特种芯片可对红细胞进行“体检” 两分钟判断捐献的血还能不能用

数以百万计的人每年参与献血，挽救了无数生命。献血完成后，血浆和白细胞会被分离出来，剩下的红细胞悬液则是临床上最常用的输血制品，在大多数国家可以在低温条件下以液体形式保存最长42天。

然而，红细胞在冷藏过程中会逐渐发生结构性改变，细胞膜变得脆弱，各种有害代谢产物不断累积，使血液质量下滑，因此红细胞通常在六周后就被视为不再适合输注。 更棘手的是，即便在完全相同的储存条件和时间下，不同供血者的红细胞“变老”速度也并不一致，其质量衰减受供者代谢状况、生活方式、体重、性别和年龄等多种因素影响，差异很大。 这些个体差异在医院和血液中心往往难以及时识别，关键原因是缺乏一种既快速又廉价、可在输血前临床一线使用的血液质量检测方法。

美国科罗拉多大学博尔德分校和科罗拉多大学安舒茨医学中心的研究人员近日开发出一款紧凑、低成本且易于使用的新型检测装置，希望为上述难题提供解决方案。 该团队设想，未来这款设备可以做成一枚硬币大小的“芯片”，直接插在智能手机上，通过手机摄像头和配套应用在约两分钟内给出检测结果，实现床旁即时评估。

这块芯片的工作原理基于声学微流控技术。芯片表面布置了电极，当电流通过时，会在其最上层产生类似声波的表面声学波，作用在置于芯片表面的一小滴血液上。 在声学波的作用下，红细胞会发生振动并逐渐升温，直至细胞破裂，相当于对红细胞进行一次“微缩压力测试”：破裂得越快，意味着红细胞越脆弱，血液整体质量越差。

在实验中，研究人员对多名健康献血者的血样在42天保存期内每周进行检测。 结果显示，随着储存时间延长，一些供者的红细胞会在更低温度、更早时间点就发生破裂，质量在尚未达到官方“过期日”之前便已明显下降。 这说明单纯依靠统一的保存期限并不足以准确反映每袋血在特定时间点的真实状态。

为了确认声学振动是否必不可少，团队还尝试只通过精确控温来观察红细胞受热破裂情况，并在不同供者和不同时间点间进行比较。 研究发现，如果不叠加声学振动，仅凭加热无法有效分辨供者之间红细胞性质的差异，而加入声学振动后，这些差异就能清晰呈现出来。

研究人员指出，这项技术表明红细胞质量同时受到储存时长和个体生物学差异的双重影响。 一旦可以在输血前识别出质量较低的血袋，医院就能优先将其尽快使用，从而提高血液资源利用效率并为患者提供更好的治疗保障。 同时，这类检测也有望帮助医生预测受血者输注后红细胞在体内的表现，从而优化输血决策。

目前，这一方法距离在医院广泛部署仍有不少工作要做，包括进一步验证、工程化改进以及与现有输血流程的整合等。 未来，研究团队希望在此基础上拓展应用，将同样的技术路线用于检测影响血细胞或血液中特定蛋白质水平的多种因素，开发更丰富的床旁诊断工具。 相关研究论文已发表于期刊《Lab on a Chip》最新一期，由科罗拉多大学博尔德分校对外发布研究简报。