Носимый сенсор определит степень опьянения по поту

Курамшин А.И.
(«ХиЖ», 2019, №1)

pic_2019_01_08-1.jpg

С помощью ионофореза устройство стимулирует потоотделение, когда это нужно для анализа, после чего направляет образец пота на сенсор этанола

Возможно, через несколько лет фитнес-браслеты (подробнее о них можно прочитать в статье «Диагност, которого носят с собой»; «Химия и жизнь», 2017, №6) смогут напоминать хозяину не только о том, что ему стоит пройтись или, наоборот, снизить уровень физической нагрузки, но и о том, что ему не нужно больше пить. Химики из университета Цинциннати (США) разработали носимый сенсор, который определяет содержание этанола в крови человека, анализируя его пот («LabChip,» 2019; doi: 10.1039/c8lc01082j).

Исследователи из группы Джейсона Хейкенфельда показали, что содержание этилового спирта в крови и поте человека коррелирует, и разработали устройство, которое стимулирует потоотделение и измеряет содержание этанола каждые 25 секунд. Параллельное экспресс-определение концентрации этанола в крови у добровольцев, которых ради науки поили спиртным, с помощью стандартного дыхательного теста подтвердило надежность и точность нового прибора.

Изобретение американских химиков и инженеров — закрепленная на руке микрокапиллярная система — не только первое носимое устройство, позволяющее следить за содержанием этилового спирта в крови человека в режиме реального времени. Авторы говорят, что прибор можно адаптировать для мониторинга содержания в крови гормонов, лекарств и их метаболитов, а это может оказаться полезным для исследований в медицинской химии. Особенно удобно, что новый сенсор сам стимулирует выработку небольших количеств пота, необходимых для анализа.

Многие устройства, анализирующие компоненты пота, работают только при физических нагрузках и, таким образом, не подходят для мониторинга состояния человека, находящегося в покое. Устройство Хейкенфельда позволяет сенсору получить образец пота в любой момент. Для этого используется ионофорез — электрический ток небольшой силы, действуя на кожу совместно с лекарственным препаратом карбахолом, способствует выделению пота на небольшом участке кожи. Потоотделение можно стимулировать регулярно, чтобы проводить непрерывное изучение состава пота.

Анализ выполняли с помощью коммерчески доступного сенсора на этанол. Этот сенсор проводит количественное определение пероксида водорода, который образуется, когда фермент оксидаза, закрепленный на электроде сенсора, перерабатывает этанол. Еще одна сложность, с которой столкнулись исследователи, заключалась в переносе нанолитровых образцов пота на сенсор. Эту проблему удалось решить с помощью мягкого пористого материала, который впитывал пот как губка и быстро транспортировал его на сенсор, не давая образцу загрязниться.

Как отмечает Хейкенфельд, перспективная цель опробованной на этаноле технологии — разработка устройств для неинвазивного мониторинга химического состава крови в режиме реального времени. Предполагается, что корреляцию содержания этилового спирта в крови и поте можно объяснить небольшими размерами этой молекулы и ее способностью легко проходить через клеточные мембраны. В дальнейшем исследователи планируют установить, как соотносится содержание в крови и в поте таких больших жирорастворимых биологически активных молекул, как кортизол, эстроген и тестостерон, а также лекарственных препаратов и их метаболитов.



Эта статья доступна в печатном номере "Химии и жизни" (№ 1/2019) на с. 8.

123

Разные разности

20.05.2020 18:30:00

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

>>
18.05.2020 19:00:00

Коронавирусы: в семье не без урода

Найдены молекулярные отличия более патогенных коронавирусов от менее патогенных. Пока не вполне ясно, как эти отличия работают. Но возможно ученые смогут понять, почему настолько похожие инфекционные агенты приводят к таким разным последствиям для человека.

>>
13.05.2020 17:00:00

…из-за снижения транспортных потоков во время пандемии коронавируса уменьшились сейсмические шумы в коре Земли; специалисты считают, что это облегчит мониторинг слабых землетрясений, вулканической активности и других сейсмических событий...

…6 марта с мыса Канаверал стартовала миссия Space X CRS-20, которая доставит на МКС 250 пробирок со стволовыми клетками человека; на протяжении месяца они будут развиваться в кости, хрящи и другие ткани в условиях невесомости...

…по мере того как на рынок выходят художественные произведения, разработанные с помощью генеративных алгоритмов и когнитивной робототехники, встает вопрос об авторском праве на них…

>>
05.05.2020 17:00:00

Смартфон может незаметно передавать секретные сведения посторонним через неучтенную разработчиками прореху на границе между столом и смартфоном. Как же это может быть? Ответ в ходе серии экспериментов получили исследователи из Вашингтонского университета.

>>
29.04.2020 17:00:00

Загадочное внезапное похолодание, случившееся на планете 13 тысяч лет назад, не устает привлекать внимание климатологов. Сейчас есть двое подозреваемых: ледниковое озеро Агассис и кометы, упавшие в Северной Америке. Теперь же, стараниями ученых из Геологической службы США, возник третий участник драмы – ледниковое озера Миссула, катастрофически опорожнившееся в Тихий океан.

>>