Tänk dig att bära en enhet som kontinuerligt analyserar din svett eller blod för olika typer av biomarkörer, till exempel proteiner som visar att du kan ha bröstcancer eller lungcancer.

Rutgers ingenjörer har uppfunnit biosensorteknologi - känd som ett labb på ett chip - som kan användas i handhållna eller bärbara enheter för att övervaka din hälsa och exponering för farliga bakterier, virus och föroreningar.

"Detta är verkligen viktigt i samband med personlig medicin eller personlig hälsoövervakning, "sa Mehdi Javanmard, en biträdande professor vid Institutionen för el- och datateknik vid Rutgers University-New Brunswick. "Vår teknik möjliggör sanna labb på chips. Vi pratar om plattformar på storleken på ett USB -minne eller något som kan integreras i en Apple Watch, till exempel, eller en Fitbit. "

En studie som beskriver uppfinningen lyftes nyligen fram på omslaget till Lab on a Chip , en tidskrift publicerad av Royal Society of Chemistry.

Teknologin, som innefattar elektronisk streckkodning av mikropartiklar, ge dem en streckkod som identifierar dem, kan användas för att testa hälso- och sjukdomsindikatorer, bakterier och virus, tillsammans med luft och andra föroreningar, sa Javanmard, senior författare till studien.

Under de senaste decennierna har forskning om biomarkörer - indikatorer på hälsa och sjukdomar som proteiner eller DNA -molekyler - har avslöjat komplexiteten hos de molekylära mekanismerna bakom mänsklig sjukdom. Det har ökat vikten av att testa kroppsvätskor för många biomarkörer samtidigt, säger studien.

"En biomarkör är ofta otillräcklig för att identifiera en specifik sjukdom på grund av den heterogena karaktären hos olika typer av sjukdomar, såsom hjärtsjukdom, cancer och inflammatorisk sjukdom, "sa Javanmard, som arbetar på tekniska högskolan. "För att få en korrekt diagnos och korrekt hantering av olika hälsotillstånd, du måste kunna analysera flera biomarkörer samtidigt. "

Välkända biomarkörer inkluderar prostataspecifikt antigen (PSA), ett protein som genereras av prostatakörtelceller. Män med prostatacancer har ofta förhöjda PSA -nivåer, enligt National Cancer Institute. Det humana koriongonadotropin (hCG) hormonet, en annan vanlig biomarkör, mäts i hem graviditetstest kit.

Skrymmande optiska instrument är den senaste tekniken för att upptäcka och mäta biomarkörer, men de är för stora för att bäras eller läggas till en bärbar enhet, Sa Javanmard.

Elektronisk detektion av mikropartiklar möjliggör ultrakompakta instrument som behövs för bärbara enheter. Rutgers forskares teknik för streckkodning av partiklar är, för första gången, helt elektronisk. Det gör att biosensorer kan krympa till storleken på ett bärbart band eller ett mikrochip, säger studien.

Tekniken är mer än 95 procent korrekt för att identifiera biomarkörer och finjustering pågår för att göra den 100 procent korrekt, han sa. Javanmards team arbetar också med bärbar upptäckt av mikroorganismer, inklusive sjukdomsframkallande bakterier och virus.

"Tänk dig ett litet verktyg som kan analysera ett provprov av vad som finns på dörrhandtaget till ett badrum eller ytterdörr och upptäcka influensa eller en mängd andra viruspartiklar, "sa han." Tänk dig att beställa en sallad på en restaurang och testa den för E. coli eller Salmonella -bakterier. "

Den typen av verktyg kan vara kommersiellt tillgängliga inom cirka två år, och hälsoövervaknings- och diagnostiska verktyg kan finnas tillgängliga inom cirka fem år, Sa Javanmard.