Fluolab【Nat. Metab.】有创血糖检测的终结者，使用拉曼信号实现无创血糖监测
在当今快节奏的生活中，健康问题愈发受到人们的关注。而血糖检测，作为评估健康状况的重要指标之一，正逐渐走进大众的视野。本文将带你深入了解血糖检测的方方面面，从血糖的基本知识到最新的检测技术，帮助你更好地掌握自己的健康。
一、血糖：人体能量的“燃料”
血糖，即血液中的葡萄糖，是人体能量的主要来源，它为身体的每一个细胞提供动力，维持身体的正常运转。葡萄糖主要来源于我们日常摄入的食物，尤其是碳水化合物。当我们进食后，碳水化合物在消化过程中被分解为葡萄糖，随后进入血液循环，成为血糖。
血糖水平的稳定对于人体健康至关重要。正常情况下，人体通过一系列复杂的生理机制来调节血糖水平，使其保持在一个相对稳定的范围内。这个过程主要依赖于两种关键激素：胰岛素和胰高血糖素。
胰岛素是由胰腺的β细胞分泌的一种激素，它能够促进细胞对葡萄糖的摄取和利用，从而降低血糖水平。当血糖升高时，胰岛素分泌增加，帮助将多余的葡萄糖“搬运”到细胞内，储存为糖原或转化为脂肪，以备不时之需。而胰高血糖素则由胰腺的α细胞分泌，它的作用与胰岛素相反，能够促进肝脏将储存的糖原分解为葡萄糖，释放到血液中，从而升高血糖水平。这两种激素相互协作，就像一对默契的“搭档”，维持着血糖的平衡。
在正常生理状态下，空腹血糖水平通常在3.9至5.6毫摩尔/升（mmol/L）之间。这个范围是经过大量研究和临床实践确定的，能够保证身体在空腹状态下也能正常运转，同时避免血糖过高或过低带来的不良影响。然而，当这种平衡被打破时，血糖水平就会出现异常，进而引发一系列健康问题。
二、血糖异常：潜藏的健康危机
血糖水平的异常，无论是过高还是过低，都可能对身体健康造成严重影响。长期高血糖是糖尿病的主要特征之一。糖尿病是一种慢性疾病，其发病率在全球范围内逐年上升，已经成为现代社会的一大健康隐患。
糖尿病患者由于胰岛素分泌不足或细胞对胰岛素的敏感性降低，导致血糖无法正常进入细胞被利用，从而在血液中积累，引起血糖升高。长期高血糖会对身体的多个器官和系统造成损害，增加心脏病、中风、肾病、视力问题等并发症的风险。例如，高血糖会损伤血管内皮细胞，导致血管壁增厚、硬化，进而引发心血管疾病；还会损害肾脏的滤过功能，导致肾功能衰竭；同时，高血糖还会对视网膜造成损害，引起糖尿病视网膜病变，严重时甚至会导致失明。
与高血糖相对的是低血糖。低血糖是指血糖水平低于正常范围下限，通常低于2.8毫摩尔/升（mmol/L）。低血糖可能由多种原因引起，如胰岛素分泌过多、进食不足、过度运动等。低血糖发作时，患者会出现头晕、心慌、出汗、饥饿等症状，严重时甚至会导致意识模糊、昏迷，危及生命。这是因为大脑对葡萄糖的依赖性极高，当血糖过低时，大脑无法获得足够的能量供应，就会出现功能障碍。
由此可见，血糖水平的异常波动就像一颗“定时炸弹”，随时可能对身体健康造成威胁。因此，及时、准确地检测血糖水平，对于早期发现血糖异常、预防和控制相关疾病具有重要意义。
三、血糖检测：传统方法与技术革新
随着医学技术的不断发展，血糖检测方法也在不断进步。目前，常见的血糖检测方法主要有以下几种：
（一）指尖采血检测：便捷但有局限
指尖采血检测是目前最常见、最常用的血糖检测方法。这种方法操作简单，只需要用采血针轻轻刺破指尖，挤出一滴血，然后将血液滴在血糖仪的试纸上，血糖仪就能在短时间内显示出血糖值。由于其操作方便、快速，且设备相对便宜，因此在家庭自测和基层医疗单位中得到了广泛应用。
然而，指尖采血检测也有其局限性。首先，频繁采血会给患者带来一定的痛苦和不便，尤其是对于需要长期监测血糖的糖尿病患者来说，每天多次采血可能会导致指尖皮肤破损、感染等问题。其次，这种方法的准确性相对较低，受到采血量、试纸质量、操作手法等多种因素的影响。例如，采血量不足可能导致血糖值偏低，试纸过期或受潮会影响检测结果的准确性，操作不当也可能导致误差。
