Discover24

545 подписчиков

Свежие комментарии

  • Владимир Акулов
    Этот механизм сделали современные жулики... Но *состарили* машинку в кислоте... Потом бросили *гаджет...Ученые назвали да...
  • Галина Светлая
    Со мной часто бывает. осознание сна во сне.Ученые рассказали...
  • Lehanaizhe
    У вас в F35 летуны мрут как мухи, а тут гиперзвук... Утилизация летунов и миллиардовSandboxx: Компани...

Тайваньские инженеры создали биосенсор, превратив шёлк паука в оптическое волокно

Тайваньские инженеры создали биосенсор, превратив шёлк паука в оптическое волокно

Исследователи из Тайваня под общим руководством Национального университета Ян-Мин (NYCU) смогли применить светопроводящие свойства шелка паука для разработки медицинского датчика, который способен с высокой точностью обнаруживать и измерять уровень сахара в крови и другие важные биохимические показатели. Об этом сообщает сайт Ilmi Wap. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

«Датчики глюкозы необходимы людям с диабетом, однако эти устройства, как правило, инвазивны, неудобны и никогда не являются экономически эффективными», – отметил руководитель исследовательской группы Ченг-Ян Лю из NYCU. В их проекте ставилась целью найти возможность использования такого хорошо биосовместимого материала, как шелк паука, для оптического обнаружения многочисленных концентраций сахара в режиме реального времени, главным образом – на основе показателя преломления света.

Чтобы сделать свой инновационный датчик, Ченг-Ян Лю и его коллеги из Тайваньского института инструментального анализа и Тайбэйского медицинского колледжа собрали паучий шелк диаметром всего 10 микрон от крупного древесного паука Nephila pilipes, который обитает на Тайване. Затем исследователи покрыли шелк биосовместимой фотоотверждаемой смолой в качестве защитной оболочки.

В результате была создана конструкция оптического волокна диаметром 100 микрон, в которой в качестве сердцевины служил паутинный шелк. Далее к волокну был добавлен биосовместимый нанослой золота, чтобы усилить его сенсорные свойства.

При тестировании проведения измерений биосенсором на основе такого волокна исследователи погрузили один конец нитевидной конструкции в жидкий образец и соединили противоположный конец с легким источником питания и спектрометром. Это позволило определить показатель преломления ответа, необходимый для дальнейшего определения типа сахара и уровня его концентрации.

«Сенсор сахара на основе паучьего шелка – многоразовый, экономичный, простой в использовании и обеспечивает обнаружение в реальном времени. Кроме того, из-за его компактности он может позволить проникнуть в труднодоступные области, такие как разум и сердце. С дальнейшим развитием обычно надеются, что этот волоконно-оптический датчик сахара на основе шелка может быть использован в имплантируемых медицинских устройствах и новых методах лечения», – отметил Ченг-Ян Лю.

Чтобы проверить работоспособность и стабильность датчика в различных условиях, исследователи использовали его для измерения параметров с неизвестными концентрациями фруктозы, сахарозы или сахаров глюкозы при комнатной температуре. Каждые измерения повторяли по 10 раз с 5-минутными интервалами.

С целью количественного определения эффективности волоконно-оптического датчика на основе паучьего шелка, исследователи сопоставили спектры глубины солнечного света, полученные датчиком, с измерениями показателя преломления, полученными с помощью промышленного рефрактометра. Датчик смог успешно определить тип сахара в пределах требуемого разрешения и в реальном времени предоставить показания концентрации.

«Чувствительность датчика, которых мы достигли, полностью охватывает диапазон концентраций сахара, присутствующих в крови человека», – подчеркнул Ченг-Ян Лю. Впрочем, по его оценке, прежде чем датчик можно будет использовать для измерений в режиме реального времени в клинике или системе домашнего использования, будет необходимо повысить его точность и улучшить стабильность работы при изменениях окружающей среды, чтобы его можно было использовать в течение более длительных интервалов времени.

Тайваньские исследователи также работают над программным обеспечением, которое может позволить использовать разработанный ими датчик в сочетании с мобильными устройствами для считывания показаний по месту оказания медицинской помощи. Кроме того, они намерены изучить расширение спектра действия сенсора, чтобы его можно было использовать для измерения других биохимических составляющих в крови человека, таких как лактоза и жиры.

 

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх