Minyatür biyosensörler dünyanın en fakir köşelerini nasıl aydınlatabilir?
Görüntü kaynağı @Visual China
Metin | Beyin Kutupsal Gövdesi
Bir damla ter veya kanla, insan vücudunun bir düzineden fazla sağlık göstergesini ölçebilir veya kanser gibi büyük ve orta büyüklükteki hastalıkları önceden tahmin edebilirsiniz.Böyle neredeyse non-invaziv bir tıbbi test hizmetinin değeri sizce ne kadar olmalıdır?
Cevap, ya sadece bir dizi özel teftiş için özel ekipmanla hastaneye gidebilir ya da bir dizi invazif olmayan test ekipmanı satın almak için yüzlerce dolar harcayabilirsiniz.
En yaygın ve en sık kan şekeri testi açısından, şu anda çeşitli ülkelerde tıbbi kurumlar aracılığıyla satılan non-invaziv kan şekeri ölçüm terminalleri birkaç bin yuan'den fazla satılmaktadır ve bunların çoğu yalnızca Amerika Birleşik Devletleri, İsrail ve diğer bölgelerde satılmaktadır.
Size birisinin dünyadaki en fakir insanlara ücretsiz olarak hastalık taraması yapmalarına yardımcı olmak için biyosensörler kullandığını söylerseniz, kulağa önceden planlanmış gibi geliyor?
Bugün teknolojik "hayalet hikayemiz" Afrika'nın en fakir köylerinden başlayacak.
Dünyanın Üzüntüsü: İyileşmeyi Bekleyen Çorak Bir Ülke
Hepimizin bildiği gibi, Afrika'nın bu ülkesi her zaman sıtma gibi bulaşıcı hastalıklardan muzdarip olmuştur. Bu nedenle, sıtma ilaçları ve sağlık personeli her zaman ülkelerin orijinal Afrika tıbbi projelerinin odak noktası olmuştur.
Ancak dünyadaki en tehlikeli bulaşıcı hastalıklardan biri olarak Afrika'nın ücra bölgelerinde zamanında sıtma teşhisi yapmak gerçekçi değil.
Bu nedenle, Glasgow Üniversitesi'nden bir biyomühendis olan Jonathan Cooper, hastalıkları hızlı ve doğru bir şekilde tespit etmek için yeni ortaya çıkan bir biyosensör yarattı.
Bu biyosensör, kanla kaplı, balmumu (kan akışını kontrol etmek için) ve spesifik kimyasallarla (kanı teste hazırlamak için) kaplı özel bir kağıt parçasıdır.
Kağıt daha sonra belirli bir şekilde katlanır ve sıtma parazitinin varlığını tespit edebilen küçük bir test şeridinin yanına yerleştirilir.
Daha sonra, tüm bu test bileşimleri film ile kapatıldı ve 45 dakika süreyle sıcak bir plaka üzerine yerleştirildi. Sıcaklık yükseldikçe, sıtma paraziti ile enfekte olan DNA tekrar tekrar kopyalanacak ve bu da tespit edilmesini kolaylaştıracaktır.
Parazitlerin varlığı tespit edilirse, test şeridi iki kırmızı şerit gösterecektir. Değilse, yalnızca bir bant görüntülenecektir.
Deney, Uganda'nın St. Kizito ve Mayuge bölgelerinde yaşayan 6-14 yaş arası 67 çocuğu test etti. Sonuçlar, origami'nin sıtmayı tespit etme doğruluğunun% 98 olduğunu kanıtladı ve bu, yerel tıp ekibi tarafından kullanılan diğer yöntemlerden daha iyi. Şu anda, Uganda Sağlık Bakanlığı personeli, cihazın kırsal alanlarda yaygın olarak kullanılmasını düşünmeye başladı.
Biyosensör nedir?
Burada biraz daha fazla şey söylemek gerekiyor: Biyosensörler neden hassas aletlerle karşılaştırılabilir tanı koymak için invazif olmayan veya minimal invaziv yöntemler kullanabilir ve bu nasıl çalışır?
Çeşitli biyosensörlerin ortak bir mekanizma ve yapısı vardır, yani: biyolojik aktiviteyi, yani biyofilmi tanıyabilen bir malzeme ve biyolojik aktivite sinyallerini elektrik sinyallerine dönüştürebilen bir dönüştürücü. Bu ikisi, çeşitli biyosensör analiz cihazları ve cihazları oluşturmak için modern üretim teknolojisi tarafından yeniden işlenir.
