Một cảm biến mới có thể đeo được do các nhà nghiên cứu tại Caltech phát triển có thể phát hiện sự hiện diện của protein phản ứng C (CRP) trong mồ hôi của con người.

Công nghệ mới này cung cấp một phương pháp không xâm lấn và đơn giản để theo dõi tình trạng viêm trong cơ thể, loại bỏ nhu cầu xét nghiệm máu xâm lấn hơn.

(Ảnh: Caltech)

cảm biến CRP

Cảm biến CRP do Wei Gao và nhóm của ông tại Caltech phát triển, sử dụng graphene được khắc bằng laser, một vật liệu dựa trên carbon có diện tích bề mặt lớn do có nhiều lỗ nhỏ.

Những lỗ này được gắn với các kháng thể liên kết với các phân tử CRP và các phân tử đặc biệt tạo ra dòng điện nhỏ khi đáp ứng một số điều kiện nhất định.

Các hạt nano vàng mang kháng thể phát hiện cũng được tích hợp vào cảm biến. Khi các phân tử CRP đi vào cảm biến qua mồ hôi, chúng sẽ gắn vào kháng thể của máy dò trên các hạt nano vàng và kháng thể trên graphene.

Liên kết tạm thời này kích hoạt các phân tử oxi hóa khử tạo ra dòng điện, dòng điện này có thể được đo bằng một bộ phận điện tử được kết nối với cảm biến. Sự hiện diện của nhiều kháng thể phát hiện trên mỗi hạt nano vàng sẽ khuếch đại tín hiệu do một phân tử CRP duy nhất tạo ra.

Một trong những thách thức chính trong việc phát triển cảm biến này là nồng độ CRP trong mồ hôi thấp so với các dấu ấn sinh học khác. Ngoài ra, phát hiện CRP thường yêu cầu các quy trình phòng thí nghiệm phức tạp để đảm bảo cảm biến chính xác.

Tuy nhiên, Gao và nhóm của ông đã vượt qua rào cản này bằng cách thiết kế một cảm biến có độ nhạy cao có khả năng tự động theo dõi nồng độ CRP thấp trong da.

Cảm biến cũng đo nồng độ ion mồ hôi, độ pH của mồ hôi và nhiệt độ da để giải thích cho các biến thể trong thành phần mồ hôi và đảm bảo phép đo chính xác.

Gao nhấn mạnh rằng bước đột phá này cho thấy lần đầu tiên phát hiện chính xác CRP trong mồ hôi và cho thấy mối tương quan đầy hứa hẹn với CRP trong máu.

Đọc thêm: Các nhà nghiên cứu của Caltech tạo ra vệ tinh khổng lồ gửi năng lượng mặt trời trở lại trái đất

Ý nghĩa kiểm duyệt

Ý nghĩa của nghiên cứu này bao gồm các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và các ứng dụng y tế thực tế. Các nền tảng cảm biến đeo được mở ra khả năng theo dõi các phân tử protein và hormone liên quan đến lâm sàng trong tương lai.

Hơn nữa, nó có khả năng kiểm soát bệnh mãn tính, vì tình trạng viêm có nguy cơ đối với nhiều bệnh nhân. Bằng cách cho phép giám sát tại nhà, các cá nhân có nguy cơ có thể được xác định sớm hơn, giúp can thiệp và điều trị kịp thời.

Gao hình dung ra một tương lai nơi công nghệ cảm biến đeo được này đóng vai trò quan trọng trong chăm sóc sức khỏe, cho phép các cá nhân dễ dàng theo dõi sức khỏe của họ và cung cấp dữ liệu có giá trị cho các chuyên gia chăm sóc sức khỏe.

Bằng cách phát hiện tình trạng viêm không xâm lấn thông qua phân tích mồ hôi, cảm biến cải tiến này có khả năng cách mạng hóa cách chẩn đoán và quản lý các bệnh và rối loạn liên quan đến viêm.

“Đây là một nền tảng chung cho phép chúng tôi theo dõi các phân tử ở mức độ rất thấp trong chất lỏng cơ thể. Chúng tôi hy vọng sẽ mở rộng nền tảng này để theo dõi các phân tử protein và hormone có liên quan đến lâm sàng khác”, Gao cho biết trong một tuyên bố.

Những phát hiện của nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Biomedical Engineering.

Những bài viết liên quan: Các nhà khoa học của Caltech phát triển máy ảnh cực nhanh mới có thể thu tín hiệu trong các tế bào thần kinh

gạch tên