MIT研制工程改造细菌能够检测体内状况?!

文章作者:bianji3 | 2018-05-26
字体大小:

        细菌对环境,人类和动物既有用处又有危害。一些细菌成为病原体,导致了破伤风、伤寒、肺炎、梅毒、霍乱和肺结核。在植物中,细菌导致叶斑病、火疫病和萎蔫。感染方式包括接触、空气传播、食物、水和带菌微生物。病原体可以用抗菌素处理,抗菌素分为杀菌型和抑菌型。细菌也对人类活动有很大的影响。例如奶酪及优格的制作、部分抗生素的制造、废水的处理等,都与细菌有关。

     细菌和动物有着复杂的共生关系,坏细菌可能导致人们生病,而平衡的益生菌群则可以让人们保持健康。不过科学家们认为,细菌还有着更多的用武之地。 据报道,麻省理工(MIT)的工程师们设计了一种可吸收的传感器。它配备了能够感知环境条件、并将信息传递给电子电路的工程改造细菌。 此前,研究人员已经在有毒物质和炎症检测等领域使用过它。但 MIT 研究团队新开发处的“片上细菌”系统,却能够帮助诊断疾病。

       研究生 Mark Mimee 和前 MIT 博士后 Phillp Nadeau 展示这款可吸收传感器

      据悉,这款“片上细菌系统”采用了可吸收的电子电路,其中的工程改造细菌能够检测肠道出血状况,并将信号无线发送到临近的一台计算机上。

      项目成员之一的 Timothy Lu 表示:

       结合工程生物传感器与地动率无线电子系统,我们可以近乎实时和近距离地探测到生物信号,为人类健康应用程序开启全新的诊断功能。

       可以检测特定分子的工程细菌,被放置在了定制传感器的井部。

      首先,研究团队通过基因工程改造了一种大肠杆菌(E. coli)菌株,以应对一种叫做血红素的化学物质的存在。

     它是存在于红细胞中的一类化合物,已被证明是一种可靠的内出血生物标志物。在遇到血红素的时候,被改造过的细菌会发出少量的光。

    接着,他们开发出了将这些细菌传感器运送到体内、并将信号转换成可即时传输的数据的一种方法 —— 制作了一枚胶囊,然后用“四口井”盖住。

    当体内分子通过渗透膜进来时,若井中的细菌接触到了血红素,就会产生光亮。接着井下的光电晶体管会检测到光线,并将数据无线传输到附近的一部智能能手或 PC 上。

      传感器还连接了另一颗微处理器,后者负责将传感元件的讯息转为无线信号。

      首席研究员之一的 Phillip Nadeau 表示:

      我们的想法是将微生物细胞装入一台设备,当在肠胃中蠕动的时候,这个小装置会停留一阵,且一直工作下去。

      最终,MIT 团队开发出了外形大约 1.5 英寸(3.8 厘米)长的胶囊装置。原型设备采用了一颗 2.7V 的电池,预计可使用 1.5 个月的时间。

     初步测试发现,该设备能够准确地检测到猪胃里的血液。 不过团队希望未来能够打造出完全自供电的版本,比如借助胃酸产生电能的无需电池的装置。

      The ingestible bacterial-electronic sensor( via )

       此外,研究人员已经开发出了另外两种细菌传感器,它们可以用作未来的其它诊断用途。

     其中一种传感器能够检测到六代硫酸盐,这是一种与炎症状况有关的化合物;

       另一种传感器能够检测一种叫做 AHL 的分子,它是一种已知的胃肠道感染的生物标记物。

      有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《科学》( Science )期刊上。 原标题为:

          《An ingestible bacterial-electronic system to monitor gastrointestinal health》

         大多数人认为细菌是我们的敌人,然而人体内寄生着数以亿万计的微生物,其中的大多数都是有益的,或者说至少是温和的。想象一下,未来可以通过服用这些改造后的益生菌来检测和治疗癌症, 甚至是其他疾病。 我们能够改造细菌,为癌症研究打开了新的天地。      

 

Copyright © 2009-2018 外星探索www.ufo-1.cn 版权所有 关于我们| 法律声明| 免责声明| 隐私条款| 广告服务| 在线投稿| 联系我们| 不良信息举报