近日，课题组与复旦大学、上海中山医院、北京协和医学开展合作，对人体头发开展了透射显微红外光谱研究。通过分析头发透射特征峰变化行为，研究团队为成人Still罕见病（AOSD）的诊断和追踪提出了一种可能手段。2023年11月6日，相关成果以《Transmission infrared micro-spectroscopic study of individual human hair》为题在《Journal of Biomedical Optics》上在线发表。研究结果为微区红外光谱追踪与预测罕见病提供了新方案。
红外光应用于日常生活的方方面面，无论是遥控器的红外通信发射器，还是红外成像系统。事实上，红外光在人体健康监测方面确实正发挥着重要的作用，最为常见的便是红外体温探测装置与小型血氧监测仪。在医疗科学研究中，对人体物质变化的更精确探测和追踪经常需要使用红外光谱技术。
作为反映人体健康状况的窗口之一，头发在过去的研究中常常通过全反射红外物镜对切片后的头发进行截面探测，以获取头发截面的红外光学吸收信息。然而，这种方法无法避免局限于采集表层信息，且存在切割和处理过程中的样本损伤。本研究采用透射显微红外光谱技术，可以无损、快捷、全面地采集了头发的红外光谱信息，提供头发生长周期内健康状况的追踪手段。
在研究过程中，我们开展了AOSD罕见病样本的研究并与临床病例进行比较，通过对比AOSD样本不同生长时期对应的头发光谱结果，并结合有限元模拟，研究团队发现：① AOSD样本较健康样本有显著的红外透射特征变化；② AOSD样本的红外透射特征峰强度在疾病急性期快速下降；③ AOSD样本红外透射特征变化与病程相互印证（发作时强度下降，无症状期保持低值，恢复期回复至高值，复发再次下降）；④ 头发主要结构中皮质层的变化在计算机模拟中对透射光谱的影响起主导作用，尺寸的增加或无序度的增加都能够造成透射特征峰强度的迅速下降，相反角质层与髓质层的变化仅能引起特征峰轻微变化或完全不变。
该课题由复旦大学附属上海中山医院李晨与孔秀芳医生、华东师范大学袁翔课题组、复旦大学张成课题组、中国医学科学院北京协和医学院韩欣欣医生合作完成。工作获得国家自然科学基金、上海市科学技术委员会、上海市教育委员会、上海市教育发展基金会、上海市医药卫生发展基金会、华东师范大学启动经费和科技项目的支持与资助。相关实验获得华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室、复旦大学表面物理国家重点实验室和微纳电子器件与量子计算机研究院、中国医学科学院北京协和医学院疑难重症及罕见病国家重点实验室等平台的支持。论文以复旦大学附属上海中山医院为第一单位，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室为第二单位。李晨、张成、袁翔为本文的通讯作者，中山医院的李晨博士与华东师范大学杜宇涵博士为共同第一作者。
更多信息：J. Biomed. Opt. 28(11) 116501. DOI: 10.1117/1.JBO.28.11.116501