• 好运来彩票:胃镜肠镜太痛苦 “片上细菌”芯片

    2018-11-27 14:39:43

    MIT研讨人员规划了一款可摄入片上细菌传感器,依据设定能够感知体内环境情况,并将信息传递给电子体系据麦姆斯咨询报导,MIT(美国麻省理工学院)研讨人员打造了一款整合基因工

      MIT研讨人员规划了一款可摄入“片上细菌”传感器,依据设定能够感知体内环境情况,并将信息传递给电子体系据麦姆斯咨询报导,MIT(美国麻省理工学院)研讨人员打造了一款整合基因工程细菌的可摄入传感器,能够确诊胃出血或其它肠胃疾病。这款“片上细菌”方案将活体细胞制成的生物传感器,和超低功耗电子元件整合在一同,可将细菌呼应转换成智能手机能够读取的无线信号。“经过将工程生物传感器和低功耗无线电子器材结合在一同,咱们能够简直实时地检测体内的生物信号,为人类健康运用供给新的确诊手法。” MIT电气工程和计算机科学以及生物工程助理教授Timothy Lu介绍说。在这项近来在Science《科学》线上宣布的研讨成果中,研讨人员开发了一款能够呼应血红素(血液中的一种成分)的传感器,并经过在猪身上的实验证明有用。他们还规划了一款能够呼应炎症符号物分子的传感器。这项研讨的高档作者包含Lu和麻省理工学院工程学院院长Anantha Chandrakasan,以及电气工程和计算机科学教授Vannevar Bush,首要作者包含研讨生Mark Mimee和MIT前博士后Phillip Nadeau。无线通讯这款传感器的横截面图、电路体系图以及正面和反面图,资料:PDMS,聚二甲基硅氧烷曩昔的十年来,组成生物学家在细菌工程研讨范畴取得了很大发展,以呼应比如环境污染物或疾病标志物等影响。这些工程细菌能够经过规划,当勘探到方针影响时做出发光等呼应,可是曩昔需求特定的实验室设备才干丈量这些呼应。为了使这些细菌更具实用价值,MIT研讨团队决议将它们和电子芯片整合在一同,将细菌呼应转译为无线信号。“咱们的主意是将细菌细胞封装在器材中,”Nadeau说,“这些细胞会被约束在器材中跟着一同经过肠胃。”关于他们开始的验证明验,研讨人员首要研讨了消化道出血的查验。他们规划了一种益生菌菌株来表达一种基因电路,使细菌遇到血红素时会发光。研讨人员将这些细胞安放在专门定制规划的传感器的4个空腔中,并用半浸透膜掩盖,以使周围环境中的小分子能够分散经过。这4个空腔下方都各有一个光电晶体管,能够丈量细菌细胞的发光量,并将信息传递至微处理器,然后经过无线信号发送至邻近的计算机或智能手机。研讨人员还为其开发了一款安卓运用程序(App),用于数据的剖析。这款传感器外形为一根长约1.5英寸的圆柱体,功耗大约13微瓦。研讨人员为这款传感器装备了一个2.7伏的电池,他们估量运用这个电池能够保持传感器接连运转约1.5个月。据研讨人员表明,这款传感器还能够运用Nadeau和Chandrakasan之前开发的,由胃内酸性液体保持的伏打电化学电池供电。“这项研讨的首要作业在于体系规划和集成,将强壮的细胞传感和超低功耗电子器材结合在一同,完成重要的健康传感运用。” Chandrakasan说。疾病确诊MIT研讨人员在猪身上测试了这款可摄入传感器,实验证明这款传感器能够精确地断定胃中是否有出血现象。他们估计这类传感器既能够一次性运用,也能够经过规划留存在消化道中,接连检测数天或数周,不断地宣布检测信号。现在,假如患者置疑呈现胃溃疡出血,他们不得不接受内窥镜查看来确诊,因为进程苦楚,一般许多患者需求打针镇静剂。“这款传感器的方针是协助患者躲避非必需的查看,仅经过摄入胶囊传感器,在相对较短的时间内就能够知道患者是否呈现了内出血症状。”Mimee说。为了使这项技能便利患者运用,研讨人员方案进一步减小传感器的尺度,并研讨细菌细胞能够在消化道内存活多久。

       他们还期望能够开发除了出血以外的其它胃肠疾病检测。在论文中,研讨人员还将上述传感器运用于别的两种分子的检测,不过现在他们还没有在动物身上进行实验。其间一种传感器,能够勘探被称为硫代硫酸盐的与炎症有关的含硫离子,可用于监测克罗恩氏病或其他炎症的患者;另一种传感器可勘探被称为AHL的细菌信号分子,因为不同类型的细菌能够发生纤细差异的分子,因而这种分子可作为一种胃肠道感染的符号物。“论文中的大部分作业都与血液有关,可是信任咱们能够规划各种细菌来感知全部,并使其做出发光呼应,” Mimee说,“任何人都能够测验针对疾病相关分子的感知,对细菌进行工程规划,然后将它们放入传感器的其间一个空腔中,便能够用于该疾病的检测。”研讨人员称,这款传感器也能够规划带着多种细菌菌株,使他们能够确诊多种病症。“现在,好运来彩票咱们的传感器规划了4个检测空腔,可是假如咱们将其扩展到16或256个空腔,就具有了更多不同类型的细菌细胞,能够一起读取它们的信号,完成高通量的疾病筛查。”Nadeau说。