Hayvan ve bitki hücrelerinden, antikorlardan, kandan ve diğer materyallerden DNA ve diğer anahtar faktörleri çıkarabilir ve daha sonra bilgiyi insanların anlayabileceği içeriğe (belirli bir hastalıktan muzdarip olup olmadıkları, içeriğin anormal olup olmadığı gibi) dönüştürebilir ve karar verme için bir temel oluşturabilirler.
Ayrıca, basit ve kullanımı kolay, geleneksel enzimatik analizler kadar pahalı ve külfetli olmayan bazı "doğuştan gurur" avantajlarına sahiptir; hızlı analiz hızı, genellikle bir dakika içinde test sonuçlarını alabilir; yüksek doğruluk, nispeten ideal olarak Hata% 1'e ulaşabilir; maliyeti düşüktür ve her ölçüm yalnızca birkaç kuruşa mal olur.
İyi yaşamak ve pahalı değil, biyosensörlerin tıp alanında giderek daha fazla görünmesini sağladı. Ancak sıradan insanların iletişime geçmesi kolay değil.
Şu anda biyosensörler, kanser karşıtı ilaçların etki mekanizmasını tespit etmek veya ordudaki bakteri ve virüsleri izlemek için kullanılıyor ve ayrıca DNA tanımlama ve babalık sertifikası gibi projelerde de yer alıyor. Her iki durumda da, çoğu sıradan insan için asla karşılanmayacak.
Örneğin, 2000 yılında Amerika Birleşik Devletleri, Staphylococcus hornetus enterotoksin B, risin, Tulaflex ve botulinum dahil olmak üzere dört çeşit biyolojik savaş ajanını tespit edebilen bir immünosensör geliştirdi.
Ancak her zaman yoksulluk ve ıstırap içinde doğan bazı bölgeler ve insanlar vardır. Onlar için biyosensörlerin ortaya çıkması, hayatları sudan ve ateşten kurtaran optimal bir çözümdür.
Bardağı taşıran son damla?
Öyleyse, biyosensörlerin geri kalmış alanlarda kullanılma yolları nelerdir? Birkaç pratik durum aracılığıyla anlamak isteyebilirsiniz.
Sıtmaya ek olarak, Afrika halkını rahatsız eden ciddi içme suyu kirliliği de var. Dünya Sağlık Örgütü'nün istatistiklerine göre her yıl 1,8 milyon kişi hastalıktan ölüyor ve bu ölümlerin% 90'ı 5 yaşın altındaki çocuklar.
Bu nedenle, içme suyu güvenliğini iyileştirmenin birincil görevi, içme suyunun biyolojik kirliliğini izlemek için hızlı, kullanımı kolay, ucuz ve yüksek hassasiyetli bir yöntem bulmaktır.
Bu nedenle, Zambiya Üniversitesi ve diğer kurumlarla birlikte British Geological Survey, İngiliz CTG şirketi tarafından geliştirilen bir triptofan sensörünü benimsedi - bir atık su göstergesi.Atık su göstergesi olan flüoresan ajan, sığ yeraltı sularının triptofan içeriğini hızlı bir şekilde tespit edebilir, böylece doğrudan Sudaki bakteriyel kontaminasyon derecesini belirleyin.
Bu sensör reaktif gerektirmez ve çok ucuzdur Kasabadaki düzinelerce su kuyusunu hızlı bir şekilde ölçebilir, saatte altı farklı su kaynağını test edebilir ve hızlı bir şekilde yeraltı suyu kalitesi haritalarının çizilmesine yardımcı olabilir. Hindistan'da da uygulanmıştır.
Sıtma gibi, mevcut teşhis teknolojisi hala güncelliğini yitirmiş durumda ve tüberküloz, onlarca yıl önce geliştirilen "balgam kültürü yöntemini" hala kullanıyor.
Bu yöntem genellikle yanlış negatiflere ve diğer yanlış sonuçlara yol açmakla kalmaz, aynı zamanda bazen CT veya X-ray gibi gelişmiş görüntüleme tanı ekipmanlarıyla bile doktorların hastanın tüberküloz sürecini doğru bir şekilde yargılaması zordur.
Birleşik Krallık'taki Londra Hijyen ve Tropikal Hastalıklar Enstitüsü'nden araştırmacılar, hastaları yerinde tüberküloz açısından test edebilen yeni bir nano biyosensör türü geliştirdiler. Bu test cihazının maliyeti çok düşüktür ve Güneydoğu Asya'da ve yüksek tüberküloz vakalarının görüldüğü diğer bölgelerde popüler hale gelmiştir.
