自供电可摄入传感器为肠道研究开辟了新途径

工程研究人员开发了一种无电池、药丸状可摄入生物传感系统，旨在对肠道环境进行持续监测。它使科学家能够实时监测肠道代谢物，这在以前是不可能的。这种技术整合的壮举可以开启对肠道代谢物组成的新认识，这对人类的整体健康有重大影响。

这项工作由加州大学圣地亚哥分校的工程师领导，发表在《自然通讯》杂志 12 月号上。

可摄入的生物燃料驱动传感器有助于原位进入小肠，使葡萄糖监测更容易，同时产生连续的结果。这些测量值是跟踪整体胃肠道健康的重要组成部分，是研究营养、诊断和治疗各种疾病、预防肥胖等的主要因素。

“在我们的实验中，无电池生物传感器技术在摄入后 14 小时内持续监测猪小肠中的葡萄糖水平，每五秒进行一次测量，持续两到五个小时，”纳米工程研究生 Ernesto De La Paz Andres 说。加州大学圣地亚哥分校和该论文的共同第一作者之一。“我们的下一步是将药丸的尺寸从目前的 2.6 厘米长度减小，以便人类受试者更容易吞咽。”

直接监测小肠内部的旧方法可能会给患者带来极大的不适，同时只能生成持续变化的环境的单一短数据记录。相比之下，这种生物传感器可以随时间访问连续的数据读数。该平台还可用于开发研究小肠微生物组的新方法。“智能药丸”方法可能会导致更简单、更便宜的小肠监测方法，这可能会在未来节省大量成本。

“目前，对胃和肠道内的液体进行采样的方法是进行内窥镜检查，医生将一根导管插入您的喉咙并进入您的胃肠道，”加州大学电气和计算机工程教授 Patrick Mercier 说。领导团队的圣地亚哥与纳米工程教授 Joseph Wang。

Wang 和 Mercier 共同指导加州大学圣地亚哥分校可穿戴传感器中心。“通过将我实验室的超低功耗电路和无线技术与加州大学圣地亚哥分校纳米工程教授 Joseph Wang 的葡萄糖动力燃料电池和尖端电化学传感技术相结合，我们有机会创造新的理解方式小肠中发生了什么，”Mercier 说。

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