫助發(fā)現(xiàn)危及生命的疾病，如惡性腫瘤、器官功能障礙、腦出血或腸道出血等。研究成果發(fā)表在15日的《自然·通訊》雜志上。
研究人員表示，體內(nèi)血紅蛋白的數(shù)量和位置，提供了有關(guān)特定位置血液灌注或積聚的關(guān)鍵信息。體內(nèi)低血液灌注或?qū)е聡?yán)重的器官功能障礙，與心臟病發(fā)作和四肢血管疾病等有關(guān)；而腦部、腹部或囊腫等部位異常積血，提示可能出現(xiàn)腦出血、內(nèi)臟出血或惡性腫瘤。持續(xù)監(jiān)測(cè)可幫助診斷這些情況，有助于及時(shí)采取挽救生命的干預(yù)措施。
這種新型、靈活、外形小巧的可穿戴貼片可舒適地貼在皮膚上，進(jìn)行無(wú)創(chuàng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。它可在深層組織中以亞毫米空間分辨率對(duì)血紅蛋白進(jìn)行三維映射，精確到皮膚以下幾厘米，而其他可穿戴電化學(xué)設(shè)備一般只能感知皮膚表面的生物分子。它還能實(shí)現(xiàn)與其他組織的高對(duì)比度。由于其光學(xué)選擇性，它可通過(guò)集成具有不同波長(zhǎng)的不同激光二極管，以擴(kuò)大可檢測(cè)分子的范圍及潛在的臨床應(yīng)用。
該貼片在其柔軟的有機(jī)硅聚合物基質(zhì)中配備了激光二極管陣列和壓電換能器。激光二極管將脈沖激光發(fā)射到組織中，組織中的生物分子吸收光能，并將聲波輻射到周?chē)橘|(zhì)中，壓電換能器接收聲波，聲波在電氣系統(tǒng)中進(jìn)行處理，以重建波發(fā)射生物分子的空間映射。
鑒于其低功率激光脈沖，它也比具有電離輻射的X射線技術(shù)安全得多。研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步開(kāi)發(fā)該設(shè)備，包括將后端控制系統(tǒng)縮小為用于激光二極管驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)采集的便攜式設(shè)備，從而大大擴(kuò)展其靈活性和潛在的臨床實(shí)用性。
【總編輯圈點(diǎn)】
危及生命的病情進(jìn)展往往非常迅速。但在不可逆情形出現(xiàn)前，有沒(méi)有一個(gè)特殊時(shí)間段是可以“按響警鈴”的？研究表明，對(duì)深層血紅蛋白的持續(xù)監(jiān)測(cè)，就能起到這種作用。本文中的新設(shè)備，用非常簡(jiǎn)單的貼片方式，在密切監(jiān)測(cè)高危人群方面發(fā)揮了巨大潛力。未來(lái)，這種基于電化學(xué)的設(shè)備還能用于更多生物分子的監(jiān)測(cè)，是長(zhǎng)期可穿戴監(jiān)測(cè)應(yīng)用的良好候選者。
責(zé)任編輯：邢敏
