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。
利用生物光子学诊断心脏病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。
更快、更准确的诊断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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