日前，中国科研人员研究出一种最快能够30秒内鉴定血型的新型试纸，并可以分辨出Rh阴型的罕见血型。而传统方法，通过离心机分离血液进行化验分析，需耗时半小时至数小时不等。该技术由第三军医大学西南医院中心实验室主任罗阳团队开发，成果发表于顶级学术刊物《科学》杂志子刊上。
在很多人看来，查血型，只是一件“15块钱和半个小时”的小事情。而对于需要紧急输血的患者来说，能否及时得到所需的血源，关系到生死。就算是医院有足够的血源库存，输血前还要先花10-20分钟去鉴定血型，就有点耽误事情了。
而且一旦发生配对失误，则会导致患者的免疫系统发生崩解，对于本来就在等待抢救的患者来说，简直是加速死亡的节奏。这还没有考虑血源紧张、条件简陋、稀有血型等不利情况。
为了解决在紧急情况下快速鉴定血型的问题，来自中国第三军医大学的罗阳团队，开发出一种既方便又便宜，而且准确率极高的血型测试试纸，可以做到在30秒内检测出ABO血型和Rh血型，在2分钟内实现仅用一滴血完成包括罕见血型在内的正向和反向同时定型。同时团队还设计出一套自动识别算法，能够根据试纸的颜色变化读出血型，不仅提高了效率，而且使测试准确率超过99.9%。
血型的分类
我们通常所说的血型，是指红细胞膜上特异性抗原类型，主要分为A、B、AB和O型四种。其中A型血液具有A血型抗原，B型血液具有B血型抗原，AB型血液同时具有A血型抗原和B血型抗原，而O型血液则既没有A血型抗原，也没有B血型抗原。
而除了ABO血型系统之外，人体还存在另一种复杂的血型系统：Rh血型系统，有阴性与阳性之分。人的红细胞上的Rh血型抗原主要有5种，其中最常见的是D血型物质（抗原）。以D抗原为例，当一个人的红细胞上存在一种D血型物质（抗原）时，则称为Rh阳性；当缺乏D抗原时即为Rh阴性。不同的抗原类型决定血液是阳性还是阴性的。
根据有关资料介绍，Rh阳性血型在中国汉族及大多数民族人中约占99.7%。如果同时考虑ABO和Rh血型系统，在汉族人群中寻找AB型Rh（-）同型人的机会不到万分之三，十分罕见。作为人类中的“大熊猫”，如果平时知道自己是熊猫血，那么在遇到紧急情况，不仅能及时救助别人，也能为自己做好预警。
传统方法检测血型
目前临床常见的血型检测方法有玻片法、试管法、卡式凝胶配血法等。
玻片法是根据标准抗体血清与待测红细胞(或标准红细胞与待测血清) 在干燥玻片上是否发生凝集反应来确定待测红细胞(待测血清) 血型。它仍然是目前临床常用的血型鉴定的初筛试验方法，具有操作简便，节省材料的优点。但弱凝集反应需要借助显微镜观察确定。
试管法是交叉配血试验中最基础的实验方法之一，其与玻片法原理相同，只是借助试管更大的反应空间，并对待测红细胞予以一定浓度的稀释(通常是用生理盐水稀释红细胞至2 %～5 %) 或加入更多的待测血清，通过低速离心后根据有无肉眼可见的凝集反应来判定结果。由于待测红细胞经过稀释，在一定程度上减少了血液中非特异性抗体的浓度，从而提高了试验的敏感性。相比玻片法具有更加准确可靠的优点。
卡式凝胶配血法是现在国际公认的标准方法，已取代了传统的试管法及玻片法，国内也在逐渐推广开展。其检测项目全，可应用于常规的ABO血型系统、Rh血型系统及其亚型、部分稀有血型（MN等十几种）系统的抗体筛查、抗体识别，直接、间接抗人球试验和交叉配血，是目前最为常用的。但每次只能单独检测红细胞表面抗原或血浆内抗体，且需要使用实验室仪器离心机等，操作较繁琐，耗时较长，成本也较高。
