طبق تلاش محققان حسگر جدید عرق از سوراخ های مولکولی شکل برای شناسایی متابولیت های بیشتر استفاده می کند.
به گزارش باشگاه خبرنگاران، اگرچه در حال حاضر تعدادی از حسگر های پوشیده از پوست وجود دارند که متابولیت های موجود در عرق را شناسایی می کنند، این فناوری در مواردی که میتواند تشخیص دهد محدود است، بعلاوه سنسور ها اغلب قابل استفاده مجدد نیستند.
با این حال، یک مورد جدید از این دستگاه از یک "پلیمر حک شده مولکولی" استفاده می کند تا بسیار مفیدتر باشد. این دستگاه آزمایشی توسط تیمی در مؤسسه فناوری کالیفرنیا کالتک (Caltech) به سرپرستی پروفسور وی گائو تولید شده است.
پیش از این، گائو و تیمش حسگر هایی با آنزیم ها یا آنتی بادی های تعبیه شده ایجاد کرده بودند که با مواد شیمیایی متابولیت خاصی در عرق کاربر واکنش نشان می دادند.سطوح غیرعادی بالا یا پائین برخی از این مواد شیمیایی می تواند نشان دهنده اختلالات خاصی باشد که نیاز به درمان دارند.
با این حال، متأسفانه، آنزیم ها فقط میتوانند تعداد نسبتا کمی از متابولیت ها را شناسایی کنند. محققان در جستجوی جایگزینی با عملکرد بهتر، حسگری را طراحی کردند که دارای یک لایه پلیمری است که در تماس با عرق جریان الکتریکی تولید می کند.
نکته مهم، تشکیل یک لایه بین آن فیلم و پوست، دومین پلیمر است که به صورت مولکولی نقش بسته است.فرآیند چاپ شامل جاسازی ملکول های متابولیت هدف در داخل پلیمر در حالیکه هنوز در حالت مایع است، به پلیمر اجازه می دهد تا به قوام لاستیک مانند برسد، سپس از یک فرآیند شیمیایی برای حذف مولکول ها از آن استفاده می شود.
یک ورق پلیمری حاوی سوراخ های قالب ریزی شده ریز است که اندازه و شکل دقیق مولکول ها را دارند.هنگامی که عرق با آن پلیمر تماس پیدا می کند، اگر متابولیت کمی در عرق وجود داشته باشد یا هیچ کدام از آن وجود نداشته باشد، مایع از سوراخ های عمدتاً باز جریان می یابد و هنگامی که به پلیمر دیگر زیرین می رسد ، جریان الکتریکی قوی ایجاد می کند.
اما اگر سطوح بالایی از متابولیت در عرق وجود داشته باشد، مولکول ها بسياري از سوراخ ها را مسدود می کنند.این بدان معنی است که عرق زیادی نمی تواند از آن عبور کند، بنابراین جریان ضعیف تری تولید می شود.
بنابراین، با نظارت بر سیگنال الکتریکی تولید شده توسط حسگر، میتوان غلظت متابولیت هدف را در عرق پوشنده اندازه‌گیری کرد.
غلظت عرق معمولاً با غلظت های موجود در جریان خون مطابقت دارد.
اعمال جریان الکتریکی ضعیف متعاقباً مولکول هایی را که سوراخ ها را مسدود می کنند از بین می برد و امکان استفاده مجدد از سنسور را فراهم می کند.
حسگر در ابتدا جریان کمی از خود را به پوست اعمال می کند تا تولید عرق را تحریک کند. از آنجایی که طراحی میکروسیالی آن فقط به مقدار کمی عرق نیاز دارد، جریان بسیار ضعیف است و ظاهراً برای استفاده کننده ناراحت کننده نیست.این دستگاه قبلاً روی داوطلبان در آزمایشگاه تست شده است و به زودی باید موضوع آزمایش های بالینی بزرگ تری قرار گیرد.
گائو گفت: "این رویکرد به ما امکان می دهد دسته ای از مواد مغذی و متابولیت های حیاتی جدید را شناسایی کنیم. ما می توانیم زمان خوردن و تغییر سطح مواد مغذی را کنترل کنیم. "این فناوری نه تنها مواد مغذی، بلکه هورمون ها و دارو ها را نیز کنترل می کند. میتواند نظارت مستمر برای بسياري از شرایط سلامتی را فراهم کند.
مقاله ای درباره این تحقیق اخیراً در مجله Nature Biomedical Engineering منتشر شده است.
- 16
- 6
