Носимый нанодатчик поможет мониторить состояние пациентов
Разрабатываемый в Мичиганском университете переносной сенсор однажды позволит непрерывно отслеживать состояние пациентов с сахарным диабетом, высоким кровяным давлением, анемией или заболеваниями легких.
Датчик, который сможет обнаруживать биомаркеры, содержащиеся в выдохе человека или выводимые через поры кожи вместе с потом, скорее всего, будет первым подобным устройством на рынке.
«Каждое из этих заболеваний имеет свои биомаркеры, которые устройство будет в состоянии ощутить», - говорит Шерман Фан, профессор кафедры биомедицинского инжиниринга.
В случае, например, с диабетом, маркером является ацетон, а аномальные уровни оксидов азота, а также кислорода, указывают на проблемы с кровяным давлением, анемию или заболевания легких.
Ученые уверяют, что их устройство быстрее, меньше и надежнее, чем любые аналоги, которые к тому же на сегодня являются пока слишком большими, чтобы постоянно носить их с собой.
Что важно, новый датчик также сможет обнаруживать гораздо более широкий спектр веществ поэтому помимо мониторинга заболеваний найдет и другое применение. К примеру, он сможет зарегистрировать присутствие опасных химических утечек в лаборатории или предоставить данные о качестве воздуха.
Чтобы наделить датчик таким функционалом, исследователи использовали уникальный подход к выявлению молекул. «Вместо того, чтобы обнаруживать молекулярный заряд, мы используем технику, называемую гетеродинным смешиванием: смотрим на взаимодействия диполей, связанных с этими молекулами и наносенсором на высоких частотах», - говорит один из авторов метода Гириш Кулкарни.
Эта технология стала возможной благодаря использованию графена, обеспечивающему очень быстрому времени отклика - десятые доли секунды в отличие от нескольких секунд у аналогов. Также резко повышается чувствительность устройства: датчик может обнаруживать молекулы в образцах объемом в несколько частей на миллиард.
Датчик, который сможет обнаруживать биомаркеры, содержащиеся в выдохе человека или выводимые через поры кожи вместе с потом, скорее всего, будет первым подобным устройством на рынке.
«Каждое из этих заболеваний имеет свои биомаркеры, которые устройство будет в состоянии ощутить», - говорит Шерман Фан, профессор кафедры биомедицинского инжиниринга.
В случае, например, с диабетом, маркером является ацетон, а аномальные уровни оксидов азота, а также кислорода, указывают на проблемы с кровяным давлением, анемию или заболевания легких.
Ученые уверяют, что их устройство быстрее, меньше и надежнее, чем любые аналоги, которые к тому же на сегодня являются пока слишком большими, чтобы постоянно носить их с собой.
Что важно, новый датчик также сможет обнаруживать гораздо более широкий спектр веществ поэтому помимо мониторинга заболеваний найдет и другое применение. К примеру, он сможет зарегистрировать присутствие опасных химических утечек в лаборатории или предоставить данные о качестве воздуха.
Чтобы наделить датчик таким функционалом, исследователи использовали уникальный подход к выявлению молекул. «Вместо того, чтобы обнаруживать молекулярный заряд, мы используем технику, называемую гетеродинным смешиванием: смотрим на взаимодействия диполей, связанных с этими молекулами и наносенсором на высоких частотах», - говорит один из авторов метода Гириш Кулкарни.
Эта технология стала возможной благодаря использованию графена, обеспечивающему очень быстрому времени отклика - десятые доли секунды в отличие от нескольких секунд у аналогов. Также резко повышается чувствительность устройства: датчик может обнаруживать молекулы в образцах объемом в несколько частей на миллиард.