事实上，对于当前传统的血型测定方法都涉及将血液样品送到实验室，在那里，训练有素的技术员利用离心机分离和测试不同的血液部分，而且依赖于具体的情形，这整个过程需要花费30分钟到几个小时。
新方法检测血型
新方法依赖于一个事实：抗体攻击外源抗原。比如，如果一个人具有携带A血型抗原的血液，接受携带B血型抗原的血液输入，那么输血者血液中的抗体会攻击B血型抗原，从而让这个输血者处于死亡的风险之中。这就是为什么急救室通常使用O型血液，这是因为这种血液没有可攻击的血型抗原。
研究团队设计的方法，其基础原理就是抗原-抗体反应和PH试纸颜色反应。首先，研究人员选用了一种特殊的纸质材料，用常见的Ph指示剂染料浸渍后，制成特殊形状的纸条。然后在每一张纸条的不同位置，固定不同的血清抗体。
当在纸条上滴加一滴血液时，随着血液在纸条上扩散并与抗体反应，就会产生不同的颜色方块。反之，在每一张纸条的不同位置，固定不同的抗原，在纸条上滴加血液时，随着血液在纸条上扩展并与抗原反应，也会产生不同的颜色方块。如果两张纸条同时进行，也就实现了正向和反向的同步测定。对于其他血型系统或稀有血型的鉴定，只需在纸条上增加固定不同的抗原和抗体方块就可以了。
ABO血型正向反向同步测定和Rh血型的测定（I和II代表正向血型观察窗; III和IV代表反向血液分组观察窗）
更重要的是，研究人员设计了一套机器学习的算法，便于迅速、准确地根据不同方块的颜色变化，读出相对于的血型。当然，在实际的开发过程中，还要考虑到筛选合适的基地纸张、试剂浓度、添加血液分离膜、固定抗原抗体、添加洗脱剂、设计光谱分析算法等。
血型自动识别设备原理
运用机器学习并且自动识别的方法，消除了血型鉴定过程中环境因素和人员辨别敏感性主观判断的影响，不仅确保了血型鉴定的精确度，还也大大提高了工作效率，节省了人力物力。
研究人员说，传统ABO血型试纸卡的单次检测时间大约为30秒，而ABO正反定型试纸卡与罕见血型检测大约需要2分钟。利用3500多份血样进行的分析结果显示，这种方法准确率可达99.95%，误差主要由罕见血型造成。
未来的应用
研究人员认为，这种试纸卡可快速准确鉴定多种血型，缩短了检测时间，提高了检测效率，减少了差错发生率，可有效避免输血不良反应，为抢救病人赢得时间，有利于在紧急情况下挽救生命。
团队主要研究人员，第三军医大学西南医院纳米药物中心的张洪表示，该测定不仅为血型鉴定提供了新的策略，而且还可用于时间和资源有限的情况，例如战区、偏远地区和紧急情况。
研究人员接下来计划进一步优化试纸卡，同时使用更大样本量进行验证，提高准确率，以便最终进行产业化生产。他们估计，规模化生产后，试纸卡每次的使用成本有望低于1元人民币。
罗阳教授介绍
国家“万人计划”罗阳教授任第三军医大学第一附属医院（西南医院）综合实验研究中心主任。课题组主要围绕新型生物分子检测技术、纳米医学等方向展开研究；罗阳教授获中组部“万人计划”、重庆市杰出青年基金等人才项目资助；承担国家“973”、“863”子课题、国家自然科学基金、重庆市重点项目及*队军**重点项目等课题20余项，科研经费近千万；获国家科技进步二等奖、十一五*队军**医学科技重大成果奖、*队军**科技进步二等奖等多项奖励；前期以第一作者或通讯作者发表文章70余篇，其中SCI论文20篇，10分3篇，5分10篇，获美国、英国、澳大利亚专利3件，中国专利23件（发明专利19件），软件著作权登记1件，实现成果转化3件（累计转化金额550万元）。
来源：综合 全文整理：蟠桃会
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