カリフォルニア工科大学の研究者は、ウェアラブルで非侵襲的なセンサーを開発しました。
炎症は、冠状動脈性心疾患、脳卒中、慢性閉塞性肺疾患 (COPD) など、多くの精神的および身体的障害と関連しています。
急性炎症反応 - 自然感染症と闘い、治癒を早める体の仕組み。しかし、長期的または慢性的な炎症は永久的な組織損傷を引き起こす可能性があります。炎症を迅速かつ容易に検出できれば、治療に役立ちます。血液中の C 反応性タンパク質 (CRP) の測定は、炎症のバイオマーカーとして一般に使用されます。ただし、血液検査には高度な検査機器と人員が必要です。
現在、カリフォルニアの研究者カリフォルニア工科大学工科大学は、人の汗中の CRP レベルを測定することで炎症をワイヤレスで非侵襲的に監視する InflaStat と呼ばれる新しいウェアラブル センサーを開発しました。
CRP は他の分子よりも検出が困難です。他のバイオマーカーよりもはるかに低い濃度で血液中に存在し、その分子ははるかに大きいです。したがって、それらを血流から分離して汗にすることはさらに困難です。しかし、開発者はこれをなんとか克服しました。
InflaStat センサーには小さな「孔」があり、CRPに結合する抗体と、特定の条件下で小さな電流を生成できる特殊な酸化還元分子です。センサーの構造には金ナノ粒子が含まれており、各粒子には CRP を検出する別の抗体セットが含まれています。
ユーザーの汗に含まれるCRP分子が侵入するとセンサー上に付着すると、検出器の抗体とグラフェン細孔内の抗体の両方に付着します。これらは酸化還元分子を発射して電流を生成し、センサーに接続された電子コンポーネントによってその電流が読み取られます。
各金ナノ粒子には検出器に対する多くの抗体が含まれているため、CRP からの非常に弱いシグナルでも何倍にも増幅されます。
研究者らは InflaStat をテストしました健康な参加者、COPD患者、および新型コロナウイルス感染症から回復した被験者。着用が簡単なだけでなく、炎症性バイオマーカーに関する情報を非侵襲的かつワイヤレスで送信できることが判明しました。データはユーザーのスマートフォンアプリにリアルタイムで表示されました。予想通り、COPD患者および新型コロナウイルス感染症から回復した患者のCRPレベルは、健康な参加者よりも大幅に高かった。研究者らはまた、センサーが汗中のCRPレベルを正確に検出し、血液中のCRP分子のレベルと相関があることも発見した。
この研究は、雑誌「Nature Biomedical Engineering」に掲載されました。
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