Tattoo Tracks sodu i glukozy za pomocą iPhone'a

Korzystając z tatuażu z nanoczujnikiem i zmodyfikowanego iPhone'a, rowerzyści mogli ściśle monitorować poziom sodu, aby zapobiec odwodnieniu, a pacjenci z niedokrwistością mogli śledzić poziom tlenu we krwi.

Czujnik telefonu: To zmodyfikowane etui na iPhone'a może być używane do wykrywania poziomu sodu za pomocą tatuażu z nanoczujnikiem.

Heather Clark , profesor na Wydziale Nauk Farmaceutycznych Uniwersytetu Northeastern, kieruje zespołem, który ma to umożliwić. Zespół zaczyna od wstrzyknięcia w skórę roztworu zawierającego starannie dobrane nanocząsteczki. Nie pozostawia to żadnego widocznego śladu, ale nanocząsteczki będą fluoryzować po wystawieniu na działanie docelowej cząsteczki, takiej jak sód lub glukoza. Zmodyfikowany iPhone śledzi następnie zmiany poziomu fluorescencji, która wskazuje na ilość obecnego sodu lub glukozy. Clark zaprezentował tę pracę na BioMetody Boston konferencja w Harvard Medical School w zeszłym tygodniu.

Tatuaże zostały pierwotnie zaprojektowane jako sposób na obejście upuszczania krwi z nakłucia palca, która jest standardową techniką pomiaru poziomu glukozy u osób z cukrzycą. Ale Clark twierdzi, że można je wykorzystać do śledzenia wielu rzeczy poza glukozą i sodem, oferując prostszy, mniej bolesny i dokładniejszy sposób śledzenia wielu ważnych biomarkerów.

Nie sądzę, aby istniały jakiekolwiek wątpliwości, że tego rodzaju technologia się przyjmie, mówi Jim Burns, szef działu badań i rozwoju leków i biomedycyny w firmie Genzym .

Tatuaż opracowany przez zespół Clarka zawiera polimerowe nanokropelki o szerokości 120 nanometrów, składające się z barwnika fluorescencyjnego, wyspecjalizowanych cząsteczek czujnika zaprojektowanych do wiązania się z określonymi substancjami chemicznymi oraz cząsteczki neutralizującej ładunek.

W skórze cząsteczki czujnika przyciągają swój cel, ponieważ mają przeciwny ładunek. Gdy docelowa substancja chemiczna zostanie wchłonięta, czujnik jest zmuszony do uwolnienia jonów w celu utrzymania ogólnego neutralnego ładunku, co zmienia fluorescencję tatuażu pod wpływem światła. Im więcej cząsteczek docelowych znajduje się w ciele pacjenta, tym więcej cząsteczek zwiąże się z czujnikami i tym bardziej zmieni się fluorescencja.

Oryginalny czytnik był dużym urządzeniem przypominającym pudełko. Jeden z absolwentów Clarka, Matt Dubach, poprawił to, tworząc zmodyfikowaną obudowę iPhone'a, która pozwala każdemu iPhone'owi odczytywać tatuaże.

Oto, jak to działa: etui, które nasuwa się na iPhone'a, zawiera 9-woltową baterię, filtr pasujący do aparatu iPhone'a oraz szereg trzech diod LED, które wytwarzają światło w widzialnej części widma. To światło powoduje fluorescencję tatuaży. Obiektyw filtrujący światło jest następnie umieszczany na aparacie iPhone'a. To odfiltrowuje światło emitowane przez diody LED, ale nie światło emitowane przez tatuaż. Urządzenie jest dociskane do skóry, aby zapobiec przenikaniu światła zewnętrznego.

Dubach i Clark mają nadzieję stworzyć aplikację na iPhone'a, która z łatwością mierzy i rejestruje poziom sodu. Obecnie iPhone po prostu robi zdjęcia fluorescencji, które naukowcy eksportują do komputera w celu analizy. Mają również nadzieję, że czytnik będzie pobierał energię z samego iPhone'a, a nie z baterii.

Clark pracuje nad rozszerzeniem swojej technologii z glukozy i sodu, aby uwzględnić szeroki zakres potencjalnych celów. Powiedzmy, że masz leki o bardzo wąskim zakresie terapeutycznym, mówi. Dzisiaj musisz spróbować [dawkowanie] i zobaczyć, co się stanie. W przeciwieństwie do tego, jej nanoczujniki mogą umożliwiać ludziom monitorowanie poziomu danego leku we krwi w czasie rzeczywistym, co pozwala na znacznie dokładniejsze dawkowanie.

Naukowcy mają nadzieję, że wkrótce będą w stanie mierzyć rozpuszczone we krwi gazy, takie jak azot i tlen, jako sposób sprawdzania oddychania i czynności płuc. Im więcej rzeczy mogą śledzić, tym więcej aplikacji się pojawi, mówi Clark.

ukryć