Chế tạo thành công cảm biến mang vi khuẩn có thể nuốt được thăm dò bệnh dạ dày

Một cảm biến trang bị vi khuẩn biến đổi gen được phát triển bởi các nhà nghiên cứu MIT có thể hỗ trợ chẩn đoán chảy máu trong dạ dày, hoặc các vấn đề tiêu hóa liên quan khác.

Cụ thể, chip vi khuẩn này bản chất là một dạng cảm biến kết hợp làm từ các tế bào sống với các thiết bị điện tử công suất cực thấp, có nhiệm vụ chuyển đổi phản ứng vi khuẩn thành tín hiệu không dây có thể đọc được qua điện thoại thông minh.

Anantha Chandrakasan, Trưởng khoa Kỹ thuật của MIT cho biết: “Trọng tâm của công trình này là thiết kế để kết hợp sức mạnh của cảm biến vi khuẩn với các mạch điện cực thấp sau đó cung cấp dữ liệu đến các ứng dụng cảm biến sức khỏe quan trọng”.

Timothy Lu, phó giáo sư tại Varsity cho biết: “Bằng cách kết hợp các cảm biến sinh học được thiết kế cùng với các thiết bị điện tử không dây công suất thấp này, chúng tôi có thể phát hiện các tín hiệu sinh học trong cơ thể ở thời gian thực, cho phép khả năng chẩn đoán bệnh mới cho con người."

Trong nghiên cứu mới xuất hiện trên tạp chí Science, nhóm các nhà khoa học đã tạo ra cảm biến phản ứng với heme - một thành phần của máu và cho thấy chúng hoạt động ở lợn.

Các nhà nghiên cứu đã thiết kế một chủng probiotic của khuẩn E. coli để xem biểu hiện của 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 khoang nhỏ trên cảm biến được thiết kế riêng. Bên dưới mỗi khoang có đặt các phân tử phototransistor có thể đo lượng ánh sáng được tạo ra bởi các tế bào vi khuẩn, và chuyển thông tin đó tới một bộ vi xử lý tín hiệu không dây và cuối cùng là gửi đến một máy tính hoặc điện thoại thông minh.

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

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

Thử nghiệm trên lợn cho thấy cảm biến có thể xác định chính xác xem có máu nào chảy ra trong dạ dày hay không. Họ dự đoán rằng loại cảm biến này có thể được triển khai để sử dụng một lần hoặc được thiết kế để duy trì ở đường tiêu hóa trong vài ngày hoặc vài tuần, gửi tín hiệu liên tục để tiến hình thăm dò, theo dõi bệnh.

Theo Huỳnh Dũng - Thế giới tiếp thị