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麻省理工研究出检测胃出血可吸收的芯片传感器

时间:2018-06-04 13:15 点击:
IFTNEWS报道:多年来,科学家们一直在寻找一种能让他们舒服地诊断消化道出血的方法,但收效甚微。然而,使用一种他们称之为“细菌-芯片”的新技术,病人需要吞下电池供电的传感器,情况可能会好转。 麻省理工学院的研究人员成功研制出一种能检测胃出血可吸收

  IFTNEWS报道:多年来,科学家们一直在寻找一种能让他们舒服地诊断消化道出血的方法,但收效甚微。然而,使用一种他们称之为“细菌-芯片”的新技术,病人需要吞下电池供电的传感器,情况可能会好转。

  麻省理工学院的研究人员成功研制出一种能检测胃出血可吸收的传感器。传感器是用特殊的细菌程序设计的,用来分析周围的环境,然后将信息传递给电子电路。

  在《科学》(Science)杂志上发表的一项新研究中,计算机科学家蒂莫西卢(Timothy Lu)和电气工程教授解释说,将低功率电子设备与生物传感器结合在一起是可能的,在内部可以用来实时检测生物信号。

  从本质上说,这表明传感器可以用于诊断工具来分析精密的器官。并且通常降低了处理内部身体系统的风险。

  这些传感器是对血红素的反应,血红素是血液的一种特殊成分。试验表明,这一概念在猪身上效果很好。为了使这个想法最大化,科学家制作了不同的传感器来对消化道内的炎症反应。

  过去,合成生物学家设法在工程细菌中实现了突破,使其对污染物、疾病病原体和刺激产生响应。在这种情况下,细菌以光的形式发出信号,理想情况下它们将被翻译为目标刺激。

  除了有光作为输出信号外,其他技术如声音也可以被发明。尽管如此,无论采取哪一种方法,都必须通过专门的实验室设备来衡量反应的细节和清晰度。最初的想法是,通过将细菌的反应转化为无线信号,试图使这些细菌在现实世界中有利可图。

  “我们认为我们可以利用细菌的行为方式,将其细胞包装在一个装置内。”这样我们就可以把细胞关在一个地方,然后送到消化系统。

  这个团队在展示概念时更注重于出血。利用基因电路,他们机械化了一种益生菌E。一旦感染了血红素,细菌就会发出光信号。

  在为传感器定制设计之后,科学家们将细菌放入不同的孔中。然后用半透膜覆盖这些孔,以使小分子扩散。

  在每个孔的下面,他们放置了一个超敏光电晶体管,用来测量细菌细胞传递的光量,这些细胞将数据转发给一个微处理器,然后将信号发送给身体外部的接收设备。

  传感器为1.5英寸长。它由一个2.7伏的电池供电,只需要13微瓦的功率就可以运行了。专家们也相信,胃里的酸性液体可能会给“小玩意”提供能量——将可能与另一种技术的可能性联系在一起。

  麻省理工学院的研究小组称,他们已经测试了可吸收的传感器,并证实它能准确地显示胃里的出血或血液痕迹。如果获得批准,专家们认为这是分析消化系统的一个快速选择。根据不同的情况,传感器可以一次性放置在消化道内(最长可达1.5个月的保证功能)。

  这种“可吸收的”细菌-芯片技术的总体意图是避免内窥镜检查,这一过程需要病人服用药物,以便进行消化系统的出血诊断(通常是由胃溃疡引起)。换句话说,这意味着一种简单的“胶囊”,病人和医生都知道过去或者现在是否有流血事件。

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