Цей сайт управляється компанією або підприємствами, що належать Informa PLC, і всі авторські права належать їм.Зареєстрований офіс Informa PLC: 5 Howick Place, London SW1P 1WG.Зареєстрований в Англії та Уельсі.Номер 8860726.
Дослідницька група Cal Tech на чолі з Вей Гао, професором біомедичної інженерії, розробила переносний датчик, який відстежує рівні метаболітів і поживних речовин у крові людини, аналізуючи її піт.Попередні датчики поту здебільшого націлювалися на сполуки, які з’являються у високих концентраціях, такі як електроліти, глюкоза та лактат.Цей новий є більш чутливим і виявляє сполуки поту в набагато нижчих концентраціях.Він також легший у виготовленні та може бути масовим.
Метою команди є датчик, який дозволить лікарям безперервно контролювати стан пацієнтів із такими захворюваннями, як серцево-судинні захворювання, діабет і захворювання нирок, усі з яких призводять до аномальних рівнів поживних речовин або метаболітів у крові.Пацієнтам було б краще, якби їхній лікар знав більше про їхній особистий стан, а цей метод уникав тестів, які вимагають голок і забору крові.
«Такі переносні датчики поту можуть швидко, безперервно та неінвазивно фіксувати зміни здоров’я на молекулярному рівні», — говорить Гао.«Вони могли б зробити можливим персоналізований моніторинг, ранню діагностику та своєчасне втручання».
Датчик покладається на мікрофлюїдику, яка маніпулює невеликими кількостями рідин, зазвичай через канали шириною менше чверті міліметра.Мікрофлюїдика ідеально підходить для застосування, оскільки вона мінімізує вплив випаровування поту та забруднення шкіри на точність датчика.Коли свіжовиділений піт протікає через мікроканали датчика, він точно вимірює склад поту та фіксує зміни концентрації з часом.
Гао та його колеги кажуть, що до цього часу сенсори на основі мікрофлюїдів виготовляли здебільшого методом літографії та випаровування, що вимагає складних і дорогих процесів виготовлення.Його команда вирішила зробити свої біосенсори з графену, листоподібної форми вуглецю.І датчики на основі графену, і мікрофлюїдичні канали створюються шляхом гравірування пластикових листів за допомогою лазера на вуглекислому газі, пристрою, настільки поширеного, що він доступний для домашніх любителів.
Дослідницька група розробила свій датчик для вимірювання частоти дихання та серцевих скорочень на додаток до рівня сечової кислоти та тирозину.Тирозин був обраний тому, що він може бути індикатором метаболічних розладів, захворювань печінки, харчових розладів і нервово-психічних захворювань.Сечову кислоту було обрано, тому що її підвищений рівень пов’язаний з подагрою, болісним захворюванням суглобів, яке зростає в усьому світі.Подагра виникає, коли високий рівень сечової кислоти в організмі починає кристалізуватися в суглобах, особливо в стопах, викликаючи подразнення та запалення.
Щоб побачити, наскільки добре працюють датчики, дослідники протестували їх на здорових людей і пацієнтів.Щоб перевірити рівень тирозину в поті, на який впливає фізична підготовленість людини, вони використовували дві групи людей: тренованих спортсменів і людей середньої фізичної підготовки.Як і очікувалося, датчики показали нижчий рівень тирозину в поті спортсменів.Щоб перевірити рівень сечової кислоти, дослідники спостерігали за потомством групи здорових людей, які голодували, а також після того, як суб’єкти їли їжу, багату на пурини — сполуки в їжі, які метаболізуються в сечову кислоту.Датчик показав підвищення рівня сечової кислоти після їжі.Команда Гао провела аналогічний тест із пацієнтами з подагрою.Датчик показав, що рівень сечової кислоти у них був набагато вищий, ніж у здорових людей.
Щоб перевірити точність датчиків, дослідники відібрали та перевірили зразки крові пацієнтів із подагрою та здорових людей.Вимірювання датчиками рівня сечової кислоти тісно корелювало з рівнем її в крові.
Гао каже, що висока чутливість датчиків, а також легкість, з якою їх можна виготовити, означають, що згодом вони можуть використовуватися пацієнтами вдома для моніторингу таких захворювань, як подагра, діабет і серцево-судинні захворювання.Наявність точної інформації про стан здоров’я в реальному часі може навіть дозволити пацієнтам коригувати рівень ліків і дієту за потреби.
Час публікації: 12 грудня 2019 р