皮下ナノセンサー 07.11.2013

一酸化窒素 (NO) は、生きている細胞で最も重要な分子の XNUMX つです。 細胞内および細胞間でシグナルを伝達し、免疫系の働きを調整します。 多くのがん細胞は異常なレベルの一酸化窒素を持っていますが、科学者はこのガスがどのように機能するかを正確に知りません. したがって、彼らによると、癌の進行における一酸化窒素の役割は非常に議論の余地があり、科学者はその過程を理解するための新しいツールを必要としています.

マサチューセッツ工科大学の研究者は、体内の一酸化窒素レベルをリアルタイムで測定する新しいツールを開発しました。 エンジニアによって設計されたセンサーは、体内 (皮膚の下) に XNUMX 年以上埋め込むことができ、炎症のプロセス (NO が生成されるプロセス) を制御できます。

この研究は、ナノセンサーが体内で長期間直接使用できることを初めて証明したものです。 カーボンナノチューブで作られたセンサーは、とりわけ、グルコースなどの他の分子を検出するために使用されることが期待されています。 すでに、研究者チームは、血液サンプルを採取する必要なく糖とインスリンのレベルを監視する、糖尿病患者向けのセンサーに取り組んでいます。

科学者たちは、厚さ XNUMX ナノメートルのカーボン ナノチューブをセンサーの製造に有望と考えています。 マサチューセッツ工科大学の研究者は最近、過酸化水素やサリンを含むさまざまな分子用のカーボン チューブ センサーを開発しました。 このようなセンサーは、カーボン ナノチューブの蛍光を使用します。ナノチューブが特定の分子に結合すると、明るくなったり暗くなったりします。

新しい研究では、研究者はナノチューブを修正して、XNUMX つの異なるタイプのセンサーを作成しました。

センサーの性能を向上させるために、科学者は生体適合性ポリマー (ポリエチレングリコール) を使用しました。これは、粒子が血流中でくっつくのを防ぎます。 マウスでの実験では、この場合、粒子は損傷を与えることなく肺と心臓を通過できることが示されています。 ほとんどの粒子は肝臓に蓄積し、そこで NO レベルを監視するために使用されます。 同時に、研究者は、これまで肝臓のみを研究してきたが、粒子が血液中に残っていることを確認した. これは、ナノ粒子の助けを借りて体のさまざまな領域を研究できることを意味します。

体内に長期滞留するセンサーは、アルギン酸ゲル（藻類由来のポリマー）に埋め込まれたナノチューブで構成されています。 マウスの皮下に移植した後、ゲルは所定の位置に留まり、400日間機能しました。 しかし、研究者たちは、センサーの寿命を延ばすことができると示唆しています。 将来的には、このようなセンサーは、がんやその他の炎症性疾患を監視したり、人工股関節やその他の埋め込みデバイスを装着した患者の免疫反応を検出したりするのに役立つでしょう。

科学者たちは現在、この技術をグルコース検出に適応させることに取り組んでいます。 ナノチューブは、血糖値を測定するための電気化学センサーに取って代わると考えられていますが、これは長期間機能せず、電極が皮膚の下に浸透するため、感染のリスクも高まります。 しかし、新しいセンサーはリアルタイムで血糖値を測定し、それに接続されたインスリンポンプが適切な量のホルモンを供給します。