"Татуировка", которая контролирует здоровье

Специалисты Северо-восточного университета в США разработали систему, состоящую из "татуировки" со встроенными наносенсорами и модифицированного iPhone, которая предназначена для контроля уровня кислорода в крови у пациентов с анемией. Эта же система может использоваться, например, велосипедистами для мониторинга уровня натрия для предотвращения обезвоживания.

Метод заключается в инъекции под кожу раствора, содержащего специально подобранные наночастицы. Никакого следа на коже не остается, но эти наночастицы будут флюоресцировать, когда будут взаимодействовать с целевыми молекулами, например, натрия или глюкозы. Модифицированный iPhone контролирует изменения уровня флуоресценции, который отражает количество в теле человека этих веществ.

"Татуировка" первоначально разрабатывалась как неинвазивная технология измерения уровня сахара в крови для больных сахарным диабетом. Но, по утверждению разработчиков, метод может использоваться для контроля многих показателей, не только уровня сахара и натрия. Это простой, менее болезненный и более точный метод, позволяющий отслеживать многие важные биомаркеры.

Используемая в системе "татуировка" состоит из полимерных нано-капелек размеров в 120 нм, содержащих флуоресцентный краситель, специализированные чувствительные к определенным химическим веществам молекулы и нейтрализующие заряженность молекулы.

В коже сенсорные молекулы притягивают свои целевые биомаркеры, поскольку имеют противоположный заряд. Когда целевая молекула притягивается, сенсор начинает испускать ионы, чтобы сделать общий заряд нейтральным, и это меняет флуоресценцию "татуировки". Чем больше целевых молекул в теле, тем больше молекул притягивается к сенсорным частицам, тем сильнее изменяется степень флуоресценции.

В качестве считывающего устройства используется модифицированный iPhone. В сущности - это накладка на телефон, содержащая 9-вольтовую батарею, фильтр, соответствующий по размеру камере смартфона, и матрицу из трех светодиодов, которые производят свет в видимой части спектра. Свет заставляет "татуировку" флуоресцировать. Фильтр не пропускает свет, испускаемый светодиодами, и пропускает флуоресцентное излучение. При измерении устройство прижимается к коже, чтобы исключить влияние внешнего света.

В настоящее время iPhone просто фотографирует флуоресценцию, которая затем передается на компьютер для анализа. Мобильное приложение, которое будет делать это автоматически, пока не разработано. Кроме того, планируется исключить внешнее питание считывателя и получать его от самого iPhone.

Источник: MIT Technology Review