Cảm biến tiêu hóa giúp chẩn đoán bệnh dạ dày

Cảm biến chứa vi khuẩn trên một con chip này được tạo ra từ các tế bào sống với công suất điện cực thấp để chuyển phản ứng vi khuẩn thành tín hiệu không dây có thể đọc được bằng điện thoại thông minh.

Anantha Chandrakasan, Chủ nhiệm khoa Kỹ thuật của MIT cho biết: “Trọng tâm của công trình này là thiết kế và tích hợp hệ thống để kết hợp sức mạnh của cảm biến vi khuẩn với các mạch điện cực thấp nhằm thực hiện các ứng dụng cảm biến sức khỏe quan trọng”.

Theo Timothy Lu, trợ lý giáo sư tại trường đại học này, bằng cách kết hợp các cảm biến sinh học được thiết kế cùng với các thiết bị điện tử không dây công suất thấp, các nhà nghiên cứu có thể phát hiện các tín hiệu sinh học trong cơ thể và trong thời gian thực.

Trong nghiên cứu mới đăng trên tờ Science, nhóm nghiên cứu đã tạo ra các cảm biến phản ứng với heme, một thành phần của máu và thấy rằng chúng có tác dụng trên lợn.

Họ đã thiết kế một chủng probiotic của E. coli để biểu hiện một mạch di truyền làm cho vi khuẩn phát ra ánh sáng khi chúng gặp phải heme.

Sau đó, họ đặt vi khuẩn vào bốn rãnh trên cảm biến được thiết kế tùy chỉnh. Bên dưới mỗi rãnh là một phototransistor có thể đo lượng ánh sáng được tạo ra bởi các tế bào vi khuẩn và tiếp nhận thông tin đến một bộ vi xử lý gửi tín hiệu không dây tới máy tính hoặc điện thoại thông minh gần đó.

Các nhà nghiên cứu cũng đã xây dựng một ứng dụng Android có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu.

Cảm biến, là một hình trụ dài khoảng 1,5 inch, cần khoảng 13 microwatt điện. Các nhà nghiên cứu đã trang bị cho cảm biến pin 2,7-volt, mà họ ước tính có thể cấp nguồn cho thiết bị trong khoảng 1,5 tháng sử dụng liên tục.

Thử nghiệm trên lợn cho thấy nó có thể xác định chính xác tình trạng xuất huyết trong dạ dày. Họ dự đoán rằng loại cảm biến này có thể được sử dụng một lần hoặc được thiết kế để duy trì trong đường tiêu hóa trong vài ngày hoặc vài tuần, gửi tín hiệu liên tục.

Nguyễn Hà

Theo THS