Сенсор пота для измерения уровня соединений, вызывающих подагру

Американские и китайские ученые разработали новый носимый сенсор, который может обнаруживать в поту соединения, вызывающие подагру. Устройство использует новые химические датчики, нанесенные на подложку методом лазерной гравировки, для обнаружения химических веществ, вызывающих подагру, таких как мочевая кислота и тирозин в концентрациях, значительно меньших, чем это было возможно ранее. Кроме того, этот же прибор также измеряет интенсивность потоотделения, температуру тела и частоту сердечных сокращений и дыхания. Эта технология способна стать важным достижением в области носимых сенсоров и может пригодиться десяткам миллионов людей во всем мире, которые страдают или подвергаются риску подагры.

Информация об этой разработке была опубликована в журнале Nature Biotechnology.

В настоящее время не существует сенсоров пота для определения уровня мочевой кислоты и тирозина, которые являются ключевыми метаболитами, определяющими факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2 типа и заболеваний печени, и используются в клинической практике при лечении подагры. Сегодня эти метаболиты измеряются путем забора крови, что может быть болезненным и неэффективным, поэтому фиксируется только одна временная точка уровня метаболита. Для устранения этих ограничений исследователи разработали сенсор пота, позволяющий осуществлять безболезненный и динамический мониторинг концентрации этих метаболитов.

Устройство использует микрофлюидные каналы, которые ведут к физическим и химическим датчикам. Для повышения технологичности производства исследователи создали микрофлюидные каналы в пластмассе с использованием недорогостоящего метода гравировки CO2-лазером. Метаболиты измеряются с помощью изготовленных таким же способом графенового химического датчика, физического датчика на основе графена и многовходового микрофлюидного модуля для динамического отбора проб пота. Химический датчик активно измеряет концентрацию мочевой кислоты и тирозина, а физический датчик измеряет температуру кожи, частоту сердечных сокращений и частоту дыхания. Устройство может передавать данные по беспроводной связи через Bluetooth для анализа и визуализации.

В своих экспериментах команда разработчиков протестировала прибор у испытуемых во время физических упражнений и после употребления в пищу продуктов с высоким содержанием белка. Кроме того, исследователи использовали прибор для мониторинга подагры у пациентов и здоровых людей после потребления пищи с высоким содержанием пурина, который повышает уровень мочевой кислоты. Они обнаружили, что уровень мочевой кислоты в поту был выше у пациентов с подагрой, чем у здоровых людей, и эта тенденция наблюдалась при использовании метода забора крови, который сегодня считается "золотым стандартом" в такой диагностике.