Nieuwe biosensor zet zweet om in elektriciteit

Nieuwe biosensor zet zweet om in elektriciteit

Delen:

Afbeelding: Tokyo University of Science.

Ze schieten als paddenstoelen uit de grond: gadgets die je hartslag, slaappatroon, je maximale zuurstofverbruik (VO₂ max), lichaamsbatterij en een hele resem andere parameters in real-time in kaart brengen. Ook vanuit medisch standpunt bieden zulke biosensors enorm veel potentieel. Alleen: continue metingen vereisen ook continue stroomvoorziening of een herlaadbare batterij. Wat als je zweet, speeksel, of zelfs tranen die energie leveren in de toekomst?

Enzyme-inkt

Het idee om lichaamsvloeistoffen als energiebron te gebruiken speelt al langer. Onderzoekers stelden nu een techniek op punt om zulke sensoren ook op industriële schaal te kunnen produceren. Hoe dat werkt? Door een ingenieuze inkt met als sleutelcomponent een enzyme naar keuze.

Als voorbeeld gebruiken de vorsers het enzyme lactaatoxidase. Dat enzyme zet lactaat, een stof dat je lichaam produceert bij fysieke inspanningen (en onder meer in je zweet terechtkomt), om naar pyruvaat. Bij die omzetting komen elektronen vrij. Door slimme extra ingrediënten toe te voegen aan de inkt, worden die vakkundig opgevangen en overgebracht naar een kathode, wat overeenkomt met de positieve pool van een batterij. In dit geval hebben de wetenschappers die kathode geprint, als onderdeel van de inkt, op een papieren substraatje. De elektronen stromen dan van de kathode naar de anode, wat dan weer de negatieve pool van een batterij voorstelt; ook geprint op een papieren velletje.

Compatibel met bluetooth

Elektronen die van een kathode naar een anode vloeien – dat is elektrische stroom! Opgewekt door zweet! De chemische energie die in het lactaatmolecule zat werd zo omgezet naar elektrische energie. En die stroom blijkt van een grootteorde te zijn waarmee signalen, via een soort laag-energetische bluetooth, naar je telefoon of andere toestellen kunnen worden verstuurd. De hoeveelheid stroom is dan een maat voor de hoeveelheid lactaat in je zweet; en die kan continu, zonder externe batterij of stroomvoorziening, worden opgevolgd.

Massaproductie

Het grote verschil met vorige systemen zit hem in de printtechniek. Voorgaande methodes konden nooit een uniforme laag printen met enzymen omdat ze druppelsgewijs de enzymen moesten aanbrengen. Dat gaat ten koste van de uniformiteit en reproduceerbaarheid. Door het principe van zeefdruk toe te passen omzeilt men nu dat probleem. Zeefdruk maakt gebruik van – je raadt het nooit – een zeef waardoor de inkt wordt gedrukt. Dat maakt massaproductie van de biosensors mogelijk, in één stap en voldoet aan de normen voor gestandaardiseerde fabricage. Het geheim lag hem in de chemische samenstelling voor de inkt: chemische mediators voor het elektronentransport, en een ingenieuze binder.

So what?

In de toekomst zou dit kunnen betekenen dat de gezondheid van chronisch zieke patiënten of senioren opgevolgd kan worden, zonder invasieve bloedstalen én gevoed door hun eigen lichaam. Ook postoperatieve monitoring zou veel nauwkeuriger en comfortabeler kunnen gebeuren. Tevens zal je je sportieve activiteiten kunnen tracken zonder dat daarbij een batterij aan te pas komt. Door een reeks variaties te implementeren in de inkt kunnen potentieel een veelvoud aan metabolieten, hormonen en andere lichaamsstoffen getrackt worden. Tegen 2030 zou de techniek klaar zijn voor het grote publiek.

Delen:

Muizen die eerder met een spoelworm werden geïnfecteerd, reageren minder heftig op een gevaarlijk griepvirus. Wat kunnen we daaruit leren?

Van een eenvoudig prikje tot een heuse operatie: doneren kan op meer manieren dan je denkt. Maar wat kan je eigenlijk allemaal afstaan, en hoe gaat dat in zijn werk?

Een doktersafspraak inplannen, je medisch dossier inkijken, of die onverklaarbare hoestsymptomen eens opzoeken: we beheren onze eigen gezondheidszorg steeds meer online. Toch als je daar de middelen, digitale en taalvaardigheden toe hebt. Want wat als die digitalisering net een muur vormt tussen jou en je hulpverlener?

De boevengildes zitten nooit stil, maar de mensen die jacht op hen maken gelukkig ook niet. De forensische wetenschap maakt overuren en komt onder meer met celisolerende lasers, eiwitidentificatie en de bestudering van genen die pas na de dood actief worden. Zo komen verkrachters en moordenaars steeds vaker van een koude kermis thuis.

In een bloedstaal zitten miljoenen cellen, elk met hun eigen kenmerken en functie. Door met behulp van licht al die cellen één voor één te analyseren, kunnen we patronen ontdekken die artsen helpen om ziektes sneller en beter te herkennen.

Ben jij altijd rond dezelfde periode verkouden, of heb je vooral last van je neus na het maaien van je gazon? Christine Breynaert, allergoloog aan KU Leuven, legt uit hoe je het verschil kan herkennen tussen een verkoudheid en een allergie.

Dit is een artikel van: Universiteit van Vlaanderen

Sinds 12 augustus is de samenstelling van je beker afhaalkoffie veranderd. Sinds die dag trad namelijk een Europees verbod op pfas in voedselverpakkingen in werking voor afhaalbakjes, koffiebekers en andere materialen die met voedsel in contact komen.

Volgens het Departement Zorg heeft een besmetting met het westnijlvirus in Vlaanderen het leven gekost aan twee mensen. Het gaat om personen die behoorden tot een risicogroep voor een ernstig ziekteverloop. Wat moet u weten over deze door muggen overgedragen ziekte?

Dit is een artikel van: Scientific American

Onderzoekers van de TU Delft bootsen de unieke verbinding tussen botten en pezen in het menselijk lichaam nauwkeurig na.

En blijf op de hoogte van de laatste inzichten in wetenschap en technologie.

Nieuwsbrieven