约翰霍普金斯大学的研究人员郑鹏发明了这项发明的核心，即一种具有突破性纳米结构表面的微型芯片，可用于血液检测。图片来源：威尔·柯克/约翰霍普金斯大学

快速而精准的血液测试可以为医生和急救人员提供更快的结果。

心脏病发作时，每一秒都至关重要。一种新的血液检测方法可以在几分钟内（而不是几小时）做出诊断，并且可以供急救人员甚至在家中使用。

“心脏病发作需要立即进行医疗干预，以改善患者的治疗效果，但尽管早期诊断至关重要，但也极具挑战性，在临床环境之外几乎不可能实现，”该研究的主要作者、约翰霍普金斯大学助理研究员彭政说道：“我们发明了一种新技术，可以快速准确地确定某人是否正在心脏病发作。”

该概念验证工作最近发表在《先进科学》杂志上，经过修改后可用于检测传染病和癌症生物标志物。

彭政和资深作者伊山·巴曼通过生物光子学开发了诊断工具，利用激光检测生物标记物，即身体对疾病等状况的反应。在这里，他们利用这项技术在血液中发现心脏病发作的最早迹象。尽管仅在美国，每年就有 80 多万人心脏病发作，但心脏病仍然是最难诊断的疾病之一，其症状千差万别，生物信号可能很微妙，在发作的早期阶段很容易被忽视，而此时医疗干预可以发挥最大的作用。

这项发明的核心是一块具有突破性纳米结构表面的微型芯片，可用于检测血液。图片来源：威尔·柯克/约翰霍普金斯大学

疑似心脏病发作的人通常会接受一系列检查来确认诊断——通常首先进行心电图测量心脏的电活动，这个过程大约需要五分钟，然后进行血液检查以检测心脏病发作的特征，实验室工作可能需要至少一个小时并且经常需要重复。

该团队发明的独立血液检测可在五到七分钟内提供结果。研究人员表示，它比目前的方法更准确、更经济。

尽管该测试是为了在临床环境下快速诊断而创建的，但它可以改编为急救人员在现场使用的手持工具，或者人们甚至可以在家里自己使用。

“我们谈论的是速度、准确性，以及在医院外进行测量的能力，”机械工程系的生物工程师巴曼说：“未来，我们希望这可以做成像星际迷航三录仪那样的手持仪器，只要你有一滴血，几秒钟后，你就能检测到。”

该发明的核心是一个微型芯片，它具有突破性的纳米结构表面，可用于检测血液。该芯片的“超表面”可在拉曼光谱分析过程中增强电信号和磁信号，使心脏病发作生物标志物在几秒钟内可见，即使在极低浓度下也是如此。该工具足够灵敏，可以标记出心脏病发作生物标志物，而这些标志物可能在目前的测试中根本无法检测到，或者在发病很晚的时候才被发现。

研究人员表示，虽然该工具旨在诊断心脏病，但它也可以用于检测癌症和传染病。

“它的商业潜力巨大，”巴曼说：“没有什么可以限制这项平台技术。”

下一步，该团队计划改进血液测试并探索更大规模的临床试验。

参考文献：Peng Zheng、Lintong Wu、Piyush Raj、Jeong Hee Kim、Santosh Kumar Paidi、Steve Semancik 和 Ishan Barman 撰写的“利用等离子体超表面进行血清心脏标志物的多重 SERS 检测”，2024 年 10 月 15 日，Advanced Science。DOI：10.1002/advs.202405910

该研究由美国国立普通医学科学研究所资助。

来源：约翰霍普金斯大学

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