Подкожный нанодатчик

07.11.2013

Оксид азота (NO) - одна из наиболее важных молекул в живых клетках. Она отвечает за доставку сигналов внутри клетки и между клетками, координирует работу иммунной системы. Во многих раковых клетках уровень оксида азота отличается от нормы, однако ученые точно не знают механизмов функционирования этого газа. Так, по их словам, роль оксида азота в прогрессировании рака весьма противоречива, и ученым нужны новые инструменты для понимания процесса.

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новый инструмент для измерения уровня оксида азота в теле в режиме реального времени. Сконструированный инженерами сенсор можно имплантировать в тело (под кожу) на срок более года и контролировать процесс воспаления - тот процесс, во время которого производится NO.

Данная работа - первое доказательство того, что наносенсоры можно использовать прямо в теле в течение длительного периода времени. Сенсоры, изготовленные из углеродных нанотрубок, предполагается применять, в том числе, для обнаружения других молекул, например, глюкозы. Уже сейчас команда исследователей работает над датчиком для диабетиков - он будет следить за уровнем сахара и инсулина без необходимости брать пробы крови.

Углеродные нанотрубки в один нанометр толщиной ученые считают перспективными для изготовления сенсоров. Исследователи из Массачусетского технологического института недавно разработали сенсоры на основе углеродных трубок для различных молекул, в том числе перекиси водорода и зарина. Такие датчики используют флуоресценцию углеродных нанотрубок: когда нанотрубка соединяется с конкретной молекулой она светится более ярким или более тусклым светом.

В новой работе исследователи модифицировали нанотрубку для создания двух различных типов датчиков: один для введения в кровоток для краткосрочного мониторинга, а другой - для долгосрочной имплантации под кожу.

Для лучшей работы сенсора ученые использовали биосовместимый полимер (полиэтиленгликоль), который предотвращает слипание частиц в кровотоке. Опыт на мышах показал, что в этом случае частицы могут проходить через легкие и сердце, не причиняя никакого ущерба. Большинство частиц накапливается в печени, где они используются для мониторинга уровня NO. При этом исследователи отмечают, что до сих пор они изучали только печень, но теперь видят, что частицы остаются в крови. Это значит, что можно изучать различные области тела с помощью наночастиц.

Сенсор для длительного нахождения в организме состоит из нанотрубок, встроенных в гель из альгината (полимера, получаемого из водорослей). После имплантации под кожу мышей гель оставался на месте и функционировал в течение 400 дней. Но исследователи предполагают, что срок работы сенсора можно продлить. В будущем такой сенсор будет полезным для контроля рака или других воспалительных заболеваний, для обнаружения иммунных реакций у пациентов с искусственным бедром или другими имплантированными устройствами.

Сейчас ученые работают над адаптацией данной технологии для обнаружения глюкозы. Предполагается, что нанотрубки придут на смену электрохимическим датчикам по измерению уровня сахара в крови, которые работают недолго, к тому же повышают риск развития инфекции из-за проникновения электрода под кожу. Но новый сенсор будет определять уровень сахара в режиме реального времени, а подключенная к нему инсулиновая помпа будет подавать гормон в нужном количестве.

<< Назад: Гибридный прибор OLED с эффективностью 111,7 лм/Вт 08.11.2013

>> Вперед: Игровой ноутбук Maingear Pulse 17 07.11.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Дисплей на окружающем свете 29.11.2000 Ученые эдинбургского Napier University объявили об изобретении дисплея, использующего для вывода изображений на экран окружающий свет. Основой данного устройства служит решетка, ячейки которой сформированы из полимерного волокна с флуоресцирующем веществом. Регулировка яркости пикселов осуществляется с помощью тонкого слоя жидкого кристалла, которым покрыта матрица. При этом изменяется не ток, а напряжение, что, как подчеркивают специалисты, обеспечивает серьезную экономию энергии. По словам разработчиков, эффект флуоресценции в новом дисплее настолько интенсивен, что он может работать даже в темноте, а яркость изображения в среднем в 30 раз выше, чем яркость окружающего света.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026