
糖尿病患者每天多次指尖采血的痛苦或将成为历史。麻省理工学院(MIT)研究团队近期研发出一种基于拉曼光谱技术的无创血糖监测新方法,相关成果已发表于Analytical Chemistry,为全球糖尿病患者带来了全新的健康管理解决方案。
拉曼光谱技术的核心原理是通过近红外光或可见光照射组织,从散射光中解析其化学成分。MIT团队利用这一技术,成功开发出首款鞋盒大小的无创血糖测量设备——无需针头、无需皮下植入传感线,仅需将手臂贴近设备的小型玻璃窗口,30余秒即可完成一次血糖检测。这一突破解决了长期困扰糖尿病监测领域的关键痛点:传统指尖采血法让患者检测依从性低下,易引发严重并发症;而现有可穿戴式连续血糖监测仪(CGM)虽能持续监测,却需皮下植入传感线,不仅可能导致皮肤刺激,还需每10-15天更换一次。
技术革新:从千个波段到三个关键信号的精准筛选
此次技术突破的关键在于团队解决了葡萄糖拉曼信号微弱、易受干扰的核心难题。在复杂的组织分子信号中,葡萄糖的特征信号原本难以辨识,MIT研究人员通过特殊角度照射近红外光并多维度采集散射光,有效过滤了干扰信号。使葡萄糖信号脱颖而出。更重要的是,典型拉曼光谱拉曼光谱包含的约1000个波段中,只需测量其中3个关键波段,就能准确推算血糖浓度 —— 这一发现大幅简化了设备硬件。
“我们不再采集包含大量冗余信息的完整光谱,而是将分析范围缩小到三个关键波段。” 论文第一作者、MIT博士后Arianna Bresci解释道。这一优化不仅替换了传统拉曼设备中体积庞大、价格昂贵的组件,还在节省空间、时间和成本的同时,确保了测量精度不受影响,为设备小型化奠定了基础。
临床测试表现优异,可穿戴原型已进入实测阶段
在MIT临床转化研究中心(CCTR)的初步临床测试中,该设备展现出了与商业化侵入式CGM相当的测量精度。研究团队对一名健康志愿者进行了四小时持续监测,每5分钟记录一次数据,期间受试者两次饮用75克葡萄糖饮料以模拟血糖剧烈波动。结果显示,拉曼光谱设备的检测结果与受试者佩戴的两款商业化CGM数据高度吻合,验证了其在动态血糖监测场景下的可靠性。
初步测试成功后,研究团队迅速推进设备小型化进程,目前已研发出体积接近手机的可穿戴原型,并在MIT CCTR开展健康人群及前期糖尿病患者的测试。据论文资深作者、MIT研究科学家Jeon Woong Kang介绍:“长期以来,指尖采血的痛苦导致许多糖尿病患者检测不足,而高精度无创监测技术能让几乎所有患者受益。”
原文链接:https://news.mit.edu/2025/noninvasive-imaging-could-replace-finger-pricks-diabetes-1203
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