211service.com
Tattoo volgt natrium en glucose via een iPhone
Met behulp van een nanosensor-tatoeage en een aangepaste iPhone konden fietsers de natriumspiegels nauwlettend volgen om uitdroging te voorkomen, en bloedarmoedepatiënten konden hun bloedzuurstofniveaus volgen.
Telefoonsensor: Dit aangepaste iPhone-hoesje kan worden gebruikt om natriumniveaus te detecteren via een nanosensor-tatoeage.
Heather Clark , een professor in de afdeling Farmaceutische Wetenschappen van de Northeastern University, leidt een team dat werkt om dit mogelijk te maken. Het team begint met het injecteren van een oplossing met zorgvuldig gekozen nanodeeltjes in de huid. Dit laat geen zichtbare sporen achter, maar de nanodeeltjes zullen fluoresceren wanneer ze worden blootgesteld aan een doelmolecuul, zoals natrium of glucose. Een aangepaste iPhone houdt vervolgens veranderingen in het fluorescentieniveau bij, wat aangeeft hoeveel natrium of glucose aanwezig is. Clark presenteerde dit werk op de BioMethods Boston conferentie op de Harvard Medical School vorige week.
De tatoeages zijn oorspronkelijk ontworpen als een manier om het aderlaten met de vinger te omzeilen, de standaardtechniek voor het meten van glucosespiegels bij diabetespatiënten. Maar Clark zegt dat ze kunnen worden gebruikt om naast glucose en natrium veel dingen te volgen, waardoor veel mensen op een eenvoudigere, minder pijnlijke en nauwkeurigere manier veel belangrijke biomarkers kunnen volgen.
Ik denk niet dat er enige twijfel over bestaat dat dit soort technologie zal aanslaan, zegt Jim Burns, hoofd van onderzoek en ontwikkeling op het gebied van geneesmiddelen en biomedische zorg bij Genzyme .
De tatoeage die door het team van Clark is ontwikkeld, bevat 120 nanometer brede polymeer nanodruppels bestaande uit een fluorescerende kleurstof, gespecialiseerde sensormoleculen die zijn ontworpen om te binden aan specifieke chemicaliën, en een ladingsneutraliserend molecuul.
Eenmaal in de huid trekken de sensormoleculen hun doelwit aan omdat ze de tegenovergestelde lading hebben. Zodra de beoogde chemische stof is opgenomen, wordt de sensor gedwongen ionen af te geven om een algehele neutrale lading te behouden, en dit verandert de fluorescentie van de tatoeage wanneer deze door licht wordt geraakt. Hoe meer doelmoleculen er in het lichaam van de patiënt zijn, hoe meer de moleculen zich aan de sensoren zullen binden en hoe meer de fluorescentie verandert.
De oorspronkelijke lezer was een groot doosachtig apparaat. Een van de afgestudeerde studenten van Clark, Matt Dubach, verbeterde dat door een aangepast iPhone-hoesje te maken waarmee elke iPhone de tatoeages kan lezen.
Zo werkt het: een hoesje dat over de iPhone glijdt, bevat een batterij van negen volt, een filter dat over de camera van de iPhone past en een reeks van drie LED's die licht produceren in het zichtbare deel van het spectrum. Dit licht zorgt ervoor dat de tatoeages fluoresceren. Vervolgens wordt een lichtfilterende lens over de camera van de iPhone geplaatst. Dit filtert het licht van de LED's uit, maar niet het licht dat door de tatoeage wordt uitgestraald. Het apparaat wordt tegen de huid gedrukt om te voorkomen dat licht van buitenaf interfereert.
Dubach en Clark hopen een iPhone-app te maken die gemakkelijk het natriumgehalte kan meten en registreren. Op dit moment maakt de iPhone gewoon beelden van de fluorescentie, die de onderzoekers vervolgens naar een computer exporteren voor analyse. Ze hopen ook dat de lezer stroom krijgt van de iPhone zelf, in plaats van van een batterij.
Clark werkt eraan om haar technologie uit te breiden van glucose en natrium naar een breed scala aan potentiële doelwitten. Laten we zeggen dat je medicijnen hebt met een zeer smal therapeutisch bereik, zegt ze. Tegenwoordig moet je het [een dosering] proberen en zien wat er gebeurt. Ze zegt dat haar nanosensoren mensen daarentegen in staat zouden kunnen stellen om het niveau van een bepaald medicijn in hun bloed in realtime te volgen, waardoor een veel nauwkeurigere dosering mogelijk is.
De onderzoekers hopen binnenkort opgeloste gassen, zoals stikstof en zuurstof, in het bloed te kunnen meten om de ademhaling en de longfunctie te controleren. Hoe meer dingen ze kunnen volgen, hoe meer toepassingen er zullen ontstaan, zegt Clark.