光纤不仅用于超高速数据传输，还有其他应用。根据在《ACS Sensors》上报道的研究人员的消息，他们创新了一种光纤传感系统，可以帮助医疗提供者监测患者在经历创伤性脑损伤后的潜在并发症。这项技术能够连续和自动同时跟踪六种不同的生物标志物，在实验室测试中提供有关脑健康的基本见解。
光纤不仅用于超高速数据传输，还有其他应用。根据在《ACS Sensors》上报道的研究人员的消息，他们创新了一种光纤传感系统，可以帮助医疗提供者监测患者在经历创伤性脑损伤后的潜在并发症。这项技术能够连续和自动同时跟踪六种不同的生物标志物，在实验室测试中提供有关脑健康的基本见解。
在经历创伤性脑损伤（如脑震荡）后，脑部可能因肿胀而遭受二次损伤。血液或脊髓液中存在的生物标志物提供了有关脑健康的宝贵信息；然而，许多现有监测方法在同时跟踪多个生物标志物时面临挑战。为了解决这个问题，张宇乾、阿里·耶蒂森及其团队开发了一种光纤系统，可以观察六种关键的脑健康生物标志物：温度、pH值，以及溶解氧、葡萄糖、钠离子和钙离子的浓度。光纤类似于用于地下电缆的光纤，但更小，特别适合医疗用途，因为它们可以以可量化的方式与光吸收生物标志物或组织有效互动。
研究人员为每种生物标志物配备了六根带有特定荧光尖端的光纤。他们使用了一种专用的多波长激光，通过光纤监测各种分析物。当目标分析物与其相应的荧光尖端相互作用时，计算机捕捉到亮度的变化。这六根光纤与一根额外的用于增强钙信号测量的光纤组合在一起，组装成一个2.5毫米厚的导管，形成一个脑脊液传感系统。采用机器学习算法对荧光信号进行区分，从而使读取每个生物标志物的水平更容易。
该导管传感系统在模拟人脑受伤后状态的动物大脑测试中成功识别了所有六种生物标志物。在此之后，健康人类受试者的脑脊液样本被收集，并嵌入了目标脑健康生物标志物。该传感系统有效地测量了这些样本中的pH、温度和溶解氧水平，并识别了离子和葡萄糖浓度的变化。研究人员相信，他们的光纤系统可以指示何时可能发生二次损伤，并在监测这些创伤性损伤患者的并发症方面发挥重要作用。
作者感谢英国皇家学会、中国国家自然科学基金和中国奖学金委员会的资金支持。
