Immagina di indossare un dispositivo che analizza continuamente il tuo sudore o il sangue per diversi tipi di biomarcatori, come le proteine ​​che mostrano che potresti avere il cancro al seno o ai polmoni.

Gli ingegneri di Rutgers hanno inventato la tecnologia dei biosensori, nota come lab on a chip, che potrebbe essere utilizzata in dispositivi portatili o indossabili per monitorare la salute e l'esposizione a batteri pericolosi, virus e inquinanti.

"Questo è molto importante nel contesto della medicina personalizzata o del monitoraggio sanitario personalizzato, " ha detto Mehdi Javanmard, un assistente professore presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica presso la Rutgers University-New Brunswick. "La nostra tecnologia consente veri laboratori sui chip. Stiamo parlando di piattaforme delle dimensioni di un'unità flash USB o qualcosa che può essere integrato su un Apple Watch, Per esempio, o un Fitbit."

Uno studio che descrive l'invenzione è stato recentemente evidenziato sulla copertina di Laboratorio su un chip , una rivista pubblicata dalla Royal Society of Chemistry.

La tecnologia, che coinvolge microparticelle di codici a barre elettronicamente, dando loro un codice a barre che li identifica, potrebbe essere utilizzato per testare gli indicatori di salute e malattia, batteri e virus, insieme all'aria e ad altri contaminanti, disse Javanmard, autore senior dello studio.

Negli ultimi decenni, la ricerca sui biomarcatori - indicatori di salute e malattia come proteine ​​o molecole di DNA - ha rivelato la natura complessa dei meccanismi molecolari alla base delle malattie umane. Ciò ha accresciuto l'importanza di testare contemporaneamente i fluidi corporei per numerosi biomarcatori, lo studio dice.

"Un biomarcatore è spesso insufficiente per individuare una malattia specifica a causa della natura eterogenea di vari tipi di malattie, come malattie cardiache, cancro e malattie infiammatorie, " disse Javanmard, che lavora presso la Facoltà di Ingegneria. "Per ottenere una diagnosi accurata e una gestione accurata delle varie condizioni di salute, devi essere in grado di analizzare più biomarcatori contemporaneamente."

I biomarcatori ben noti includono l'antigene prostatico specifico (PSA), una proteina generata dalle cellule della ghiandola prostatica. Gli uomini con cancro alla prostata hanno spesso livelli elevati di PSA, secondo il National Cancer Institute. L'ormone della gonadotropina corionica umana (hCG), un altro biomarcatore comune, viene misurato in kit di test di gravidanza a casa.

Gli strumenti ottici ingombranti sono la tecnologia all'avanguardia per il rilevamento e la misurazione di biomarcatori, ma sono troppo grandi per essere indossati o aggiunti a un dispositivo portatile, disse Javanmard.

Il rilevamento elettronico delle microparticelle consente strumenti ultracompatti necessari per i dispositivi indossabili. La tecnica dei ricercatori Rutgers per il codice a barre delle particelle è, per la prima volta, completamente elettronico. Ciò consente di ridurre i biosensori alle dimensioni di una fascia indossabile o di un microchip, lo studio dice.

La tecnologia ha un'accuratezza superiore al 95% nell'identificazione dei biomarcatori ed è in corso una messa a punto per renderla accurata al 100%, Egli ha detto. Il team di Javanmard sta anche lavorando al rilevamento portatile di microrganismi, compresi batteri e virus che causano malattie.

"Immaginate un piccolo strumento in grado di analizzare un campione di tampone di ciò che è sulla maniglia della porta di un bagno o della porta d'ingresso e rilevare l'influenza o una vasta gamma di altre particelle virali, " ha detto. "Immagina di ordinare un'insalata in un ristorante e testarla per i batteri di E. coli o Salmonella".

Questo tipo di strumento potrebbe essere disponibile in commercio entro circa due anni, e gli strumenti diagnostici e di monitoraggio della salute potrebbero essere disponibili entro circa cinque anni, ha detto Javanmard.