Buna ek olarak, Britanya Ulusal Sağlık Servisi (Britanya Ulusal Sağlık Servisi), kanser hastaları dahil 3000 denek içeren akciğer kanserini teşhis etmek için Owlstone sensörlerini kullanan bir klinik araştırmayı finanse etti.
Bu tür bir sensör bir cep telefonunun SIM kartına dönüştürülür, deneklerin sadece hava üflemesi yeterlidir ve kokudaki moleküller sensör tarafından iyonize edilir (onları şarj eder) ve ardından elektrik akımına bağlanır, bu hastalıkla ilgili olabilir. Kimyasal madde çipteki özel kanala hareket eder ve tespit edilir.
Bu tür sensörler ayrıca kolorektal kanser ve irritabl bağırsak sendromu gibi diğer hastalıkları tespit etmek için de kullanılabilir.
Neden "bedava öğle yemeği"?
Biyosensörlerin avantajları açıktır. Ancak bazı insanlar sorabilir, neden bu kadar güçlü bir teknoloji sadece "para kaybediyor" ve yoksul kırsal bölgelere koşuyor? Bunun arkasındaki sebep muhtemelen "para çok sıcak" değil, başka bir şeydir.
Bazı siyasi komplo teorilerini bir kenara bırakırsak, uygulama senaryoları açısından bakteri ve virüs tespit yöntemlerinin geri kalmış alanlarda yükseltilmesinin aciliyeti açıkça daha yüksektir.
Daha iyi ekonomik kalkınmaya sahip çoğu ülke, kentleşmeyi tamamlamış ve standart bir bulaşıcı hastalık yönetim sistemi kurmuştur.Bu, hastalıkların önlenmesinin anahtarıdır ve aynı zamanda geri kalmış bölgelerde mevcut olmayan bir ön koşuldur.
Tarihte kolera ve kızamık gibi felaketle sonuçlanan birçok salgın hastalığa karşılık gelen mikroplar veya virüsler neden oldu. Küresel entegrasyon bağlamında, gelişmemiş alanların patojenik mikroorganizmaların enfeksiyonunu teşhis etmesine ve kontrol etmesine yardımcı olmak doğal olarak bir hayır meselesidir ve geniş sosyal değerdir.
Buna ek olarak, birçok biyosensör uzun süredir geliştirilmemiştir ve etkilerinin kararlılığı görülecektir.İleri ülkelerde farmasötik aletlerin piyasaya sürülmesine yönelik inceleme süreci çok uzundur ve genellikle birkaç yıl sürer ve birden fazla klinik denemenin tamamlanması gerekir.
Modern şehirlerde karşılık gelen konuları bulmak sadece pahalı değil, aynı zamanda teknik kusurlar nedeniyle hastalar arasında memnuniyetsizliğe de neden olabilir. Buna karşılık, yoksulluk ve hastalıkla boğuşan geri kalmış alanlar, kitlelerin kabulü ve toleransı çok daha yüksektir ve bu da en son teknolojilerin uygulanmasına daha elverişlidir.
Elbette bu, şirketlerin ve tıbbi kurumların "çok aptal paraya" sahip oldukları veya insanların vergilerini "aşkı göstermek" için para yaymak için kullandıkları anlamına gelmez. Aslında, ana akım ülkelerde tıbbi teknoloji araştırma ve geliştirme, sağlam bir endüstriyel mekanizma oluşturmuştur.
Örneğin, yukarıda bahsedilen Afrika içme suyu testi projesi, Ulusal Çevresel Araştırma Konseyi (NERC), Ekonomik ve Sosyal Araştırma Konseyi (ESRC) ve Birleşik Krallık Uluslararası Kalkınma Departmanı (DFID) tarafından ortaklaşa finanse edildi. Bu sensörün geliştirilmesi ve kullanımı daha sonra ham suyun kalitesini izlemek için İngiliz su endüstrisindeki gerçek zamanlı telemetri teknolojisine uygulanacaktır.
Ticari uygulama değeri geri beslenebildiğinde, kamu refahı teşebbüslerinin sürdürülebilir bir denge bulması doğal olarak daha kolaydır.
Biyosensör bir Kochi laboratuvarında doğmuş olmasına rağmen, aynı zamanda çok taban çalışması yapıyor. Belki de bir teknoloji temeldeki insanlara yardım etme ve onları rahatlatma yeteneğine sahip olduğunda, her şeyi yapma yeteneğine sahiptir.
Daha heyecan verici içerik için Titanium Media WeChat ID'yi (ID: taimeiti) takip edin veya Titanium Media Uygulamasını indirin
