Forskare på mit har byggt ett intag sensor, utrustad med ett genetiskt modifierade bakterier som kan diagnostisera blödning i mage eller andra mag-och tarmproblem. “Bakterier-on-chip” som innehåller sensorer av levande celler och elektronik, med extremt låg strömförbrukning, vilket kan komma bakteriell svar till en trådlös signal som kan läsas med en smartphone.
“Designade genom att kombinera biologiska data med låg effekt trådlös elektronik, kan vi upptäcka biologiska signaler i kroppen nästan i realtid, vilket nya diagnostiska verktyg, säger Timothy Lu, associate Professor vid MIT i electrical engineering, computer science och bioteknik.
I den nya studien, som publicerades den 24 maj Sciennce, forskare har skapat sensorer som reagerar på heme, en del av blodet, och visade sin effektivitet i att grisar. De har också utvecklat sensorer som kan svara på en molekyl som signalerar inflammation.
Lou och Ananta Chandrakasan, Dekan skolan för industriell teknik från Massachusetts Institute of technology och Professor i elektroteknik och datavetenskap, Vannevar Bush, var huvudansvarig för studien. De ledande författarna var doktorand och postdoc Mike Miami Philip Nadeau.
De placerade bakterier i de fyra hålen på en speciellt utformad sensor som omfattas poluprorocheski membran som tillåter passage av små molekyler från miljön. Under varje hål är en phototransistor kan mäta mängden ljus som genereras av bakteriecellerna och överföra information till mikroprocessorn, som skickar en trådlös signal till närmaste dator eller smartphone. Data kan analyseras med hjälp av en Android-app.
Sensorn är en cylinder med en längd av ca 1,5 inches, kräver ca 13 milliwatt av makt. Forskare har utrustat sensor 2.7-volts batteri, som, enligt deras beräkningar, kan driva enheten för 1,5 månader av kontinuerlig användning. De säger att batteriet kan mata den sura vätskan i magen.
“Fokus i detta arbete ligger på design och integration av system som gör att du kan kombinera kraften av bakterie-avkänning med ultra-låg kapacitet för att kunna genomföra viktiga program för utvärdering av hälso-status, säger Chandrakasan.
Kort sagt, denna sensor gör att du kan kringgå onödiga ingrepp. Du kan helt enkelt svälja kapseln, och under en relativt kort tid, kommer du att lära dig om det har varit blödning. I framtiden, forskare planerar att minska storleken på sensorn och att undersöka hur länge de bakterier som kan överleva i mag-tarmkanalen. De hoppas också att utveckla sensorer för gastrointestinala sjukdomar, inte bara för blödning.
“Bakterier-on-a-chip” som kommer att hjälpa att diagnostisera sjukdomen från insidan
Ilya Hel