კონტაქტურ ლინზაზე აწყობილი სენსორი სტრესს ცრემლის სეროტონინით ზომავს

კონტაქტურ ლინზაზე აწყობილმა მინიატურულმა ლაბორატორიამ ცრემლში სეროტონინის გაზომვა შეძლო. კვლევა 16 სექტემბერს ჟურნალ Science Translational Medicine-ში გამოქვეყნდა; მოწყობილობა ლოს-ანჯელესში მდებარე Terasaki Institute-ის გუნდმა შექმნა.

სეროტონინი როგორც სტრესის მაჩვენებელი

სტრესი დეპრესიისა და შიზოფრენიის განვითარებას უკავშირდება, თუმცა ექიმები მას ხშირად სუბიექტური კითხვარებით ან დღიურებით აფასებენ. სეროტონინი, რომელსაც ხშირად „სიხარულის ჰორმონს“ უწოდებენ, განწყობის რეგულირებაში მთავარია. ის ძირითადად საჭმლის მომნელებელ ტრაქტში, სისხლსა და ნერვულ სისტემაში გვხვდება, მცირე რაოდენობით კი ცრემლშიც.

„ცრემლი ბიოქიმიური ინფორმაციის პრაქტიკული, არაინვაზიური წყარო შეიძლება გახდეს, რომლის გაზომვაც დროთა განმავლობაში არაერთხელ შეიძლება“, ამბობს Yangzhi Zhu, Terasaki Institute-ის ბიოსამედიცინო მოწყობილობების ცენტრის ხელმძღვანელი. მისი თქმით, ბიომარკერების ტესტირება დღესაც სისხლის ანალიზს ეყრდნობა, რაც მხოლოდ ერთ კადრს აჩვენებს.

როგორ მუშაობს ლინზა

გუნდმა რბილი, მრავალჯერადი გამოყენების ჰიდროგელის ლინზები დაამზადა. მათში ჩაშენებულია მოქნილი, ბიოთავსებადი გრაფენისა და ვერცხლის ელექტროდები, რომლებიც გველისებრი ნახატითაა დაბეჭდილი და განმეორებით დეფორმაციას უძლებს. სეროტონინის საიმედოდ აღმოსაჩენად გრაფენზე ფეროცენი დაუკავშირეს. რადგან სეროტონინი ძალიან დაბალი კონცენტრაციითაა, სენსორი „უკიდურესად მგრძნობიარე უნდა იყოს და სეროტონინი ცრემლის სხვა მოლეკულებისგან მაინც გაარჩიოს“, ამბობს Zhu.

ხელოვნური ცრემლით სავსე ლაბორატორიულ ჭურჭელში ლინზებმა სეროტონინი ლიტრზე 72 პიკომოლი კონცენტრაციის შემთხვევაშიც კი დააფიქსირა; ადამიანის ცრემლში საშუალო მაჩვენებელი დაახლოებით 15 ნანომოლია. ლინზები მუშაობდა 28 დღეზე მეტხანს განმეორებითი გადაბრუნების, დაკეცვისა და დაჭიმვის შემდეგ.

მოხალისეები, ღორი და თაგვები

მკვლევრებმა 10 მოხალისის ცრემლი სტრესულ დავალებებამდე ხუთი წუთით ადრე, მისთანავე და დაახლოებით 30 წუთის შემდეგ აიღეს; მათ საჯარო გამოსვლა და მათემატიკური ამოცანები მოეთხოვათ. როგორც მოსალოდნელი იყო, სტრესის ზრდასთან ერთად ცრემლში სეროტონინის დონე დაეცა. ცალკე ცდაში ლინზა ხუთი წუთით ნარკოზში მყოფი ღორის თვალზე დაადეს: მან სეროტონინი მაშინ დააფიქსირა, როცა თვალში 50 და 100 ნანომოლი კონცენტრაციის ხელოვნური ცრემლი შეიყვანეს, ინფექციისა თუ გაღიზიანების ნიშნები კი არ გამოჩნდა. თაგვებში, რომელთა მოძრაობასაც დღეში რამდენიმე საათით ზღუდავდნენ სტრესის გასაზრდელად, სეროტონინი სისხლსა და ცრემლშიც თითქმის ერთნაირად დაეცა.

რა დარჩა გასაკეთებელი

ლაბორატორიასა და ღორზე ტესტირებისას ლინზები რბილი ნიკელის მავთულებით წამკითხავ აპარატურას მიუერთეს. გუნდმა უსადენო, კონცეპტის დამადასტურებელი ვერსიაც შექმნა: მინიატურული NFC ჩიპი და მოსაჭიმი ანტენა ბატარეის გარეშე მუშაობას და სმარტფონზე მონაცემების გადაცემას უზრუნველყოფს, თუმცა საჭიროა დამატებითი ოპტიმიზაცია, უსაფრთხოების ტესტირება და ვალიდაცია. Zhu ამბობს, რომ ჯერ უნდა გაირკვეს, როგორ იცვლება სეროტონინი ცრემლში ადამიანების, დღის დროისა და დაავადებების მიხედვით და როგორ უკავშირდება ის სისხლის ბიომარკერებს. კვლევაში მონაწილეობის გარეშე დარჩენილი Wei Gao, Caltech-ის სამედიცინო ინჟინერიის პროფესორი, ნაშრომს ტარებადი ბიოსენსორების საინტერესო მიმართულებას უწოდებს.