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生物医学设备

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可摄取装置可以帮助诊断疾病

25 May 2018 Tami Freeman.
可摄取传感器
麻省理工学院工程师设计了一种可摄取传感器。 (礼貌:Lillie Paquette,Mit)

麻省理工学院 研究人员建立了一种配备有转基因细菌的可摄取传感器,可以诊断胃或其他胃肠道(GI)问题的出血。原型装置称为IMBAB(可摄取的微生物电子设备),最终可能会使人类患者进行摄取,使医生能够更好地管理或诊断一系列与肠道相关疾病(科学 360 915)。

嵌入具有旨在感测疾病生物标志物的细菌细胞,放置在由半透膜覆盖的个体井中。当靶分子漫射在膜上时,它们激活细菌,导致它们产生光。通过每个井下面的光电探测器检测该光,并且所得到的电信号无线地发送到外部无线电或移动电话。

“通过将工程化的生物传感器与低功耗无线电子组合在一起,我们可以在近期实时检测体内的生物信号,为人类健康应用启用新的诊断功能,” said MIT’s 蒂莫西鲁.

作为初步概念验证,该团队开发了一种估计的底板,检测到GI道的出血。他们设计了益生菌菌株 大肠杆菌 为了表达遗传电路,导致细菌在遇到血液时发光,并将细菌放入传感器上的四个孔中。

该传感器,该传感器长约3.8厘米长,需要大约13μW的功率,使2.7 V电池供电约1.5个月。它也可以通过胃中的酸性液体来源,使用前面发达的技术来源。

研究人员在猪中进行了测试,并显示它可以正确确定胃中是否存在任何血液。他们预计这种类型的传感器可以部署一次使用或保持消化道数几天或数周,发送连续信号。为了帮助迈出患者使用,研究人员计划减少传感器尺寸并研究细菌细胞在消化道中可以存活的时间。

除了血感觉之外,研究人员还适应了嵌入式含有另外两种分子:硫代硫酸盐和酰基 - 甲晶内酯(AHL)。硫代硫酸盐与炎症有关,可用于监测克罗恩患者’例如,疾病,而AHL可以用作胃肠道感染的标志物。

“我们本文中所做的大部分工作与血液有关,但可以想象您可以工程师感知任何内容,并为此产生光线,”解释了联合主导作者 标记mimee.. “任何试图工程师都要感受到与疾病相关的分子的人都可以将其插入其中一个井,并准备好了。”

传感器也可以设计成携带多种细菌菌株,使它们诊断各种条件。“现在,我们有四个检测网站,但如果您可以将其扩展到16或256,那么您可以拥有多种不同类型的单元格,并能够并行读取它们,” said co-lead author 菲利普纳达野.

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