尽管如此，指尖采血检测仍然是目前最常用的血糖检测方法之一，尤其适用于糖尿病患者在家中进行日常血糖监测，以便及时调整饮食、运动和药物治疗方案。
（二）连续血糖监测系统（CGM）：实时监测的“利器”
连续血糖监测系统（CGM）是一种相对较新的血糖检测技术，它通过在皮下植入一个小型传感器来实时监测血糖水平。传感器每隔几分钟就会自动检测一次血糖值，并将数据传输到接收器或智能手机上，患者可以随时查看自己的血糖变化趋势。
与指尖采血检测相比，CGM具有明显的优势。首先，它减少了采血次数，避免了频繁采血带来的痛苦和不便。其次，CGM能够提供连续的血糖监测数据，帮助患者更全面地了解血糖的变化规律，及时发现血糖波动的异常情况，从而更好地进行糖尿病管理。例如，通过CGM，患者可以清楚地看到进餐后血糖的上升速度、运动对血糖的影响以及夜间血糖的变化情况，这对于调整饮食、运动和药物治疗方案具有重要的参考价值。
然而，CGM也有其不足之处。首先，CGM需要定期更换传感器，一般每7至14天需要更换一次，这增加了使用成本。其次，CGM的准确性相对静脉血浆葡萄糖检测略低，虽然其误差范围在可接受范围内，但在某些情况下仍可能需要通过静脉血浆葡萄糖检测进行校准。此外，CGM的设备相对复杂，需要一定的技术操作和维护，对于一些老年患者或技术不熟练的用户来说可能存在一定的使用障碍。
尽管存在一些局限性，CGM仍然是目前最先进的血糖检测技术之一，尤其适用于糖尿病患者，尤其是那些需要密切监测血糖变化的患者，如1型糖尿病患者、血糖波动较大的患者以及使用胰岛素治疗的患者。
（三）静脉血浆葡萄糖检测：金标准的权威性
静脉血浆葡萄糖检测是目前最准确的血糖检测方法，通常在医院或专业的实验室进行。这种方法通过抽取静脉血样，分离出血浆后，使用专业的生化分析仪检测血浆中的葡萄糖浓度。由于其检测过程严格、设备精密、操作规范，因此能够提供高精度的血糖测量结果，是诊断糖尿病和评估血糖控制情况的“金标准”。
静脉血浆葡萄糖检测主要用于以下几种情况：一是糖尿病的诊断。通过检测空腹血糖、糖耐量试验（OGTT）后的血糖水平等，可以准确判断患者是否患有糖尿病。二是评估糖尿病患者的血糖控制情况。定期进行静脉血浆葡萄糖检测，可以帮助医生了解患者在一段时间内的血糖控制效果，从而调整治疗方案。三是对于一些血糖监测结果不准确或存在疑问的患者，静脉血浆葡萄糖检测可以作为最终的“裁决”依据。
然而，静脉血浆葡萄糖检测也有其缺点。首先，它需要在医院或实验室进行，操作相对复杂，耗时较长，患者需要花费一定的时间和精力。其次，由于需要抽取静脉血，会给患者带来一定的痛苦和不适，尤其是对于一些害怕打针的患者来说，可能会产生抵触情绪。此外，静脉血浆葡萄糖检测的费用相对较高，对于一些需要频繁检测的患者来说，经济负担较重。
尽管如此，静脉血浆葡萄糖检测仍然是目前最可靠的血糖检测方法，在糖尿病的诊断和管理中发挥着不可替代的作用。
四、无创血糖监测：科技带来新希望
近年来，随着科技的飞速发展，无创血糖监测技术逐渐成为研究的热点。无创血糖监测是指通过非侵入性的方式检测血糖水平，无需采血，避免了采血带来的痛苦和不便，同时也能提供相对准确的血糖测量结果。这种技术的发展为糖尿病患者带来了新的希望，有望彻底改变血糖检测的方式。
（一）mμSORS技术：无创血糖监测的突破
最近，一项发表于《自然代谢》杂志的研究介绍了一种名为“多重微空间位移拉曼光谱”（mμSORS）的无创血糖监测新技术。这项技术的出现，标志着无创血糖监测领域取得了重大突破。
mμSORS技术的原理是通过对皮肤的真皮-表皮连接处（DEJ）或更深处进行检测，采集拉曼信号。拉曼光谱是一种基于分子振动和转动的光谱技术，能够提供分子的结构信息。当拉曼光照射到皮肤时，皮肤中的葡萄糖分子会与光发生相互作用，产生特定的拉曼信号。通过分析这些拉曼信号，可以推算出血糖浓度。
