科学家开发用血液微气泡声学检测氧气水平的方法

血液通过我们的循环系统携带重要的氧气到肌肉和器官。声学工具可以在我们的血液中产生微气泡，能够随着氧气的变化而变化。在将于11月29日至12月3日举行的美国声学学会第181次会议上，来自得克萨斯大学达拉斯分校的Shashank Sirsi将讨论如何利用循环微气泡来测量氧气水平。

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微气泡的直径小于0.01毫米，可以通过用气体乳化脂质或蛋白质而制成。当应用超声波时，微气泡的气体填充使其振荡和振动，散射能量并产生声学反应，可被临床超声波扫描仪检测到。它们在医学成像中被常规使用，以提供更大的组织对比度。

血红蛋白是赋予红血球标志性颜色的蛋白质，它将在微气泡周围形成一个稳定的“外壳”。然后它继续执行其在血液中结合和释放氧气的典型作用。

Sirsi和他的团队开发了利用微气泡来声学检测血氧水平的方法，因为微气泡“外壳”会因血红蛋白的结构变化而改变对氧气的反应。血红蛋白壳在围绕着气泡后不断地对氧气做出反应，并在生物体的循环中进行了优化。

“当氧气与血红蛋白结合时，蛋白质的结构发生了变化，改变了机械性能，”Sirsi说。“外壳的机械性能决定了气泡的声学反应，所以我们的假设是，当外壳变得更硬或更有弹性时，会看到不同的声学反应。”

研究人员获得的初步结果显示，氧气浓度和声学气泡反应之间有很强的相关性，突出了微气泡作为氧气传感器的潜在用途。这种能力将对医学和成像有许多好处，包括评估肿瘤和大脑中的缺氧区域。

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