Миниатюрный сенсор для контроля уровня лития в организме путем анализа пота на кончике пальца

Миниатюрный сенсор для контроля уровня лития в организме путем анализа пота на кончике пальца

13 Sep 2022
50

Ученые из Калифорнийского университета разработали сенсор, который может быстро предоставлять данные об уровне лития в организме. Литий используется для лечения биполярного расстройства и депрессии и требует очень точной и чувствительной дозировки. Слишком малое количество препарата не дает терапевтического эффекта, а слишком большое потенциально может привести к нежелательным побочным эффектам. Еще одна проблема, связанная с этим препаратом, заключается в потенциальном несоблюдении пациентом режима приема. Если пациент пропускает прием некоторых доз и кажется, что лекарство не действует, врач обычно должен назначить лабораторный анализ, чтобы проверить, не нарушен ли уровень лития.

В настоящее время наиболее распространенным методом оценки уровня лития является забор крови и последующее лабораторное исследование, что неудобно и занимает много времени. Новый электрохимический сенсор включает в себя гидрогелевую прокладку, которая облегчает проведение чувствительных измерений, требующих водной среды. Ион-селективный электрод обнаруживает ионы лития, присутствующие в поте на кончике пальца, выдавая результат всего за 30 секунд.

Для решения этой проблемы исследователи создали крошечный сенсор, который может измерять уровень содержания лития в поте на кончике пальца пациента. "Хотя это может быть незаметно, человеческое тело постоянно выделяет пот, часто в очень небольших количествах, — говорит один из создателей нового датчика Шую Линь. - Небольшие молекулы, полученные из лекарств, включая литий, обнаруживаются в этом поте. Мы сочли это возможностью разработать новый тип датчика, который будет обнаруживать такие молекулы".   

Крошечный сенсор может обнаруживать литий в поте на кончике пальца, хотя небольшое количество пота, которое обычно присутствует в этом месте, представляет собой проблему, поскольку электродам датчика для работы необходима водная среда. Чтобы добиться этого, исследователи добавили гидрогель на поверхность датчика, который создает такие условия. В состав геля входит глицерин, который помогает предотвратить его высыхание.

Ион-селективный электрод обнаруживает ионы лития, используя парный контрольный электрод для расчета разности электрических потенциалов, которая указывает на концентрацию лития в образце пота. Прибор может выдать результат всего за 30 секунд.  

С помощью одного прикосновения новое устройство может получить клинически полезную информацию на молекулярном уровне, что циркулирует в организме. Люди уже взаимодействуют с большим количеством сенсорной электроники, такой как смартфоны и клавиатуры, поэтому этот датчик может легко интегрироваться в повседневную жизнь.