可穿戴式微型酿酒厂可以拯救人体免受辐射伤害

酵母产生啤酒和面包的方式可以帮助医院实验室工作人员更好地跟踪他们的日常辐射照射，从而更快地评估可能导致癌症的组织损伤。

但普渡大学的研究人员并没有建造便携式酒窖或烤箱，而是在由冷冻纸，铝和胶带制成的一次性徽章中设计酵母“微酿酒厂”。简单地添加一滴水激活酵母以显示电子设备读取的辐射暴露。

在商业层面上，读出设备有一天可能是平板电脑或手机。该徽章还可以在未来适应核电厂工人和核灾害的受害者。

普渡大学电子与计算机工程学院的博士后研究员Manuel Ochoa说：“当你在实验室里时，你会使用徽章，并在通过将其插入设备检查曝光后再回收它。”

放射工作人员在获得患者图像(例如X射线)时经常暴露于低剂量的辐射。虽然保护装置在很大程度上使工人处于安全的辐射照射范围内，但吸收一点点仍然是不可避免的。

辐射剂量超过规定的指导方针会对癌症，白内障，皮肤刺激或甲状腺疾病等疾病的发展构成风险。

普渡大学电气和计算机工程教授巴巴克齐亚说：“目前，放射工作人员必须在身体的各个部位佩戴称为剂量计的徽章，以监测他们的辐射照射。”“他们戴着徽章一两个月，然后他们把它们送到制造它们的公司。但是公司需要几周的时间才能读取数据并将报告发回医院。我们的报告很快更低的花费。”

徽章的成功在于酵母对辐射的快速和可测量的响应：辐射剂量越高，死亡的酵母细胞的百分比越高。润湿徽章会激活仍然活着的细胞，以便摄取葡萄糖并释放二氧化碳 - 同样的发酵过程负责酿造啤酒和制作面包。

当二氧化碳在表面起泡时，离子也会形成。这些离子的浓度增加了酵母的电导率，这可以通过将徽章连接到读出系统来测量。

“我们利用酵母电性质的变化来告诉我们它所引起的辐射损伤程度。随着时间的推移电导率的缓慢下降表明损害更大，”Purdue电气和计算机工程博士后研究员Rahim Rahimi说。

来自读出系统的数字转换为rads-职业安全和健康管理局等实体使用的单位，用于指定人体组织可以安全吸收多少辐射的限制。例如，整个身体的皮肤在三个月内不应暴露于超过7.5弧度。

研究人员可以检测到酵母徽章中的辐射剂量低至1毫拉德，这与目前的商业徽章相当。

已知酵母在遗传上与人体组织相似。因此，来自徽章的数据可以为将来关于辐射损害如何发生在人类DNA和蛋白质上的工作提供信息。

“对于酵母来说，辐射似乎主要影响细胞膜和线粒体的细胞壁，”奥乔亚说。“既然生物学家已经熟悉酵母，那么我们就更有可能了解是什么导致了有机物质中辐射的生物效应。”

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