Сензор открива тежки метали в проби от пот

Изследователи от Университета в Сао Пауло, Бразилия, разработва сензор, който проверява за наличието на тежки метали в организма чрез проба от потта на човека. Сензорът е алтернатива на вече съществуващите, но твърде скъпи процедури, които освен всичко останало се нуждаят и от контролирана среда за извършването на тестовете.

Сензорът

Устройството е изработено от полиетилен терефталат. То е гъвкаво и е направено от съвсем прости материали като проводима медна залепваща лента, прозрачно фолио, обикновен хартиен етикет, лак за нокти, който се използва като защитен слой, ацетон. За да бъде отстранена откритата мед, изследователите накисват сензора в концентриран разтвор на железен хлорид за 20 минути, а след това го измиват с вода, което от своя страна работи в полза на нужната корозия.

Сензорът се свързва с преносимо устройство, наречено потенциостат, задачата на което е да определи концентрацията на всеки метал.

>>>Нанофотонен сензор диагностицира и оценява доколко е ефективно лечението на рак

Анализът се извършва с помощта на приложение, което произвежда електрически ток, пропорционален на концентрацията на всеки метал. Резултатът се получава благодарение на специален софтуер в приложение, което може да бъде инсталирано както на преносим компютър, така и на таблет или смартфон.

Предимствата

Основното предимство на сензора е, че той е евтин. Не е за подценяване обаче, както споделят учените, и фактът, че устройството може да бъде използвано не само от специалисти, но и от хора, които не са обучени. Това прави възможно употребата на сензора в офиси и болници. Изобретателите подчертават, че употребата на устройството може да бъде разширена, за да се използва и в други области, например, околната среда.

Андерсън де Кампос, член на екипа от Мюнхенския университет, дава пример за такава употреба: „Нашето устройство може да се използва, за да се направи анализ на металите в Артезианските кладенци което е задължително. Ето в тези случаи то може да бъде изключително полезно“.

Защо е нужно откриването на тежките медали в организма

Тежките метали като олово и кадмий присъстват както в околната среда, така и в предмети, които се използват в ежедневието, например, в батерии, козметични продукти и дори в храна.

„Определянето на наличието и на количеството на тежки метали в тялото може да предостави важна информация за здравето на човека. Високите нива на кадмий, например, крият риск от проблеми с дихателните пътища, черния дроб и бъбреците, които могат да бъдат и фатални. Отравянето с олово е причина за забавяне на растежа и развитието, за раздразнителност, повишено агресивно поведение, но и затруднения в ученето, умора, загуба на памет, безплодие, високо кръвно налягане, възможно е то да е в основата на загубата на слух при децата“, разяснява последиците авторът на сензора и ръководител на екипа д-р Пауло Аугусто Раймундо Перейра, изследовател от Института по физика на Университета в Сао Пауло.

Човешкият организъм изхвърля тези метали основно чрез потта и урината. Анализът на тези телесни течности е ключова част не само от токсикологичните изследвания, но и от установяването на същността на медицинските проблеми и лечението.

>>>Миризмата на пот подсказва предстояща болест

„Нашите гъвкави сензори, които използват лесни, евтини и бързи методи, са основни като става дума за наблюдението на здравния статус и откриването на място на проблемите, което от своя страна води до по-бързи и ефективни решение“, казва д-р Пауло Перейра.

Патентоване на устройството

Ефективността на сензора при откриването на олово и кадмий е оценена в няколко проучвания, направени с изкуствено обогатени проби от пот и при идеални експериментални условия. За да бъде патентовано устройството обаче, има нужда от още адаптации.

Според друг от членовете на изследователската група Марсело Калегаро, от Института по физика на Университета в Сао Пауло, докато завършват работата си по изобретението, те не откриват доклад за друго подобно устройство.

„Възможно е обаче да бъде открито нещо подобно, а това ще затрудни работата ни“, казва Марсело Калегаро. И за да преодолее подобна пречка, ученият и колегите му работят активно върху подобрения на сензора и разширяване на приложението му. Една от идеите е устройството да бъде използвано за откриване на пестициди във водата и храната.

Проучването е публикувано в списанието в международното научно списание Chemosensors със заглавие: „Проектиране и производство на гъвкав меден сензор, декориран с бисмутови микро/наноденрити за откриване на олово и кадмий в неинвазивни проби от пот“.

За екипа

В проучването, което се осъществява по два проекта на Университета в Сао Пауло, се включват изследователи от Институтите по физика и химия на бразилския университет, от Университета в Мюнхен, Германия и от Техническия университет Чалмърс, Швеция.

Д-р Пауло Аугусто Раймундо Перейра е доктор по аналитична химия от Института по химия на Университета в Сао Пауло, а в момента е постдоктор в Института по физика на университета. Автор е малко над 46 статии. Последната от тях е от 15 януари 2023 г. и е посветена на парацетамола, основният неопиоиден аналгетик, който се препоръчва при лека болка от СЗО, но при многократно използване се натрупват високи нива, които водят до сериозни проблеми. Създаденият от екипа сензор изследва нивата на парацетамол чрез слюнка.