Инженеры Калтеха (Caltech) создали технологию струйной печати наночастиц для производства долговечных носимых датчиков, анализирующих пот. Эта разработка открывает новые возможности для непрерывного мониторинга различных биомаркеров, включая витамины, гормоны, метаболиты и лекарственные препараты в режиме реального времени.
Ключевым элементом технологии являются особые кубические наночастицы с ядром и оболочкой. Процесс их создания напоминает изготовление молекулярного слепка: сначала формируется полимерная структура вокруг целевой молекулы (например, витамина С), затем молекула удаляется, оставляя точные «отпечатки» своей формы в оболочке. Ядро частиц состоит из гексацианоферрата никеля (NiHCF), который может окисляться или восстанавливаться при контакте с потом под действием электрического напряжения.
Практическое применение технологии уже продемонстрировано в клинических условиях. В медицинском центре City of Hope в Дуарте (Калифорния) датчики успешно использовались для мониторинга уровня химиотерапевтических препаратов у онкологических пациентов, а также для отслеживания метаболитов у пациентов с длительным COVID-19.
Профессор медицинской инженерии Вэй Гао отмечает: «Мы смогли дистанционно отслеживать количество противоопухолевых препаратов в организме в любой момент времени. Это приближает нас к цели персонализации дозировки не только при онкологических заболеваниях, но и при многих других состояниях».
Особая ценность разработки заключается в её универсальности: используя разные наночастицы в качестве «чернил», можно создавать массивы датчиков для одновременного измерения уровней множества веществ. Например, исследователи уже создали сенсоры, способные отслеживать уровни витамина С, аминокислоты триптофана и креатинина — важного показателя работы почек.
Кроме того, команда продемонстрировала возможность имплантации таких датчиков под кожу для точного мониторинга уровня лекарств в организме. Стабильность гексацианоферратного ядра в биологических жидкостях делает эти сенсоры идеальными для длительных измерений.