Медицинские инженеры из Калифорнийского технологического института (Caltech, США) разработали беспроводной датчик пота, который может точно определять уровень кортизола – гормона стресса – в организме. В будущем его могут использовать в исследованиях здоровья людей на Земле и в космосе, сообщается на сайте Caltech. Описание нового устройства появилось в журнале Matter.
Датчик работает намного точнее других способов измерения стресса: опросов или анализов крови. Первый не дает точных ответов, так как мы не можем определить, насколько сильный или слабый стресс мы сейчас испытываем и испытываем ли его вообще. Второй же может сильно исказить результаты: сама процедура – при которой вводят иглу в кожу, чтобы взять кровь, – может повысить уровень кортизола и исказить результаты.
Новое устройство сделано из графена – листовой формы углерода. С помощью лазера «лист» графена приобретает трехмерную структуру с крошечными порами, которые помогают контролировать потоотделение. Эти поры создают большую площадь поверхности в датчике, что делает его достаточно чувствительным для обнаружения соединений, которые присутствуют в очень небольших количествах в поту. В новом датчике эти крошечные поры связаны с антителом, типом молекулы иммунной системы, специфически чувствительной к кортизолу, что позволяет устройству обнаруживать гормон.
Датчик был протестирован двумя разными способами. В первом тесте с помощью датчика проследили за ежедневными колебаниями кортизола у здорового человека. Необходимые для анализа данные были собраны за шесть дней. Датчик показал, как уровень кортизола повышался и падал в течение дня. Мониторинг суточного цикла гормона стресса у пациента может выявить психические заболевания и стрессовые состояния.
Во время второго тестирования ученые провели два эксперимента. В этом случае датчик зарегистрировал изменения в уровнях кортизола, возникшие в ответ на острый стрессор. В первом эксперименте испытуемым предлагалось выполнять аэробные упражнения (в них кислород выступает как основной источник энергии для работы мышц), поскольку интенсивные упражнения вызывают сильное увеличение кортизола. Во втором эксперименте испытуемых попросили погрузить руки в ледяную воду – стрессор, достаточный для выделения кортизола. В обоих экспериментах датчики сразу обнаружили скачок в уровне гормона.
Новый датчик может найти много применений в типичных медицинских приложениях здесь, на Земле – и не только. Он может оказаться полезен и в космосе. В октябре НАСА объявило, что создатель датчика Вэй Гао (Wei Gao) является одним из шести ученых, отобранных для участия в исследованиях здоровья людей в дальних космических полетах.
[Фото: CALTECH]
