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當前(qian)位置(zhi)：首(shou)頁(ye)技(ji)術(shu)文章(zhang)東南大學團(tuan)隊(dui)開(kai)發(fa)可(ke)穿戴(dai)雙模態(tai)貼片，開(kai)辟急(ji)性(xing)心肌(ji)梗死(si)院(yuan)前(qian)超早(zao)期精(jing)準(zhun)檢測(ce)

東南大學團(tuan)隊(dui)開(kai)發(fa)可(ke)穿戴(dai)雙模態(tai)貼片，開(kai)辟急(ji)性(xing)心肌(ji)梗死(si)院(yuan)前(qian)超早(zao)期精(jing)準(zhun)檢測(ce)

更(geng)新時間：2025-07-11

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近幾十(shi)年來，我(wo)國(guo)急(ji)性(xing)心梗的(de)發(fa)病(bing)率呈(cheng)明顯上升趨(qu)勢(shi)，每(mei)年新發(fa)病(bing)例(li)至少(shao)50萬人次，且發(fa)病(bing)人群(qun)日趨年輕(qing)化，嚴(yan)重(zhong)威(wei)脅人民(min)的(de)健(jian)康和生(sheng)命(ming)。快速(su)、準(zhun)確的(de)急(ji)性(xing)心梗診斷是病(bing)患(huan)救(jiu)治的(de)關鍵，也壹直(zhi)是備(bei)受關註(zhu)的(de)研(yan)究(jiu)熱(re)點與難(nan)點。現有(you)的(de)心梗確診依賴(lai)於(yu)醫院(yuan)的(de)心電圖和(he)對心梗三項(xiang)的(de)實驗(yan)室檢測(ce)，存(cun)在耗(hao)時(shi)長(chang)、操(cao)作復雜(za)、需(xu)要侵(qin)入式抽(chou)血(xue)等(deng)局(ju)限(xian)性(xing)。倘若能突(tu)破(po)專業(ye)儀(yi)器(qi)和(he)專業(ye)人員(yuan)的(de)限(xian)制，開發(fa)快速(su)、靈敏(min)、易(yi)於(yu)操(cao)作的(de)心梗理(li)化標(biao)誌(zhi)現場(chang)檢(jian)測(ce)技術(shu)，將大幅節省診斷時間從而(er)縮(suo)短(duan)心肌(ji)缺(que)血(xue)時(shi)間(jian)，推(tui)動(dong)心梗治療(liao)方案革命(ming)性(xing)的(de)發(fa)展(zhan)。

近(jin)日，東南大學王著(zhu)元(yuan)教授(shou)課(ke)題(ti)組(zu)開(kai)發(fa)了(le)壹(yi)種(zhong)可穿戴(dai)雙模態(tai)貼片，通過(guo)結合(he)表面(mian)增(zeng)強拉(la)曼(man)散(san)射（SERS）微(wei)針陣(zhen)列(lie)與(yu)柔(rou)性(xing)電子技(ji)術，實現了(le)急(ji)性(xing)心肌(ji)梗死(si)的(de)院(yuan)前(qian)快速(su)輔(fu)助診斷。相關成果(guo)以“A Wearable Dual-Modal Patch for Rapid Pre-Hospital Diagnosis of Acute Myocardial Infarction"為(wei)題(ti)在(zai)國(guo)際(ji)重(zhong)要期刊《ACS Nano》發(fa)表。

該貼片以(yi)內含(han)有(you)SERS探(tan)針的(de)柔(rou)性(xing)微針陣(zhen)列(lie)作為(wei)間(jian)質液中標(biao)誌(zhi)物提取和檢(jian)測(ce)單(dan)元，以(yi)柔(rou)性(xing)電子貼片為(wei)器(qi)件(jian)基(ji)礎和(he)心電監測(ce)單(dan)元（圖(tu)1）。其中(zhong)微針陽模是(shi)由摩(mo)方精(jing)密(mi)面投影(ying)微(wei)立體光刻(ke)（PμSL）技術(shu)（nanoArch^®S130，精(jing)度(du)：2 μm）制備(bei)而(er)成(cheng)。結合(he)翻(fan)模和(he)光固(gu)化技術(shu)，得(de)到(dao)了(le)30×3微(wei)針(zhen)組(zu)成(cheng)的(de)陣(zhen)列(lie)系統(tong)，微針(zhen)的(de)高(gao)度(du)為(wei)600 μm，基(ji)底直徑(jing)為(wei)300 μm。

