Исследователи из Калифорнийского технологического института создали носимое устройство, которое анализирует пот человека и измеряет концентрации в нем различных метаболитов, в том числе мочевой кислоты, которая служит индикатором подагры.
Сегодня для выявления подагры и других метаболических заболеваний чаще всего используют анализы крови. Но в течение дня концентрации веществ в крови могут меняться в зависимости от времени суток и съеденных продуктов. Поэтому диагностировать и контролировать течение метаболических нарушений очень трудно.
Новая разработка сотрудников Калифорнийского технологического института позволяет быстро и в режиме реального времени анализировать количество различных веществ, содержащихся в организме человека. Новое устройство делает это, используя пот. Оно основано на микрофлюидике — технологии, в основе которой лежит пропускание небольшого количества жидкости через узкие каналы, в которых может происходить анализ ее компонентов.
Микрофлюидная технология идеально подходит для использования в носимых датчиках, поскольку минимизирует влияние испарения пота и загрязнения кожи на точность восприятия. До сих пор описанные устройства изготавливались с помощью сложного и дорогого процесса литографии. Вместо этого американские ученые решили сделать свои биосенсоры из графена. И датчики, и микрофлюидные каналы авторы работы создали с помощью гравировки углекислотным лазером — дешевым и доступным прибором.
Сначала исследователи проверили, насколько хорошо их устройство измеряет частоту дыхания, сердечных сокращений и концентрацию мочевой кислоты и тирозина. Молекула тирозина — один из показателей метаболических нарушений, заболеваний печени, расстройств пищевого поведения и нервно-психических отклонений. Высокие уровни мочевой кислоты связаны с подагрой — болезнью, вызывающей поражения суставов, почек и других органов.
При проверке нового датчика на людях исследователи доказали его принципиальную работоспособность. Устройство показало высокие уровни мочевой кислоты в поте больных подагрой, а также в поте людей, которые недавно съели пищу, богатую пуринами — веществами, из которых в организме вырабатывается мочевая кислота.