Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Senzor potu s otvormi v tvare molekúl deteguje viac metabolitov

Senzor potu s otvormi v tvare molekúl deteguje viac metabolitov
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
17. 8. 2022
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Hoci v súčasnosti existuje niekoľko senzorov, ktoré sa nosia na koži a ktoré identifikujú metabolity v pote, táto technológia je obmedzená v tom, čo dokáže zistiť, a navyše tieto senzory často nie sú opakovane použiteľné. Nový senzor však využíva „molekulárne potlačený polymér“, ktorý je oveľa užitočnejší.

Experimentálne zariadenie vyvinuli vedci z Kalifornského technologického inštitútu (Caltech) pod vedením docenta Wei Gao. Tím už predtým vytvoril senzory so zabudovanými enzýmami alebo protilátkami, ktoré reagovali so špecifickými chemickými látkami metabolizmu v pote používateľa. Neobvykle vysoké alebo nízke hladiny niektorých takýchto chemických látok by okrem iného mohli indikovať špecifické poruchy, ktoré si vyžadujú liečbu. Enzýmy však bohužiaľ dokázali detegovať len relatívne malý počet metabolitov. Protilátky boli o niečo univerzálnejšie, ale mohli sa použiť len raz.

Pri hľadaní účinnejšej alternatívy výskumníci navrhli nový senzor, ktorý obsahuje polymérovú fóliu, ktorá pri kontakte s potom generuje elektrický prúd. Dôležité je, že vrstvu medzi touto fóliou a pokožkou tvorí druhý polymér, ktorý bol molekulárne potlačený.

Proces potlačenia zahŕňa vloženie molekúl cieľového metabolitu do polyméru, kým je ešte v kvapalnom stave. Polymér sa pritom nechá stuhnúť do konzistencie podobnej kaučuku a potom sa z neho pomocou chemického procesu molekuly odstránia. Výsledkom je polymérna fólia obsahujúca malé vylisované otvory, ktoré majú presnú veľkosť a tvar molekúl.

Senzor stimuluje produkciu potu pomocou dvoch elektród (veľké zahnuté časti).

Keď sa pot dostane do kontaktu s týmto polymérom - ak je v pote prítomný malý alebo žiadny metabolit - kvapalina preteká cez väčšinou otvorené otvory a vytvára silný elektrický prúd, keď sa dostane k druhému polyméru pod ním. Ak je však v pote prítomné vysoké množstvo metabolitu, molekuly upchajú mnohé otvory. To znamená, že sa cez ne nedostane toľko potu, takže vznikne slabší prúd.

Monitorovaním elektrického signálu produkovaného senzorom je preto možné merať koncentráciu cieľového metabolitu v pote používateľa. Koncentrácie v pote pritom zvyčajne zodpovedajú koncentráciám v krvnom obehu. Aplikácia slabého elektrického prúdu následne zničí molekuly, ktoré blokujú otvory, čo umožní opätovné použitie senzora.

Senzor by mal byť čoskoro predmetom rozsiahlych klinických skúšok.

Senzor spočiatku sám aplikuje na pokožku slabý prúd, aby stimuloval produkciu potu. Keďže jeho mikrofluidná konštrukcia vyžaduje len malé množstvo potu, prúd je veľmi slabý a údajne nie je pre používateľa nepríjemný. Už bol testovaný na dobrovoľníkoch v laboratóriu a čoskoro by mal byť predmetom rozsiahlejších klinických skúšok.

„Tento prístup nám umožňuje zistiť množstvo nových kľúčových živín a metabolitov. Môžeme monitorovať, kedy jeme, a sledovať, ako sa mení hladina živín,“ povedal Gao. „Monitoruje nielen živiny, ale aj hormóny a lieky. Môže zabezpečiť nepretržité monitorovanie mnohých zdravotných stavov“.

Článok o výskume bol nedávno uverejnený v magazíne Nature Biomedical Engineering.