圖1. e-SERS貼片的(de)制備(bei)與表征(zheng)。

該貼片由(you)醫用(yong)級透明聚氨(an)酯（PU）薄(bo)膜(mo)覆蓋，可(ke)以(yi)像創可貼壹樣(yang)緊貼在皮(pi)膚表面(mian)，在(zai)健(jian)康誌願(yuan)者(zhe)身(shen)體的(de)不(bu)同部位實現了(le)穩定的(de)適(shi)形固定。同時，貼片佩(pei)戴方式對(dui)獲取(qu)多模態(tai)信(xin)息(xi)的(de)影(ying)響也很小(xiao)。實驗(yan)結果(guo)表明，來自三名健(jian)康誌願(yuan)者(zhe)的(de)生(sheng)化檢測(ce)數據(ju)均(jun)為(wei)陰(yin)性(xing)，心電圖數(shu)據也沒(mei)有顯(xian)示(shi)異(yi)常，證實貼片的(de)特異(yi)性(xing)和穩定性(xing)。此外(wai)，該(gai)貼片還具有(you)良好的(de)防(fang)水性(xing)能（圖(tu)2）。

圖2. e-SERS貼片在(zai)可穿戴(dai)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)驗(yan)證。

在(zai)實驗(yan)中，微針(zhen)陣(zhen)列(lie)表現出(chu)超高的(de)靈敏(min)度(du)和(he)均(jun)壹性(xing)，檢測(ce)限(xian)低(di)至(zhi)100 fM的(de)檢(jian)測(ce)限(xian)。此(ci)外(wai)，該(gai)SERS貼片能夠(gou)配(pei)合(he)商用(yong)便(bian)攜(xie)式(shi)拉曼(man)光譜(pu)儀(yi)實現現場(chang)檢(jian)測(ce)（圖3）。與(yu)研(yan)究(jiu)級拉(la)曼(man)光譜(pu)儀(yi)獲(huo)得(de)的(de)光譜(pu)相(xiang)比，幾乎(hu)未(wei)觀察(cha)到(dao)頻率偏(pian)移或(huo)失真(zhen)，檢(jian)測(ce)範(fan)圍可(ke)從微(wei)摩(mo)爾（µM）級過(guo)渡到(dao)飛(fei)摩(mo)爾（fM）級。這(zhe)種(zhong)簡(jian)便的(de)檢(jian)測(ce)配(pei)置(zhi)有(you)望直(zhi)接在(zai)救(jiu)護(hu)車等(deng)院(yuan)前(qian)轉運階(jie)段實現。

圖3. 微針(zhen)貼片配(pei)合(he)手(shou)持(chi)式(shi)拉曼(man)光譜(pu)儀(yi)的(de)現場(chang)檢(jian)測(ce)。

為(wei)驗(yan)證該(gai)方法(fa)的(de)可(ke)行性(xing)，研究(jiu)人員(yuan)急(ji)性(xing)心肌(ji)梗塞(sai)模型(xing)SD大鼠背(bei)部安裝了(le)貼片，對(dui)間質(zhi)液(ye)中(zhong)心肌(ji)損傷標(biao)誌(zhi)物的(de)濃(nong)度進(jin)行了(le)量化，同時(shi)連續(xu)監(jian)測(ce)心電信號。手(shou)術後 20 分鐘(zhong)，I 導聯(lian)心電圖的(de) ST 段出(chu)現異(yi)常升高(gao)。在 50 分鐘(zhong)時，在(zai) 間質(zhi)液中同(tong)時(shi)檢測(ce)到(dao)三種(zhong)典(dian)型(xing)的(de)心肌(ji)損傷標(biao)誌(zhi)物水平升高(gao)（圖(tu)4）。按(an)照(zhao)臨床標(biao)準(zhun)，貼片有(you)能力(li)在(zai)心肌(ji)梗塞(sai)發(fa)生(sheng)後50 分鐘(zhong)內為(wei)急(ji)性(xing)心肌(ji)梗塞(sai)的(de)診斷提供(gong)可(ke)靠(kao)的(de)評(ping)估(gu)建議。

總結：研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)開(kai)發(fa)的(de)壹(yi)種(zhong)集成SERS微(wei)針傳感與柔(rou)性(xing)電子技(ji)術的(de)可(ke)穿戴(dai)雙模貼片，能夠(gou)在(zai)心肌(ji)梗死(si)後50分鐘(zhong)內提(ti)供(gong)可(ke)靠(kao)的(de)早(zao)期預(yu)警(jing)信息(xi)。整套(tao)系統(tong)整合(he)了(le)便(bian)攜(xie)式(shi)拉(la)曼(man)光譜(pu)儀(yi)和(he)智(zhi)能終(zhong)端，實現了(le)院(yuan)前(qian)專業(ye)級診斷能力(li)。這(zhe)壹突破(po)不(bu)僅為(wei)急(ji)性(xing)心血(xue)管(guan)事件(jian)的(de)早(zao)期預(yu)警(jing)提供(gong)了(le)創新工(gong)具，其(qi)技術路(lu)線還可拓展(zhan)應用(yong)於(yu)其他(ta)重(zhong)大疾(ji)病(bing)的(de)實時(shi)監測(ce)。