Hi-Tech

«Бактерии-на-чипе» помогут диагностировать болезнь изнутри

«Бактерии-на-чипе» включают датчики из живых клеток и электронику сверхмалой мощности, которая сможет передать бактериальный ответ в беспроводной сигнал, который можно считать с помощью смартфона. Ученые Массачусетского технологического института построили употребляемый внутрь датчик, снабженный генетически модифицированными бактериями, которые могут диагностировать кровотечение в желудке или другие желудочно-кишечные проблемы.

«Объединив спроектированные биологические данные с маломощной беспроводной электроникой, мы можем обнаруживать биологические сигналы в организме практически в режиме реального времени, получая таким образом новые диагностические инструменты», говорит Тимоти Лу, доцент MIT в области электротехники, информатики и биоинженерии.

Также они разработали датчики, способные реагировать на молекулу, которая сигнализирует о воспалении. В новом исследовании, которое появилось 24 мая в Sciennce, ученые создали датчики, реагирующие на гем, компонент крови, и показали их работоспособность на свиньях.

Ведущими авторами были аспирант Майк Майми и постдок Филипп Надео. Лу и Ананта Чандракасан, декан инженерной школы Массачусетского технологического института и профессор электротехники и информатики Ванневара Буша, были старшими авторами исследования.

Под каждой лункой находится фототранзистор, способный измерять количество света, создаваемого бактериальными клетками, и передавать информацию на микропроцессор, который отправляет беспроводной сигнал на ближайший компьютер или смартфон. Они разместили бактерий в четырех лунках на специально разработанном датчике, покрытом полупропроницаемой мембраной, которая позволяет проходить небольшим молекулам из окружающей среды. Данные можно проанализировать через Android-приложение.

Исследователи оснастили датчик 2,7-вольтовой батарейкой, которая, по их оценкам, может приводить в действие устройство на протяжении 1,5 месяцев непрерывного использования. Датчик, который представляет собой цилиндр длиной около 1,5 дюйма, требует около 13 микроватт мощности. Они говорят, что батарейку могут подпитывать кислые жидкости в желудке.

«Основное внимание в этой работе уделяется проектированию и интеграции системы, которая позволяет объединить мощь бактериального зондирования со сверхнизкими мощностями для реализации важных приложений для оценки состояния здоровья», говорит Чандракасан.

Можно просто проглотить капсулу, и за относительно короткий период времени вы узнаете, произошло ли кровотечение. Если коротко, этот датчик позволяет обойти ненужные процедуры. Они также надеются разработать датчики для желудочно-кишечных заболеваний, не только для кровотечений. В дальнейшем ученые планируют уменьшить размер датчика и изучить, как долго бактерии могут выживать в пищеварительном тракте.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть