Sensor, który wykryje stopień napromieniowania ciała w kilka minut
Przypuśćmy, że kilku astronautów znajduje się poza ziemską magnetosferą w trakcie rozbłysku słonecznego. Ukrywają się za odpowiednimi osłonami w statku, ale nie chroni ich to całkowicie przed promieniowaniem jonizującym. Jak zadecydować, który z nich powinien otrzymać pomoc najszybciej?
Najlepiej by było, gdyby załoganci posiadali mały, przenośny biosensor. Pozwoliłby im na wykrycie poziomu napromieniowania organizmu w kilka minut i to tylko na podstawie badań kropli krwi. Czy jest to możliwe? Już wkrótce tak, o czym donosi interdyscyplinarny i międzyuczelniany zespół naukowców na łamach Scientific Reports.
Zdaniem wynalazców, ich czujnik ma służyć do wykrywania osób, które potrzebują natychmiastowej opieki po napromieniowaniu (przykładowo po wypadkach ze źródłami promieniowania jonizującego) i oddzieleniu ich od ludzi, przy których z pomocą można zwlekać. Aktualne metody, polegające na obserwacjach czynności fizjologicznych organizmu albo uszkodzonych chromosomów (chromosomów dwucentrycznych) są czasochłonne. Nowy sensor ma to zmienić, a badania przeprowadzone w laboratorium na myszach świadczą o tym, że nie są to przechwałki konstruktorów.
Jak działa urządzenie? Najważniejsze było określenie biochemicznych wskaźników określających dawkę pochłoniętą. Zespół z Berkeley Lab's Life Sciences Division wskazał aż 250 protein które zmieniają swą koncentrację we krwi po ekspozycji na promieniowanie. W tym samym czasie w laboratoriach Stanford University opracowano technologię przyłączania magnetycznych nanocząstek do odpowiednich białek. Po połączeniu, związek chemiczny jest przyciągany do molekuły odpowiadającej danej proteinie. Molekuła ta utwierdzona jest do magnetorezystywnego biosensora. Kiedy w jego wnętrzu pojawia się białko z magnetyczną nanocząstką, sensor wysyła impuls elektryczny do układu scalonego, który zlicza ilość wykrytych związków danego typu. Chipy tego typu posiadają aż 64 sensory dedykowane różnym białkom. Wystarczy tylko upuścić kroplę krwi...
Wystarczy kilka minut by rozpoznać przyjętą dawkę. Badania przynosiły skutek (na myszach) nawet do siedmiu dni po ekspozycji na promieniowanie jonizujące.
Tego typu urządzenia - niewielkie, poręczne układy elektroniczne - są najprawdopodobniej nie tylko przyszłością misji kosmicznych, ale także ogólnym trendem w światowej medycynie.
Źródło informacji (Lawrence Berkeley National Laboratory)
Szymon Moliński
