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:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Электроавтомобиль VW ID.2all 28.03.2023 Volkswagen представила концепт компактного электромобиля ID.2all, который должен стать доступным предложением для европейского рынка. Как ожидается, его цена составит менее 25 тыс., в то время как ID.3 второго поколения оценивается в 40 тыс. евро. VW ID.2all основан на обновленной платформе MEB Entry, которая обещает большую производительность, чем можно ожидать от электромобиля такого размера. Автомобиль с передним приводом оснащен двигателем мощностью 223 л.с. Он сможет разгоняться до 100 км/ч менее чем за 7 секунд, а запас хода составит до 450 км. Ожидается, что для зарядки батареи с 10% до 80% потребуется всего 20 минут. Отказ от ДВС позволил высвободить внутреннее пространство. VW обещает внутри ID.2all столько же места, сколько доступно в Golf, несмотря на то, что цена ближе к компактному Polo. Объем багажника составляет от 490 до 1330 литров, что больше, чем у автомобилей более высокого класса. Водителям будут доступны вспомогательные технологии Travel Assist, IQ.LIGHT и Electric Vehicle Route Planner. Производство VW ID.2all должно начаться в Европе в 2025 году. В рамках своей стратегии электрификации модельного ряда Volkswagen намерена к 2026 году выпустить 10 новых моделей электромобилей, включая седан ID.7. Цена на уровне 25 тыс. должна повысить привлекательность электромобилей в глазах потребителей, что должно помочь электрическим транспортным средствам стать массовыми.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025