Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали съемный беспроводной датчик InflaStat, который определяет наличие биомаркера воспаления в поте пользователя. По словам разработчиков, устройство можно будет использовать людям с хроническими воспалительными заболеваниями в домашних условиях. Среди заболеваний можно выделить ХОБЛ и ИБС, как наиболее часто встречающиеся среди населения и приводящие к тяжелым последствиям.
Возможность быстро и легко обнаружить очаг воспаления в организме позволяет проводить своевременное лечение, которое может спасти жизнь пациенту или уберечь от развития тяжелых осложнений. Измерение уровня С-реактивного белка (СРБ) в крови обычно используется в качестве биомаркера воспаления, но для анализа образца крови требуется лабораторное оборудование и время для получения результата.
Датчик InflaStat при установке на кожу пациента способен определять наличие СРБ в поте пациента в режиме реального времени.
Устройство изготовлено из графена, поверхность которого содержит крошечные поры, создающие большую площадь поверхности. Поры содержат антитела (АТ), которые связываются с СРБ, и специальные редокс-молекулы, способные генерировать небольшой электрический ток при определенных условиях. В структуру датчика встроены золотые наночастицы, каждая из которых содержит отдельный набор АТ, определяющих СРБ.
Когда молекулы СРБ из пота пациента попадают в датчик, они присоединяются к АТ детектора и к АТ в порах графена. Затем наночастицы прикрепляются к графену и запускают окислительно-восстановительные молекулы для создания электрического тока, который считывается электронными компонентами, прикрепленными к датчику.
Поскольку каждая золотая наночастица содержит множество детекторных АТ, сигнал, который очень мал, усиливается намного больше, чем сигнал, который могла бы произвести одна молекула СРБ.
Исследователи протестировали InflaStat на здоровых участниках, пациентах с ХОБЛ и участниках, которые оправились от инфекции COVID-19. Они обнаружили, что датчик удобен в ношении и может получать информацию о биомаркерах воспаления неинвазивно и без проводов. Данные отображались на специальном приложении для смартфона в режиме реального времени. Как и ожидалось, уровень СРБ у пациентов с ХОБЛ был значительно выше, чем у здоровых людей. Исследователи обнаружили, что датчик точно определяет уровень СРБ в поту, который соответствует его уровню в крови при проведении биохимического анализа крови.
Разработчики сообщают, что результаты их исследования показывают, что их датчик может быть использован для домашнего мониторинга хронических заболеваний, таких как воспалительные заболевания кишечника или ХОБЛ. Более того, они утверждают, что InflaStat можно адаптировать для тестирования других биомаркеров, имеющих отношение к воспалительным заболеваниям.
