Нанотехнологии
Исследователи из университета Иллинойса создали принципиально новый тип имплантируемого сенсора, воспользовавшись методами нанотехнологий. В основе сенсора лежат нанотрубки — одни из современных «кирпичиков» наноустройств. Одно из применений сенсора — мониторинг содержания глюкозы в крови, а это может пригодиться диабетикам.
Новый сенсор на основе нанотрубок, имплантируемый под кожу человека, может показывать в реальном времени изменение в составе крови. Детектор состоит из стеклянной трубки, которая содержит массив нанотрубок, обработанных специальным составом.
«Обычно нанотрубки флуоресцируют в диапазоне, близком к инфракрасному, в то время как ткани человека выглядят прозрачными», сказал Майкл Страно (глава команды, которая создала новый имплантант), профессор химии и биомолекулярной инженерии из университета Иллинойса.
«Нам удалось сконструировать сенсор благодаря тому, что мы смогли синтезировать и нанести на поверхность нанотрубок определенные химические соединения, которые характеризуются сродством к глюкозе, а также изменяют оптические свойства нанотрубок.» Майкл и его команда покрыли нанотрубки, находящиеся в воде, слоем энзима оксидазы глюкозы. Помимо того, что энзим предотвратил агрегацию нанотрубок в комок, он действовал как «присоединительное место» для глюкозы, производя при этом перекись водорода. Далее исследователи добавили к нанотрубкам ионы цианида железа, которые чувствительны к наличию в среде перекиси водорода. В течении реакции ионов с перекисью плотность электронов в нанотрубке изменилась таким образом, что оптические свойства нанотрубки тоже изменились. Результат — чем больше в среде глюкозы, тем ярче флуоресцирует нанотрубка под инфракрасным излучением.
Для того чтобы проверить работу устройства, Страно и его коллеги поместили нанотрубки в небольшую стеклянную ампулу, покрытую порами. Капсулу имплантировали в палец добровольца. Воздействовав на имплантант лазерной указкой Страно и коллеги смогли увидеть его флуоресценцию. Затем, изменив содержание глюкозы в крови добровольца, ученые смогли увидеть изменения флуоресценции сенсора в реальном времени.
Как сказал Страно, новое устройство можно переделать для мониторинга других веществ, содержащихся в теле человека. А благодаря конструкции сенсора, он может прослужить очень долго.
Если учесть, что уже найден метод дешевого производства нанотрубок с помощью водяного нанокатализа, то перспективы развития подобных сенсоров довольно оптимистичны. В первую очередь, новый сенсор будет необходим людям, страдающим сахарным диабетом.
Источник: dialand.ru
|