Deze sensor, waarbij slim gebruik wordt gemaakt van speciale bacteriën, zou bepaalde diagnoses een stuk gemakkelijker kunnen maken.
Onderzoekers aan het MIT hebben een sensor ontworpen die met behulp van genetisch aangepaste bacteriën bij inname bloedingen in het maag-darmstelsel kan opsporen. Het onderzoek werd gisteren gepubliceerd in Science.
Prikkels
In de afgelopen jaren zijn wetenschappers steeds beter geworden in het genetisch aanpassen van bacteriën. Zo kunnen sommige bacteriën op zo’n manier worden bewerkt, dat ze op specifieke prikkels reageren, zoals stofjes die duiden op bepaalde (milieu)vervuiling of ziektes. Ook kunnen ze zodanig worden aangepast dat ze bij het detecteren van een dergelijk stofje bijvoorbeeld licht uitzenden.
In een nieuw onderzoek combineerden wetenschappers speciaal aangepaste bacteriën met low power elektronica, die de reactie van de bacteriën – licht – omzet naar een draadloos signaal. Dat signaal kan vervolgens bijna in real-time met een smartphone gelezen worden.
Cilinder
De onderzoekers focusten zich op het opsporen van bloedingen in het maag-darmstelsel. Hiervoor maakten ze een (veilige) variant van de E. coli-bacterie, die bij contact met heem – een kenmerkend bestanddeel van bloed – licht uitstraalt.
De bacteriën werden in vier ‘welletjes’ geplaatst (zie afbeelding) en bedekt met een semi-doorlaatbaar membraan waar kleine moleculen – zoals heem – doorheen kunnen. Onder elk van de welletjes plaatsten de onderzoekers een zogeheten fototransistor die de hoeveelheid geproduceerd licht registreert en de informatie via een microprocessor doorstuurt naar een computer of smartphone.
Het ‘totaal’ is een sensor, een cilinder van 3,8 cm lang, die 13 microwatt (0,000013 watt) aan energie nodig heeft. De onderzoekers rustte de sensor uit met een 2.7 volt batterij, waarmee hij anderhalve maand onafgebroken kan doen. Volgens de wetenschappers zou de sensor zelfs werken op een zogeheten voltacel – een stroombron die energie kan leveren als resultaat van een chemische reactie. In dit geval reacties van de zuren in de maag.
Gebruik
Momenteel moeten mensen die vermoedelijk een maagbloeding hebben een kijkonderzoek ondergaan. De sensor zou een dergelijke ingreep, waarbij de patiënt vaak verdoofd moeten worden, overbodig maken.
Hoewel de sensor al werkte bij varkens, willen de onderzoekers het apparaatje vóór menselijk gebruik verder optimaliseren. Zo willen ze de sensor kleiner maken, vaststellen hoe lang de ‘sensorbacteriën’ kunnen overleven en nagaan of ook de detectie van andere stofjes – naast heem – mogelijk is.
Bronnen: EurekAlert!, MIT, Science
Beeld: Lillie Paquette/MIT, Melanie Gonick/MIT
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!