胆红素光降解的无创连续荧光监测

Skoltech研究人员改进了一种用于胆红素血液测试的技术，用于诊断新生儿黄疸并微调为其规定的光疗。黄疸影响高达80%的早产儿，他们接受蓝光光疗和常规药物治疗。

然而，到目前为止，还没有标准的、有科学依据的指导方针来指定光的精确颜色、照射功率和持续时间。考虑到光疗并非没有副作用，这些参数需要优化。为了实现这一点，科学家们需要更好的方法来测量胆红素水平，这正是物理化学化学物理学的新研究所做的贡献。

在多达十分之八的早产儿中，肝脏无法处理胆红素——一种红细胞衰变的有毒产物。这会导致血液中胆红素水平升高和明显的淡黄色皮肤颜色。

新生儿黄疸疗法通常包括让婴儿接触蓝光。这会转化胆红素分子，使它们可以被身体消除，绕过患病婴儿肝脏中被破坏的生化反应。

然而，对于蓝光照射应该持续多长时间、最佳照射功率是多少，以及这一切与疾病严重程度的关系，并没有标准的指导方针。

为了解决这种不确定性，研究人员需要一种比现在更准确地测量组织中胆红素浓度的方法。Skoltech科学家建议用荧光测量来补充目前使用的技术，该技术检测溶液吸收了多少入射光。

荧光是指以较低频率重新发射吸收光的分子。也就是说，光变得更红并且携带的能量更少。(损失的能量主要用于加热或配置变化，尽管也涉及其他机制。)测量了一系列已知胆红素浓度的荧光后，您可以使用这些数据从观察到的荧光中推断浓度。这是为了补充现有方法以提高准确性，而不是取代它。

“我们采集了不同浓度的胆红素液体样本，涵盖正常和病理水平，用蓝光照射它们，并监测荧光。大部分光在532纳米的波长下发出，这是绿色的，”该论文的主要作者SkoltechPhotonics的SergeiPerkov评论道。

现在，预计对于高浓度溶液，当您保持蓝光照射时，荧光会增加。原因是在浓缩溶液中，到处都是如此多的胆红素，以至于大部分荧光在被检测到之前就被其他胆红素分子重新吸收了。

随着浓度在蓝光照射下逐渐下降，这种所谓的猝灭变得不那么明显，应该观察到更多的荧光。到目前为止，一切都很好。但令人惊讶的是，类似的趋势也出现在低浓度溶液中。

“我们目前的假设是这样的，”Perkov解释说，并指出在这一点上，这只是一个猜想。“我们知道胆红素是由一种叫做白蛋白的蛋白质转运的，每个分子都有多个可用的‘槽’。无论浓度是多少，一些荧光可能会被一个分子上携带的相邻胆红素分子淬灭白蛋白。因此，即使低浓度溶液中的白蛋白分子相距太远而无法发生常规荧光猝灭，这种其他机制也会与浓度无关，我们认为这可以解释我们意想不到的发现。”

因此，科学家们强调了荧光动力学的一个意想不到的影响，并提供了一个校准图，将观察到的荧光与胆红素浓度联系起来。团队希望结合现有的测量技术，荧光监测最终能使新生儿黄疸的光疗更安全、更有效，并更好地适应个体患者。