日本研究人员开发的一种化学鼻子可以通过分析粪便样本的微生物组来识别某些健康状况。
肠道微生物组反映了几种健康状况和一般健康状况，因此监测其组成的工具为常规观察和快速诊断提供了机会。然而，微生物群落是复杂的系统，由于存在大量的生物标志物，因此压倒了许多现有的诊断技术。
然而，被称为化学鼻子的工具可以寻找生物标记物的模式。“当我们喝东西时，我们不会识别出饮料中所含的每个分子。相反，我们了解几种细胞的反应模式。Shunsuke获利,他来自茨城的国家先进工业科学技术研究所。化学鼻子的工作原理与此相同:“我们了解(来自传感器的)反应模式，因此我们可以检测到多种分析物……并了解复杂的系统。”
由富田和他的同事开发的化学鼻子使用了一组具有两个重要特征的不同聚合物:带电基团与细菌表面的带电膜相互作用，四苯乙烯基团产生荧光信号，通过结合而改变。粪便样本在pH5和pH7下与一种聚合物一起孵育在96孔板中，板阅读器测量每个孔中的荧光信号。来自该阵列的数据为每个样本创建了一个模式，通过将这些模式与已知菌株的模式进行比较，模式识别算法可以识别样本中的细菌组合。重要的是，生成和分析每个样本的大量数据只需要很少的人力投入。他说，这很容易实现自动化。没有复杂的过程，所以我们可以很容易地使用机器人技术，”富田说。
为了测试它们的化学鼻子，研究人员将其应用于模拟与人类肥胖相关的肠道微生物群的关键差异的样本。他们发现，这些样本之间的模式足够明显，可以将样本与不同程度的肥胖联系起来。在进一步的测试中，研究人员使用了小鼠的真实粪便样本，以建立睡眠不足的受试者与休息良好的受试者之间的模式。
“随着人们认识到其影响，能够观察肠道健康和肠道细菌变得越来越重要。”他们研究肠道菌群很酷——这是一个很大的挑战，”评论道威廉Peveler他在英国格拉斯哥大学领导了一个开发生物医学传感设备的小组。“他们可以用这种多部分阵列来挑选单个微生物，甚至是缓冲液中的混合物。”尽管我认为通过粪便观察小鼠健康的部分研究还需要更多的验证，以证明它确实是在测量微生物群。富田承认了下一步的工作:“使用这种基于聚合物的方法，分类准确率并不是100%，所以我们需要改进它，以从微生物组中获得更精确的信息。”
富田补充说，医疗保健并不是微生物组监测的唯一应用:“环境中有很多种微生物组，例如土壤和植物，这些微生物组对改善作物或监测环境很重要。我们相信这个系统可以用于这样的环境微生物群。”
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