在初步研究中，研究人员对35名参与者进行了测试，通过调整检测深度和参数，确定了最佳的检测条件。随后，在230名参与者的进一步研究中，研究人员改进了回归模型，使得血糖检测的平均相对误差仅为14.6%，且99.4%的计算值在临床可接受范围内。这一结果表明，mμSORS技术在不需要个性化校准的情况下，也能实现高度准确的无创血糖监测。
（二）mμSORS技术的优势与前景
mμSORS技术具有多项显著优势。首先，它是一种完全无创的检测方法，无需采血，避免了采血带来的痛苦和不便，尤其适合长期需要监测血糖的糖尿病患者。其次，mμSORS技术的检测过程简单、快速，只需要将检测设备轻轻接触皮肤表面即可完成检测，操作方便，易于推广。此外，mμSORS技术的准确性较高，其检测结果与静脉血浆葡萄糖浓度具有很强的相关性，能够为临床诊断和治疗提供可靠的依据。
此外，mμSORS技术还具有可扩展性和便携性。研究人员正在努力将该技术小型化，开发出适合家庭使用的便携式设备，使患者能够在家中轻松进行血糖监测。这将进一步提高患者的生活质量，减轻医疗负担。
mμSORS技术的出现，为无创血糖监测领域带来了新的曙光。随着技术的不断完善和推广，有望彻底改变传统的血糖检测方式，为糖尿病患者提供更加便捷、舒适、准确的健康管理手段。
五、血糖检测的未来展望
随着科技的不断进步，血糖检测技术将朝着更加精准、便捷、无创的方向发展。除了mμSORS技术外，目前还有多种无创血糖监测技术正在研究和开发中，如基于光学成像、生物传感器、纳米技术等的无创血糖检测方法。这些新技术的出现，将为血糖检测带来更多的选择和可能性。
未来，血糖检测可能会与智能设备深度融合，实现更加智能化的健康管理。例如，通过将血糖检测设备与智能手机、智能手表等设备连接，患者可以实时查看自己的血糖数据，并通过应用程序进行数据分析和管理。同时，智能设备还可以根据患者的血糖数据，自动提醒患者进食、运动或服药，为患者提供个性化的健康管理方案。
此外，随着人工智能和大数据技术的发展，血糖检测也将更加精准和个性化。通过对大量血糖数据的分析和挖掘，研究人员可以建立更加准确的血糖预测模型，提前预测血糖的变化趋势，帮助患者更好地预防血糖异常情况的发生。同时，人工智能技术还可以根据患者的个体特征，如年龄、性别、体重、饮食习惯等，为患者提供个性化的血糖管理建议，提高糖尿病治疗的效果和安全性。
六、结语：掌握血糖，拥抱健康
血糖检测是糖尿病管理和预防并发症的关键环节。通过了解血糖水平，我们可以及时发现血糖异常，采取适当的措施进行干预，从而有效控制糖尿病的进展，减少并发症的发生风险。随着科技的不断进步，无创血糖监测技术的发展为患者带来了新的希望和选择。
然而，无论检测技术如何先进，血糖检测只是健康管理的一部分。要真正维护健康，还需要我们在日常生活中养成良好的生活习惯，如合理饮食、适量运动、保持良好的心态等。只有将血糖检测与健康生活方式相结合，才能更好地控制血糖，拥抱健康的生活。
参考资料
告别扎手指！中国团队无创血糖检测技术实现重大突破。
告别扎手指，瑞金医院医工交叉合作研发出无创血糖检测技术。
无创血糖检测技术重磅问世。
告别扎手指，上海交大团队开发无创血糖监测新技术。
中国血糖监测临床应用指南（2021年版）。
基于多重微空间拉曼光谱实现无创血糖检测的合作研。
测血糖有望告别扎手指！无创血糖检测获重大突破。
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血糖仪检测技术的发展现状和研究进展。
中国血糖监测临床应用指南（2021年版）。
血糖监测的五种方法。
葡萄糖检测方法。
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文章详情|一图读懂 · 血糖测量全攻略。
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