<p>加州大學(xué)圣地亞哥分校的一個工程師團(tuán)隊開發(fā)了一種電子貼片，可以監(jiān)測深層組織中的生物分子，包括血紅蛋白。這為醫(yī)療專業(yè)人員提供了前所未有的關(guān)鍵信息，可以幫助發(fā)現(xiàn)危及生命的疾病，如惡性腫瘤、器官功能障礙、大腦或腸道出血等。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;血紅蛋白在體內(nèi)的數(shù)量和位置提供了關(guān)于血液灌注或在特定位置積聚的關(guān)鍵信息。我們的設(shè)備在密切監(jiān)測高危人群方面顯示出巨大潛力，能夠在緊急時刻及時干預(yù)。&rdquo;加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程教授、該研究的通訊作者徐晟說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這篇論文&ldquo;用于血紅蛋白和核心溫度三維成像的光聲貼片&rdquo;發(fā)表在2022年12月15日的《自然通訊》上。<img src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1672926687481/1672926687481.jpg" width="808" height="417" /></p> <p>體內(nèi)血液灌注低可能導(dǎo)致嚴(yán)重的器官功能障礙，并與一系列疾病有關(guān)，包括心臟病發(fā)作和四肢血管疾病。同時，在大腦、腹部或囊腫等部位出現(xiàn)異常血液積聚，可提示大腦或內(nèi)臟出血或惡性腫瘤。持續(xù)監(jiān)測有助于診斷這些疾病，并有助于促進(jìn)及時和可能挽救生命的干預(yù)措施。</p> <p>&nbsp;</p> <p>新的傳感器克服了現(xiàn)有監(jiān)測生物分子方法的一些重大限制。磁共振成像(MRI)和x射線計算機(jī)斷層掃描依賴于笨重的設(shè)備，這些設(shè)備很難獲得，通常只能提供分子的即時狀態(tài)信息，這使得它們不適合長期的生物分子監(jiān)測。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;持續(xù)監(jiān)測對于及時干預(yù)至關(guān)重要，以防止危及生命的疾病迅速惡化。&rdquo;徐氏團(tuán)隊的納米工程博士生、該研究的合著者陳向軍說。&ldquo;基于電化學(xué)的生物分子檢測的可穿戴設(shè)備，不限于血紅蛋白，是長期可穿戴監(jiān)測應(yīng)用的良好候選者。然而，現(xiàn)有技術(shù)僅實(shí)現(xiàn)了皮膚表面檢測的能力。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種新的、靈活的、低尺寸的可穿戴貼片可以舒適地附著在皮膚上，可以進(jìn)行非侵入性的長期監(jiān)測。它可以在深層組織中以亞毫米的空間分辨率對血紅蛋白進(jìn)行三維測繪，直到皮膚以下幾厘米，而其他可穿戴電化學(xué)設(shè)備只能感知皮膚表面的生物分子。它可以達(dá)到與其他組織的高對比度。由于其光學(xué)選擇性，它可以擴(kuò)大可檢測分子的范圍，集成不同波長的不同激光二極管，以及其潛在的臨床應(yīng)用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該貼片在其軟硅聚合物基質(zhì)中配備了激光二極管陣列和壓電傳感器。激光二極管向組織中發(fā)射脈沖激光。組織中的生物分子吸收光能，并向周圍介質(zhì)輻射聲波。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;壓電換能器接收聲波，這些聲波在電氣系統(tǒng)中經(jīng)過處理，以重建波發(fā)射生物分子的空間映射。&rdquo;徐曉翔實(shí)驗室的博士后研究員、該研究的合著者高曉翔說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;由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。&rdquo;徐團(tuán)隊的博士后研究員、研究合著者胡宏杰說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>基于迄今為止的成功，該團(tuán)隊計劃進(jìn)一步開發(fā)該設(shè)備，包括將后端控制系統(tǒng)縮小為便攜式大小的設(shè)備，用于激光二極管驅(qū)動和數(shù)據(jù)采集，極大地擴(kuò)展其靈活性和潛在的臨床應(yīng)用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們還計劃探索這種可穿戴設(shè)備在核心溫度監(jiān)測方面的潛力。&ldquo;因為光聲信號的振幅與溫度成正比，我們已經(jīng)在離體實(shí)驗中演示了核心溫度監(jiān)測，&rdquo;徐說。&ldquo;然而，在人體上驗證核心溫度監(jiān)測需要介入校準(zhǔn)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們將繼續(xù)與醫(yī)生合作，尋求更多潛在的臨床應(yīng)用。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該工作得到了空軍研究實(shí)驗室的部分支持，協(xié)議編號為FA8650-18-2-5402，美國國立衛(wèi)生研究院授予了1R21EB025521-01 (S.X.)、1R21EB027303-01A1 (S.X.)和3R21EB027303-02S1 (S.X.)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>論文:&ldquo;用于血紅蛋白和核心溫度三維成像的光聲貼片。&rdquo;合著者包括加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程系高曉翔*;陳向軍*，加州大學(xué)圣地亞哥分校材料科學(xué)與工程學(xué)院;胡宏杰*，王新宇，岳文通，加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程系;木靜，材料科學(xué)與工程專業(yè);加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程系;石克仁，加州大學(xué)圣地亞哥分校材料科學(xué)與工程項目，加州大學(xué)河濱分校材料科學(xué)與工程項目;陳雪，加州大學(xué)圣地亞哥分校材料科學(xué)與工程專業(yè);林慕陽，齊白燕，周賽，加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程系;美國加州大學(xué)圣地亞哥分校電氣與計算機(jī)工程系呂成長峰、顧玥、楊信義;丁宏，朱揚(yáng)志，黃浩，馬玉祥，李默涵，加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程系;Aditya Mishra，加州大學(xué)圣地亞哥分校材料科學(xué)與工程項目;約瑟夫&middot;王，加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程系和材料科學(xué)與工程項目;加州大學(xué)圣地亞哥分校納米工程系、電子與計算機(jī)工程系、材料科學(xué)與工程項目、生物工程系徐晟;加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院放射學(xué)系;以及Softsonics公司。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這些作者的貢獻(xiàn)相同。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>