Носимый датчик пота находит соединения, вызывающие заболевания

Подобные датчики позволили бы врачам постоянно контролировать состояние пациентов с такими заболеваниями, как сердечно-сосудистые заболевания, диабет или заболевания почек. А пациенты могли бы обойтись без инвазивных и болезненных подкожных инъекций.
Работа ученых опиралась на разработку устройств, основанных на микрофлюидике, технологии, манипулирующей небольшим количеством жидкости через каналы шириной менее четверти миллиметра.

До сих пор носимые датчики на основе микрофлюидной жидкости в основном изготавливались с использованием процесса литографии-испарения, требующего больших затрат. Вместо этого ученые решили сделать свои биосенсоры из графена, листовой формы углерода. Как датчики на основе графена, так и крошечные микрофлюидные каналы создаются путем гравировки пластиковых листов лазером на углекислом газе — устройстве, которое сейчас настолько распространено, что доступно для домашнего использования.

Сенсор измеряет частоту дыхания, частоту сердечных сокращений и уровень мочевой кислоты и тирозина. Тирозин был выбран потому, что он может быть индикатором метаболических нарушений, заболеваний печени, расстройств пищевого поведения и психоневрологических состояний. Мочевая кислота была выбрана потому, что при повышенных уровнях она связана с подагрой и болями в суставах.

Чтобы проверить работу датчика, ученые провели серию тестов со здоровыми людьми и людьми, имеющими заболевания. Чтобы проверить уровень тирозина в поте, на который влияет физическая форма человека, они собрали две группы людей: спортсмены и люди со средней физической подготовкой. Как и ожидалось, датчики показали более низкий уровень тирозина в поте спортсменов.

Чтобы проверить уровень мочевой кислоты, они собрали группу здоровых людей и контролировали их потоотделение во время голодания, а также после того, как они ели пищу, богатую пуринами, соединениями, которые метаболизируются в мочевую кислоту. Датчик показал повышение уровня мочевой кислоты после еды.

Исследователи также провели аналогичный тест с пациентами, имеющими подагру. Датчик показал, что уровень их мочевой кислоты намного выше, чем у здоровых людей. Еще ученые взяли образцы крови пациентов с подагрой и без нее. Измерения уровня мочевой кислоты в датчиках сильно коррелировали с уровнями соединения в крови.

Фото: Caltech