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准备,捕捉AGE

发布时间:2013-12-10    浏览量:915

  AGE即糖基化终产物的英文简写。这种物质“居住”在人体皮肤组织中,其浓度的升高与糖尿病及其并发症密切相关。以前,想要获得皮肤AGE指标,须体验割肉之痛。

  “能否做到无创获得皮肤AGE数据,从而反映糖尿病?”带着科技工作者的执着和智慧,安光所刘勇团队用光捕捉到了具有荧光特性的AGE。

王贻坤演示糖基化终产物检测仪
  “稍等片刻,光束需先校正一下。”王贻坤拿起一个黑色的小“瓶盖”,将糖基化终产物检测仪上一个黑色的小凸起罩住。
  从外观上看,糖基化终产物检测仪像摘掉了听筒的座机,体积也略大几圈。“滴滴”几声后,检测仪准备完毕,“魔术”就要开始:测试者只要将胳膊压在这个并不起眼的小凸起上,一道光束便透过皮肤,在短短的7秒钟里,光束便捕捉到人体内的糖基化终产物(AGE),不仅没有创口,而且可快速地将糖尿病检测结果准确地显示出来。
  2007年,中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所(以下简称安光所)研究员刘勇带领团队立志用紫外LED光源捕捉具有荧光特性的AGE。王贻坤正是该团队的一员。
  现在,团队不仅完成了技术攻关,还拿出了实实在在的产品,受关注的程度越来越高。
  AGE难“琢磨”
  在刚刚过去不久的2013年第七届联合国糖尿病日,中国健康教育中心副主任陶茂萱指出,糖尿病已成为全球严重的公共卫生问题之一。目前中国糖尿病患者数已高达1.14亿,全球每3个糖尿病人中就有一个来自中国。
  糖基化终产物检测仪要捕捉的AGE,其浓度的升高与糖尿病及其并发症密切相关。但是,之前人们想要获得AGE指标,却必须体验割肉之痛,才可从组织中提取AGE。
  科学家能否找到无痛无创、又简单便捷的方法来解决公共卫生领域的新需求?
  1992年,国外研究者便发现,“居住”在人体皮肤组织中的AGE具有荧光特性。因此,如何无创采集AGE数据,20多年来,不少国内外学者都在进行探索。
  刘勇团队主要从事光谱学与光谱技术、检测技术与智能仪器等方向的研究工作,因此,他们决定采用光来尝试捕捉具有荧光特性的AGE,从而反映糖尿病情况。
  这个办法听起来既简单又易于操作,其实不然。科研人员告诉《中国科学报》记者,对于AGE的“捕捉”行动在开始研发时,遇到了不少困难。
  比如,人的皮肤分为表皮层、真皮层及皮下脂肪,而当光束在皮肤中的传播达到每一层组织后,就会被其他物质吸收,如黑色素、血红素、胆红素以及各种小颗粒等。
  “我们要激发到皮肤某一层中发荧光的AGE,并且还要使光束再发射出来,那么光束不可避免地会被干扰。”王贻坤说。
  皮肤黑或白一些对光都是有干扰的,我们测试的荧光也会受到干扰。从人的视觉角度而言,有的人白皙一些,有的人肤色偏黑,从光学角度而言,则是对不同波长的吸收和散射差异。因此,在最初进行技术研发时,团队面临的就是光谱校正的问题。
  经过3年的努力,刘勇团队在国内首先研制了AGE荧光光谱检测系统,利用该系统对AGE激发光谱和发射光谱进行了测试实验;同时采用高光谱纯度的紫外LED光源取代传统的氙灯对系统进行了优化,设计了新型光纤探头;对AGE荧光光谱进行平滑预处理,采用峰值积分法多变量光谱数据处理技术,消除了肤色、年龄、噪声等对AGE测试结果的影响,提高了诊断的准确性,实现了AGE荧光光谱的快速测量与诊断。
  并且,在大量临床实验的基础上,团队建立了AGE荧光光谱检测实验数据库。运用ROC曲线分析法,确定了检测敏惑性及特异性均较高的糖尿病最佳诊断点。
  2010年,刘勇团队便完成关键技术突破,研发出基本装置。但是因为当时对市场的不敏感,团队暂缓了市场化的脚步。
  挺进产业化
  目前,在诊断糖尿病时均需要进行抽血化验,这种有创的测量方法会造成疼痛,且有感染的危险,从而限制了血糖的及时测量以及测量次数。AGE荧光光谱检测为糖尿病的普查、早期发现,实现糖尿病的实时、无创检测提供了一种新的检测方法。
  那么,糖基化终产物检测仪准不准?是刘勇团队面临的一个核心问题。
  目前,能够真正诊断糖尿病的手段是医学上采用的金标准方法。去年开始,刘勇团队在安徽省的一些医院和社区中心进行临床试验,累计了5000例数据的采集,然后将所得数据与金标准进行对照,准确率达到80%以上,显著优于常规的空腹血糖法,后者筛查糖尿病的准确率只能达到40%~60%。
  更重要的是,国内健康产业发展态势良好。2012年,刘勇发现,不少公司便对这项技术感兴趣,愿意成为代理商,他们纷纷向刘勇团队抛出了合作的橄榄枝。
  让刘勇团队感到信心十足的还有,目前,国家对科技成果产业化的支持力度越来越大,来自地方的支持力度也不小,比如安徽省、江苏省等出台了相应的支持政策与配套资金。
  这让刘勇团队看到产业化发展的契机。2012年下半年,刘勇团队带着项目落户中国科学院皖江新兴产业技术发展中心,并成立了铜陵易康达光电科技有限公司,启动产业化工作。该中心位于安徽铜陵市,并获得了来自地方的政策支持。
  现在,糖基化终产物检测仪已整整在产业化道路上走了一年。“整体情况很不错。”目前,该项目已经拥有多家用户。
  产品具有创新性,填补了国内空白,市场需求越来越强。
  国内生物医学光电发展的大环境也越来越明朗。
  在今年9月举办的首届(无锡)长三角光电产业发展推介会上,有光学专家指出,目前国内生物医学光电产业前景光明、市场巨大。
  随着医疗需求的结构性改变,个人预防医学观念兴起以及微创诊疗与医学美容等新兴市场对基础医疗的大量需求,结合了光学、电子、生物医学技术的生物医学光电市场已备受世人关注。
  “国家拨发科研经费给科研人员,我们希望最终能够将科研成果造福社会。”刘勇团队将有计划地开发生物医学光电领域的新产品。



      (转载)

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