211service.com
Tatuering spårar natrium och glukos via en iPhone
Med hjälp av en nanosensortatuering och en modifierad iPhone kunde cyklister noggrant övervaka natriumnivåer för att förhindra uttorkning, och anemiska patienter kunde spåra sina blodsyrenivåer.
Telefonsensor: Detta modifierade iPhonefodral kan användas för att detektera natriumnivåer via en nanosensortatuering.
Heather Clark , professor vid institutionen för farmaceutiska vetenskaper vid Northeastern University, leder ett team som arbetar för att göra detta möjligt. Teamet börjar med att injicera en lösning som innehåller noggrant utvalda nanopartiklar i huden. Detta lämnar inga synliga märken, men nanopartiklarna kommer att fluorescera när de utsätts för en målmolekyl, såsom natrium eller glukos. En modifierad iPhone spårar sedan förändringar i nivån av fluorescens, vilket indikerar mängden natrium eller glukos som finns. Clark presenterade detta arbete på BioMethods Boston konferens på Harvard Medical School förra veckan.
Tatueringarna designades ursprungligen som ett sätt att komma runt den fingersticka blodåtergivningen som är standardtekniken för att mäta glukosnivåer hos personer med diabetes. Men Clark säger att de kan användas för att spåra många saker förutom glukos och natrium, vilket erbjuder ett enklare, mindre smärtsamt och mer exakt sätt för många människor att spåra många viktiga biomarkörer.
Jag tror inte att det råder någon tvekan om att den här typen av teknik kommer att slå fast, säger Jim Burns, chef för läkemedels- och biomedicinsk forskning och utveckling vid Genzyme .
Tatueringen som utvecklats av Clarks team innehåller 120 nanometer breda polymernanodroppar som består av ett fluorescerande färgämne, specialiserade sensormolekyler utformade för att binda till specifika kemikalier och en laddningsneutraliserande molekyl.
Väl i huden drar sensormolekylerna till sig sitt mål eftersom de har motsatt laddning. När målkemikalien väl har tagits upp, tvingas sensorn att frigöra joner för att bibehålla en total neutral laddning, och detta förändrar tatueringens fluorescens när den träffas av ljus. Ju fler målmolekyler det finns i patientens kropp, desto mer binder molekylerna till sensorerna och desto mer förändras fluorescensen.
Den ursprungliga läsaren var en stor lådliknande enhet. En av Clarks doktorander, Matt Dubach, förbättrade det genom att göra ett modifierat iPhone-fodral som låter vilken iPhone som helst läsa tatueringarna.
Så här fungerar det: ett fodral som glider över iPhone innehåller ett nio-volts batteri, ett filter som passar över iPhones kamera och en uppsättning av tre lysdioder som producerar ljus i den synliga delen av spektrumet. Detta ljus får tatueringarna att fluorescera. En ljusfiltrerande lins placeras sedan över iPhones kamera. Detta filtrerar bort ljuset som släpps ut av lysdioderna, men inte ljuset som avges av tatueringen. Enheten pressas mot huden för att förhindra att yttre ljus stör.
Dubach och Clark hoppas kunna skapa en iPhone-app som enkelt kan mäta och registrera natriumnivåer. För tillfället tar iPhone helt enkelt bilder av fluorescensen, som forskarna sedan exporterar till en dator för analys. De hoppas också få läsaren att hämta ström från själva iPhonen, snarare än från ett batteri.
Clark arbetar för att utöka sin teknologi från glukos och natrium till att inkludera ett brett spektrum av potentiella mål. Låt oss säga att du har medicin med ett mycket snävt terapeutiskt intervall, säger hon. Idag måste du prova det [en dos] och se vad som händer. Hon säger att hennes nanosensorer däremot kan låta människor övervaka nivån av ett givet läkemedel i blodet i realtid, vilket möjliggör mycket mer exakt dosering.
Forskarna hoppas snart kunna mäta lösta gaser, som kväve och syre, i blodet som ett sätt att kontrollera andning och lungfunktion. Ju fler saker de kan spåra, desto fler applikationer kommer att dyka upp, säger Clark.