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산화질소 및 황화수소와 같은 위장관의 일시적인 분자는 염증의 주요 신호이자 매개체입니다. 반응성이 매우 높고 체내 수명이 매우 짧기 때문에 이러한 분자는 감지하기 어렵습니다. 여기에서 우리는 위장관에서 이러한 분자를 추적하기 위해 유전적으로 조작된 프로바이오틱스 바이오센서를 맞춤 설계된 광검출기 및 판독 칩과 통합하는 소형 장치를 개발합니다. 살아있는 센서1의 분자 특이성을 활용하여 우리는 발광을 생성하여 염증 관련 분자에 반응하도록 박테리아를 유전적으로 암호화했습니다. 장치에 통합된 저전력 전자 판독 회로2는 캡슐화된 박테리아에서 방출되는 빛을 무선 신호로 변환합니다. 우리는 소형 및 대형 동물 모델의 위장관에서 생체 내 바이오센서 모니터링을 시연하고 모든 구성 요소를 섭취와 호환되고 무선 통신을 지원할 수 있는 1.4cm3 미만 폼 팩터에 통합하는 방법을 보여줍니다. 이 장치를 사용하면 염증성 장질환과 같은 질병을 현재보다 조기에 진단할 수 있으며 질병 진행을 보다 정확하게 추적할 수 있습니다. 우리 장치를 사용하여 수명이 짧은 질병 관련 분자를 무선으로 감지하면 환자와 간병인 간의 시기적절한 의사소통은 물론 원격 맞춤 치료도 지원할 수 있습니다.

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