Исследовательская группа разработала носимый датчик на основе микролазеров для измерения биомаркеров, обнаруживаемых в поте. Устройство, похожее на пластырь, могло бы обеспечить неинвазивный контроль уровня сахара в крови. По словам исследователей, человеческий пот содержит биомаркеры, такие как глюкоза, лактат и мочевина, которые указывают на различные состояния здоровья и могут быть собраны неинвазивным и безболезненным способом, что делает его идеальным для ежедневного мониторинга.
Устройство состоит из микролазерных датчиков, встроенных в капли жидких кристаллов. Датчики настроены таким образом, чтобы регистрировать три различных типа биомаркеров (лактат, глюкозу, мочевину). Отличительной особенностью каждого биомаркера на повязке является жидкокристаллическая точка разного цвета.
Поместив микролазер в капельки жидких кристаллов и поместив жидкость в мягкую гидрогелевую пленку, команда создала компактное и гибкое светочувствительное устройство, похожее на пластырь, которое может обеспечить высокоточное считывание биомаркеров в течение нескольких минут.
«Инновация представляет собой неинвазивный, быстрый и эффективный способ для пациентов с сахарным диабетом контролировать свое здоровье», — сказал директор Центра биоустройств и биоинформатики. «Объединив микролазер с мягкой гидрогелевой пленкой, мы продемонстрировали возможность использования носимого лазера для обеспечения более приятного контроля состояния здоровья пациентов».
Когда пот взаимодействует с устройством, количество света, излучаемого микролазерами, колеблется в зависимости от концентрации присутствующих биомаркеров. Чтобы считывать уровни биомаркеров, пользователи направляют источник света на устройство, а свет, излучаемый микролазерными датчиками, анализируется и преобразуется с помощью мобильного приложения.
В реальных экспериментах устройство успешно фиксировало незначительные колебания уровня глюкозы, лактата и мочевины в поте до 0,001 мм.
Команда считает, что их инновация является первым зарегистрированным носимым сенсорным устройством, способным измерять множество биомаркеров в поту со сверхвысокой чувствительностью и динамическим диапазоном. Чувствительность позволяет отслеживать динамический диапазон (от низкого до высокого) уровней биомаркеров, которые предоставляют исчерпывающую информацию о состоянии здоровья пациентов.
«Наше устройство способно обнаруживать как высокие, так и низкие уровни биомаркеров. Это особенно полезно для пациентов с сахарным диабетом, поскольку современные аналогичные устройства мониторинга здоровья нацелены на отслеживание только высокого уровня глюкозы, но не аномальных или низких уровней глюкозы, которые могут указывать на другие осложнения для здоровья», — сказал первый автор исследования. Для дальнейшего развития технологии исследовательская группа планирует точно настроить микролазерные датчики для обнаружения более широкого спектра веществ, включая лекарства и другие химические вещества, содержащиеся в поте.
