In de ban van de ring
Realtime informatie over je hartslag, zuurstofsaturatie in je bloed en je slaapritme. We kennen het al van de smartwatch. Maar er komt een nieuwe generatie draagbare biosensoren aan: continue meting van je stress- en hormoonspiegel, je vruchtbaarheid op dat moment… En dit allemaal in de vorm van een onopvallende ring.
 |
Interessant is vast te stellen of dit systeem geschikt is voor alle mensen. Word je door deze informatie gelukkiger? Is het misschien een systeem om je latente hypochondrische gevoelens aan de wakkeren of bestaande hopeloos te versterken? De tijd en ervaring zal het leren. |
Er moet nog een hoop aan biometrische sensortechnologie worden gesleuteld.
Van links naar rechts Dr. Menno Prins, Dr. Filipe Cardozo en Dr. Arthur de Jong.
De jaren negentig: Het waren ook de hoogtijdagen van de zogenaamde ‘point-of-care’ sensoren: dat zijn biosensoren die een bepaalde stof maar één keer meten. Onderzoeker Menno Prins van de Technische Universiteit Eindhoven begon zijn carrière met point-of-care sensoren. Eén monster, één antwoord. Maar kon dat niet beter? Tien jaar geleden is hij daarom overgestapt naar continue biosensoren.
Filipe Cardoso, onderzoeker aan de Technische Universiteit Delft: Met point-of-care sensoren kun je een stof meerdere keren per dag meten en dan steeds die waarde vergelijken met een standaard, om te zien of je nog in de veilige zone zit. De toekomst ligt open voor zijn veelzijdige broertje: de continue biosensor.
Verschillen tussen point-of-care en continue biosensoren
Prins werkt aan een specifieke technologie die zijn onderzoeksgroep ‘biosensing by particle motion’ noemt. Deze biosensor werkt door het detecteren van de beweging van deeltjes. Onze methode is optisch: de deeltjes verstrooien het licht, en dat kunnen we zien onder een microscoop. We kijken dan naar de bewegingen van honderden of duizenden deeltjes tegelijk. Ze botsen tegen het oppervlak van de sensor, binden eraan, laten weer los, enzovoort. Hoe die bewegingen veranderen door de tijd, is een maat voor de concentratie van de stof. In de biosensor zit dus een heuse microscoop. Uiteindelijk willen we dat het op het lichaam gedragen worden als wearable.
Ook Prins’ collega aan de Technische Universiteit Eindhoven, Arthur de Jong, werkt aan biosensoren met kleine microscopen. De deeltjes die we meten zijn vrij groot ten opzichte van een molecuul. Je hebt dus maar zo’n tien keer vergroting en een LED-lampje nodig. Een werkende sensor maken is niet zo moeilijk. Moeilijker is het om de sensor werkend te houden. Mijn groep ontwikkelt speciale coatings van polymeren, die zorgen ervoor dat andere eiwitten minder snel aan het sensoroppervlak binden.
De truc is om het oppervlak van je sensor te bekleden met een stof waaraan de deeltjes vastklikken Zo’n stof wordt een binder genoemd. De bekendste binders zijn antilichamen, gewoon te vinden in het lichaam van mens en dier. Tegenwoordig kweken bedrijven antilichamen in het lab. Wij onderzoekers bestellen gewoon bij hen wat we nodig hebben.”
Maar er is een probleem dat opgelost moet worden. Pas als je een fluctuerend signaal goed kan volgen, ben je continu aan het meten.
In dit onderzoek is een storende factor, namelijk zweet. Zweet is geen constante factor.
Continue biosensor gebaseerd op deeltjesbeweging. Een groene LED beschijnt de deeltjes. Een camera daarboven neemt videobeelden op van de deeltjes. Op het computerscherm zijn de camerabeelden zichtbaar. De deeltjes zijn heel klein: 1 micrometer.
Menno Prins
Gelukkig is er bloed. Temperatuur, zoutgehalten, pH-waarde, en andere zaken die in zweet sterk variëren, zijn allemaal vrij stabiel in bloed. Tot heel recent was het bloed de enige omgeving waarin we betrouwbaar konden meten met een continue biosensor, zegt Cardoso. “We weten daarom een hoop over hoe concentraties in het bloed veranderen. We hebben zo’n dertig of veertig jaar aan informatie daarover verzameld over de hele populatie. Het bloed is daarom onze standaard. En een goede standaard bovendien: alle andere vloeistoffen, zoals zweet, komen uiteindelijk van het bloed. In theorie kunnen we concentraties in zweet dus terugrekenen naar concentraties in bloed.”
AI interpreteert zweet in al haar samenstellingen!
Theorie en praktijk liggen echter nog ver uit elkaar. Cardoso: Je kunt een aantal verschillende dingen tegelijk meten. Zoals het stresshormoon cortisol, maar ook pH en andere parameters. Dan kun je groeperingen maken om te zien hoe die met elkaar samenhangen. Je interpreteert alle factoren tegelijk.
Sommige mensen zien hier een rol in weggelegd voor machine learning. Een artificiële intelligentie zou kunnen leren om patronen te zien in alle gelijktijdige metingen. Maar waar moet al die data worden opgeslagen? Hoe zit het met de privacy van de consument? En van wie is die data eigenlijk?
13 mei 2025 Auteur Imke Smeets
