Исследователи из Калифорнийского университета в США разработали носимый датчик для анализа пота, который работает без батареи и остается точным при длительном применении. Гибкий пластырь крепится на кожу и получает энергию от смартфона или считывателя через беспроводную связь. Его сенсорная поверхность регенерирует после каждого измерения, что решает главную проблему биосенсоров — накопление молекул, искажающих результаты. Система одновременно отслеживает четыре биомаркера: кортизол, глюкозу, лактат и мочевину.
Для питания и передачи данных используется технология ближней бесконтактной связи — та же, что работает в бесконтактных платежах. Электромагнитное поле активирует сенсоры и отправляет информацию на смартфон или браслет без проводов и аккумуляторов. Встроенный гидрогель может стимулировать выделение пота по команде, так что для получения образца не нужны физические нагрузки. Это особенно важно для пациентов с ограниченной подвижностью или при необходимости срочной диагностики.
Разработка может самоочищаться с помощью электрического импульса. Низкое напряжение удаляет накопившиеся молекулы с чувствительного слоя, возвращая датчику первоначальную точность. Обычные биосенсоры деградируют после нескольких применений, поскольку связанные молекулы блокируют активные участки и мешают новым измерениям. Прототип прошел непрерывное тестирование в течение 21 дня и не потерял точность. Пока результат считают недостижимый для аналогов.
Отслеживаемые биомаркеры связаны со стрессом, метаболизмом, физической нагрузкой и функцией почек. Концентрация этих веществ в поте коррелирует с их уровнем в крови, что делает метод информативным для медицинской диагностики. Разработчики хотят, чтобы технологии применяли в мониторинге диабета, стрессовых расстройств, заболеваний почек и метаболических процессов без визитов в клинику и забора крови. Система адаптирована к изменениям температуры, влажности и кислотности среды, поэтому работает не только в лабораторных условиях.
Показательно, что анализ пота долгое время считался менее информативным, чем анализ крови, — отчасти из-за сложности получения стабильных образцов и быстрой деградации сенсоров. С новой разработкой пот оказывается удобным и непрерывно доступным источником данных о состоянии организма, который не требует ни игл, ни лаборатории.
Команда подала заявку на патент через офис инноваций университета и уже работает над коммерциализацией устройства. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering — одном из ведущих изданий в области биомедицинских технологий.
Ранее мы писали о том, почему у бегемотов пот красного цвета.