据Nature Photonics期刊报道，清华大学、北京理工大学和首都医科大学的研究人员合作开发出一种植入式微型光电探针系统，可在自由活动的动物深层脑组织中无线、连续、实时监测脑组织氧分压，为脑疾病临床诊疗提供了重要的技术手段。大脑是对氧气最敏感的器官，脑组织中的氧含量直接影响大脑的代谢和功能完整性，并与颅内创伤、癫痫、肿瘤等脑疾病状态密切相关。如何实时、准确、便捷地在脑组织内监测氧分压，并解析其与神经活动的相互作用关系，是脑科学基础研究和脑疾病临床诊疗中的关键问题。中国科研人员基于“激发—传感—响应—无线传输”的光学传感机制，开发了集成微型薄膜式发光二极管、光电探测器和氧气敏感型磷光涂层的微型植入式光电探针。利用氧气分子对铂族金属配合物的磷光猝灭作用，实现对氧分压变化的动态传感记录。此外，研究团队还开发出基于蓝牙远程控制和磁共振电能传输的柔性化微系统软硬件，实现了在体内环境中对植入式光电探针的传感驱动。在电刺激小鼠海马脑区诱导癫痫的模型中，成功记录了癫痫放电之后海马、皮层等不同脑区显著的乏氧状态。通过与电生理记录结合，研究人员同步监测了癫痫过程中的神经电活动与局部组织氧分压变化，探索了氧气在脑神经异常活动过程中的作用与机理，以及局部神经活动与氧代谢的耦合规律。这种无线、实时的植入式脑组织氧分压监测技术为深入探索氧代谢过程、神经活动及脑疾病状态之间的关系提供了一种有效手段。