Разработан новый нательный электроанализатор

Неинвазивная диагностика метаболитов с помощью носимых устройств -  одна из ключевых концепций медицины будущего. С их помощью можно измерять содержание в организме таких веществ, как глюкоза, соли молочной кислоты (лактаты) и пр. И для этого достаточно пота.

Анализ крови остается надежным подходом для оценки состояния организма, в частности исследования продуктов обмена веществ. Вместе с тем идут активные разработки менее травматичных и более комфортных технологий.

Ученые МГУ разработали носимые сенсоры, позволяющие одновременно измерять концентрацию лактата (соли молочной кислоты) в поте человека и скорость потоотделения - два параметра, оказавшиеся независимыми друг от друга вопреки более ранним предположениям. С результатами работы, поддержанной грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), можно ознакомиться в журнале Biosensors and Bioelectronics.

Проведенное исследование подтверждает диагностическую ценность пота для ее неинвазивной диагностики по уровню лактата в поте спортсменов.

«Разработчики подобных гаджетов уделяют мало внимания физиологическим аспектам. В ряде исследований помимо концентраций метаболитов проводится параллельное измерение температуры тела и электролитного состава, однако такой важный аспект, как скорость выделения пота (а значит, и скорость потока на поверхности сенсора) до сих пор оставался вне поля зрения исследователей. В своей новой работе мы решили заполнить этот пробел», - рассказала руководитель проекта по гранту РНФ Мария Комкова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник кафедры аналитической химии химического факультета МГУ.

Почти десять лет на химическом факультете Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) группа профессора Аркадия Карякина занимается разработкой биосенсоров и устройств для неинвазивной диагностики.

Разработанные исследователями биосенсоры представляют собой композитную мембрану с прикрепленным к ней ферментом лактатоксидазой. Последний окисляет лактат, и при этом образуется пероксид водорода в концентрациях, пропорциональных концентрации остатка молочной кислоты. Мембраны авторы нанесли поверх катализатора на основе берлинской лазури: ее наночастицы с ферментативной активностью (нанозимы) способны селективно и с рекордной для аналогичных сенсоров точностью регистрировать пероксид водорода.

Устройства авторы апробировали в экспериментах с тренирующимися добровольцами. Опыты показали эффективность работы электроанализаторов в физиологических условиях. Разработка впервые позволила приблизиться к пониманию того, как влияет интенсивность потоотделения на характеристики нательных устройств в условиях переменного потока.