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:

Курение отупляет 02.12.2024

Курение давно известно как фактор риска для множества заболеваний, но его влияние на умственные способности исследуется относительно недавно. Группа ученых из Университета штата Огайо провела масштабное исследование, результаты которого показали: курение связано с ухудшением когнитивных функций, особенно в среднем возрасте. В рамках работы исследователи проанализировали данные 136 тысяч человек старше 45 лет. Участники исследования были разделены на группы: активные курильщики и те, кто бросил курить недавно. Основной задачей было изучить, как их привычка влияет на здоровье мозга. Наиболее заметная связь между курением и ухудшением когнитивных способностей была обнаружена в возрастной группе от 45 до 59 лет. Ученые подчеркивают, что отказ от курения в этом возрасте может принести значительную пользу не только физическому, но и ментальному здоровью. Помимо снижения рисков сердечно-сосудистых и дыхательных заболеваний, прекращение курения может сохранить умственные способности, так ...>>

Технология точного распыления Greeneye Technology 02.12.2024

Израильская компания Greeneye Technology разработала уникальную систему точного распыления, основанную на искусственном интеллекте. Эта технология уже продемонстрировала впечатляющие результаты в США и готовится к первым испытаниям на австралийских полях. Основной особенностью технологии Greeneye является возможность точного распыления гербицидов исключительно на сорняки. Это решение позволило сократить использование остатков гербицидов в среднем на 87%, что снижает затраты фермеров и минимизирует экологический вред. Перенос этой технологии в Австралию станет важным шагом к повышению эффективности сельского хозяйства в регионе. Для продвижения технологии в Австралии Greeneye Technology сотрудничает с компанией Croplands, базирующейся в Аделаиде. Croplands, имея сильное региональное присутствие, уже давно зарекомендовала себя в области продажи и обслуживания систем точного опрыскивания. Финансовую поддержку проекту оказывает Grains Research and Development Corporation, что подчерк ...>>

Раковые клетки погибают в невесомости 01.12.2024

Исследователи из Сиднейского технологического института (Австралия) выяснили, что микрогравитация губительна для раковых клеток. В условиях, имитирующих невесомость, погибает до 90% злокачественных клеток - и это без применения лекарств. Для изучения этого явления ученые построили микрогравитационный стимулятор - специальное устройство, воспроизводящее условия невесомости. В этом аппарате они размещали культуры клеток различных видов рака, включая опухоли яичников, молочной железы, носа и легких. Через 24 часа результаты превзошли ожидания: от 80% до 90% раковых клеток подверглись гибели. Примечательно, что микрогравитация практически не оказывала аналогичного разрушительного эффекта на здоровые клетки. Несмотря на впечатляющие результаты, механизм, объясняющий, почему раковые клетки так чувствительны к микрогравитации, пока остается загадкой. Известно, что недостаток гравитации вызывает серьезные изменения в человеческом организме, например, снижение костной массы у космонавт ...>>

Скоростная зарядка для литий-ионных батарей электромобилей 01.12.2024

Исследователи из Университета Ватерлоо представили усовершенствованную литий-ионную батарею, которая позволяет заряжать электромобили с 0% до 80% всего за 15 минут. Это открытие может значительно изменить восприятие электротранспорта и его доступность. Сегодня даже станции быстрой зарядки требуют около часа, чтобы зарядить аккумулятор электромобиля. Это становится барьером для многих потребителей, привыкших к удобству традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Цель ученых из Ватерлоо - сократить время зарядки в четыре раза, что сделает использование электротранспорта гораздо удобнее. Ключ к успеху новой технологии лежит в усовершенствовании анодов литий-ионных аккумуляторов. Исследователи использовали модернизированный графит с повышенной электропроводностью. Эта модификация не только ускоряет процесс зарядки, но и увеличивает срок службы батареи. Разработанная модель аккумулятора способна выдерживать до 800 циклов зарядки без значительного ухудшения характерист ...>>

Активация забытых воспоминаний 30.11.2024

Память человека - это не просто хранилище событий и фактов, но и сложный механизм, который позволяет нам восстанавливать доступ к давно пережитой информации. Недавние исследования ученых проливают свет на удивительные процессы, связанные с возвращением "утраченных" воспоминаний. Международная команда исследователей провела эксперимент с участием грызунов, чтобы понять, как формируются и активируются ассоциативные воспоминания. Животных научили связывать нейтральный стимул, например, звук звонка, с неприятным воздействием - легким ударом по лапе. После нескольких повторений грызуны начинали заранее ожидать удара, как только слышали звонок. Далее, с помощью метода оптогенетической стимуляции, ученые активировали нервные клетки, ответственные за эту ассоциацию. Это привело к тому, что даже без звонка или удара животные демонстрировали поведение, указывающее на восстановление связи между стимулом и воздействием. Схожие механизмы можно наблюдать у людей. Часто мы сталкиваемся с фен ...>>

Случайная новость из Архива Мягкий громкоговоритель из нанотрубок 05.03.2009 Китайские физики получили прозрачную пленку, состоящую из углеродных нанотрубок. Когда к пленке подключили провода от генератора низкой частоты, она стала вибрировать, воспроизводя звук. Это явление объясняется так называемым термоакустическим эффектом: некоторые материалы с высокой теплопроводностью и низкой теплоемкостью при пропускании переменного тока то нагреваются и расширяются, то охлаждаются и сокращаются, вызывая колебания в окружающем воздухе. Пленку при этом можно изгибать, комкать и даже надрывать - звуки не прекращаются. Качество звучания не хуже, чем у обычных динамиков. Изобретатели намерены наклеивать гибкие прозрачные громкоговорители на экраны телевизоров и компьютерных мониторов, на окна и даже на одежду. Пока, правда, не разработан способ получения таких пленок в промышленных масштабах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2024