сенсор

Создан сенсор, диагностирующий рак лёгких по дыханию

© discovery.org

© discovery.org

© discovery.org

Группа исследователей из китайского Чжэцзянского университета разработала нанодатчик, который обнаруживает рак лёгких, просто анализируя уровень химических веществ в дыхании пациента. Команда считает, что её прорыв поможет открыть неинвазивный и дешёвый способ раннего выявления заболевания, — это критически важно для спасения жизни.

Суть методики заключается в том, что у людей с раком лёгких понижен уровень изопрена — побочного продукта липолитического метаболизма холестерина. Используя это знание, китайские эксперты решили разработать газочувствительный материал, который способен обнаруживать крошечные частицы изопрена в дыхании. Проблема создания такого датчика заключается в том, что система должна выдерживать влажность выдыхаемого воздуха и при этом определять конкретные уровни химического вещества в диапазоне миллиардной доли (ppb).

Эти нанохлопья обнаруживают рак лёгких в выдыхаемом человеком воздухе.
Эти нанохлопья обнаруживают рак лёгких в выдыхаемом человеком воздухе.© ACS Sensors 2024, DOI: 10.1021/acssensors.4c01298

За основу взяли нанопластины из оксида индия, и после нескольких экспериментов был создан датчик на основе платины, индия и никеля. Этот тип материала назвали Pt@InNiOx, и он оказался настолько чувствителен, что считал уровень изопрена всего в двух частях от миллиардной доли. Кроме того, испытания с образцами дыхания 13 участников, среди которых было пять больных раком, показали, что датчик способен обнаружить уровни изопрена ниже 40 ppb.

Быстрое выявление заболевания очень важно, поскольку когда рак лёгких ещё находится на ранней стадии, с ним можно бороться. Однако создателям инновационного метода ещё многое предстоит сделать, прежде чем этот метод скрининга станет коммерчески доступным. Как минимум, нужно интегрировать технологию в портативные устройства, а также изучить более глубокие связи между изопреном и раком лёгких.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0

 

В России разработали сенсор, измеряющий глюкозу без прокола кожи

© Пресс-служба ИФП СО РАН

Команда исследователей из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН разработала электронный сенсор глюкозы, не требующий прокола пальца. Лабораторное устройство определяет уровень сахара в поту человека, поэтому в перспективе оно может стать заменой обычному глюкометру.

Чувствительный элемент сенсора печатается на офисной бумаге слоями в единицы нанометров, при этом сами чернила состоят из графена и проводящего полимера. Когда на бумагу наносят такой композит, в слоях формируются вертикальные частицы графена, которые выступают как катализаторы окисления глюкозы.

Сенсор можно разместить на запястье или в другом месте, причём чем больше пота, тем больше продуктов окисления и тем сильнее уровень сигнала. Затем данные по задумке разработчиков должны передаваться на смартфон через Bluetooth.

Разные слои сенсора, распечатанные на обычной офисной бумаге.
Разные слои сенсора, распечатанные на обычной офисной бумаге.© Пресс-служба ИФП СО РАН

Отличие российского сенсора от зарубежных аналогов в том, что он очень тонкий и ему не нужно обильное потоотделение. В процессе разработки учёные тестировали многие ткани, от шёлка и хлопка до полимеров, однако остановили свой выбор на офисной бумаге. При этом проводимость сенсора прямо пропорциональна содержанию глюкозы в крови благодаря чувствительной матрице из графена, которая усиливает сигнал.

Создатели устройства подчёркивают, что оно не является медицинским прибором, а разработано для домашнего использования. В ближайшие несколько лет команда планирует сделать так, чтобы прибор работал надёжно и легко, а полученные результаты были понятны любому человеку, который нуждается в измерении глюкозы. При этом сенсор будет дешёвым и многоразовым, а в случае его поломки можно будет легко поменять компоненты.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0

 

Китай разработал крошечный датчик мозга, который растворяется сам

© Jianfeng Zang

Цзяньфэн Занг из Хуачжунского университета науки и технологий в Китае создал крошечный датчик, который можно ввести в головной мозг при помощи иглы, чтобы контролировать состояние этого органа. Что самое примечательное, устройство самостоятельно рассасывается в течение нескольких недель, поэтому операция по его извлечению не нужна.

Занг разработал такой датчик, чтобы отслеживать различные неврологические состояния, такие как эпилепсия. Устройство представляет собой кубик мягкого гидрогеля шириной 2 миллиметра, — это размер рисового зёрнышка. На протяжении всего гидрогеля учёные создали распределённые столбцы, чтобы создать структурированный сенсор. Поэтому, когда датчик улавливает внешний источник ультразвуковых волн, он отражает ультразвук, а изменения в устройстве, которое деформируется в ответ на внешние условия, можно увидеть в отражённом ультразвуке.

Гидрогель отражает своё состояние, когда к черепу прикладывают ультразвуковой датчик.
Гидрогель отражает своё состояние, когда к черепу прикладывают ультразвуковой датчик.© Jianfeng Zang

Разработчик подчёркивает, что никаких проводов или электроники для работы датчика не нужно. Метагель по сути работает как крошечное акустическое зеркало, которое меняется в зависимости от условий окружающей среды. Такие метагелевые сенсоры могут измерять давление, температуру, скорость кровотока в сосудах и другие параметры при введении в мозг.

Учёные уже протестировали своё устройство, имплантировав его в мозг крыс и свиней. В итоге исследователи получили результаты, сравнимые с результатами проводных датчиков, которые обычно используются для мониторинга здоровья мозга. Эксперименты также показали, что метагель самостоятельно распадается на воду и углекислый газ в течение пяти недель. У экспериментальных крыс после имплантации сенсора наблюдалась лишь небольшая отёчность мозга, однако учёным всё ещё нужно протестировать датчик на крупных животных перед клиническими испытаниями с людьми.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0

 

Новая электронная кожа способна ощущать предметы на расстоянии

© DALL-E

Китайский Университет Циндао разработал особый материал, чувствительный к электрическим полям, который может точно распознавать объекты на расстоянии 10 сантиметров. Напечатанная на 3D-принтере электронная кожа способна вывести робототехнику на совершенно новый уровень, где андроиды смогут чувствовать предметы без прикосновения к ним.

В большинстве случаев современные роботы используют сенсорные датчики на пальцах, чтобы брать в руки предметы и опознавать их. Однако китайский сенсор настолько чувствителен, что работает без прямого контакта, — авторы разработки пояснили, что добились такого эффекта благодаря композитным плёнкам.

Схема приближения пальца к датчику.
Схема приближения пальца к датчику.© Bingxiang Li

Чтобы создать композитные плёнки, учёные объединили небольшое количество графитового нитрида углерода (GCN) с полидиметилсилоксаном (PDMS), напечатанным на 3D-принтере в сетку. Объединение этих двух компонентов привело к получению материала с низкой диэлектрической проницаемостью, — то есть высокой чувствительностью к электрическим полям. Тестируя возможности изобретения, исследователи обнаружили, что сетка воспринимает их пальцы на расстоянии от 0,5 до 10 сантиметров и не требует физического прикосновения.

Датчик также протестировали на других предметах, включая стол и тригональную призму, и сенсор смог точно распознать форму этих объектов. Изобретатели особенно отметили высокую скорость отклика и стабильность датчика на протяжении многих циклов использования. После успешного тестирования исследователи интегрировали свои сенсоры в печатную плату и создали электронную кожу, которую впоследствии можно будет использовать в робототехнике.


  • Телеграм
  • Дзен
  • Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах


Нам важно ваше мнение!

+0