Caltech 연구진은 착용 가능한 비침습적 센서를 개발했습니다.
염증은 관상 동맥 심장 질환, 뇌졸중 및 만성 폐쇄성 폐질환(COPD)을 비롯한 수많은 정신적 및 신체적 장애와 관련이 있습니다.
급성 염증 반응 - 자연감염과 싸우고 치유 속도를 높이는 신체의 방식. 그러나 장기 또는 만성 염증은 영구적인 조직 손상으로 이어질 수 있습니다. 염증이 빠르고 쉽게 감지되면 치료에 기여합니다. 혈액 내 C-반응성 단백질(CRP) 측정은 일반적으로 염증에 대한 바이오마커로 사용됩니다. 그러나 혈액 검사에는 정교한 실험실 장비와 인력이 필요합니다.
이제 캘리포니아의 연구원Caltech의 Institute of Technology는 사람의 땀에서 CRP 수준을 측정하여 무선으로 비침습적으로 염증을 모니터링하는 InflaStat라는 새로운 웨어러블 센서를 개발했습니다.
CRP는 다른 분자보다 감지하기가 더 어렵습니다.그것은 다른 바이오 마커보다 훨씬 낮은 농도로 혈액에 존재하며 그 분자는 훨씬 큽니다. 따라서 혈류에서 땀으로 분리하는 것이 더 어렵습니다. 그러나 개발자는 이를 극복했습니다.
InflaStat 센서에는 다음과 같은 작은 "모공"이 있습니다.CRP에 결합하는 항체, 특정 조건에서 작은 전류를 생성할 수 있는 특수 산화환원 분자. 센서의 구조는 금 나노입자를 포함하며, 각각은 CRP를 감지하는 별도의 항체 세트를 가지고 있습니다.
사용자의 땀에서 CRP 분자가 들어가면센서에 부착하면 검출기 항체와 그래핀 기공의 항체 모두에 부착됩니다. 산화 환원 분자를 발사하여 센서에 연결된 전자 부품이 읽는 전류를 생성합니다.
각각의 금 나노 입자에는 검출기에 대한 많은 항체가 포함되어 있기 때문에 CRP의 매우 약한 신호도 여러 번 증폭됩니다.
연구원들은 InflaStat를건강한 참가자, COPD 환자 및 COVID-19에서 회복된 피험자. 착용이 쉬울 뿐만 아니라 염증 바이오마커에 대한 정보를 비침습적으로 무선으로 전송하는 것으로 밝혀졌습니다. 데이터는 실시간으로 사용자 스마트폰 애플리케이션에 표시되었습니다. 예상대로 COPD 환자와 COVID-19에서 회복된 환자의 CRP 수치는 건강한 참가자보다 훨씬 높았습니다. 연구진은 또한 센서가 혈액 내 CRP 분자 수준과 상관 관계가 있는 땀의 CRP 수준을 정확하게 감지한다는 사실을 발견했습니다.
이 연구는 Nature Biomedical Engineering 저널에 게재되었습니다.
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