دانشمندان از اختراع حسگر کوچکی خبر می دهند که بدون مراجعه به کلینیک، سطح لیتیوم را از تعریق روی سطح نوک انگشت در کمتر از 30 ثانیه تشخیص می دهد.
به گزارش تک ناک، لیتیوم اگر به مقدار مناسب مصرف شود می تواند علائم بیماران مبتلا به اختلال دوقطبی و افسردگی را کاهش دهد. میزان کم آن کارایی ندارد و مقدار زیاد آن عوارض جانبی خطرناکی به همراه دارد. برای نظارت دقیق بر میزان این دارو در بدن، بیماران باید تحت آزمایش خون تهاجمی قرار گیرند.
نه تنها لیتیوم باید با دوز معینی مصرف شود، بلکه بیماران اغلب برای مصرف آن طبق تجویز دچار مشکل میشوند و ممکن است مصرف آن را فراموش کنند. بنابراین، زمانی که به نظر می رسد دارو تاثیر گذار نمیباشد، ارائه دهندگان مراقبت های بهداشتی باید بدانند که بیمار واقعاً چه مقدار دارو مصرف کردهاست. اما گزینه های فعلی برای نظارت دارای نقصهای قابل توجهی هستند. به عنوان مثال، خونگیری نتایج دقیقی دارد، اما تهاجمی و زمانبر است. همچنین، قرصشمارها، مصرف دارو را مستقیماً اندازهگیری نمیکنند. برای رفع این محدودیت ها، تیم به سراغ مایع دیگری در بدن رفتند.
محققان نتایج خود را امروز در نشست انجمن شیمی آمریکا (ACS) ارائه خواهند داد. این نشست نزدیک به 11 هزار ارائه موضوعات علمی در طیف گسترده ای از مطالب را شامل میشود.
شویو لین، دکترای دانشگاه جیالون ژو و یک محقق دانشجوی کارشناسی ارشد این دانشگاه طبق ارایهای در این نشست، بیان میکنند: «اگرچه ممکن است قابل مشاهده نباشد، بدن انسان دائماً عرق تولید می کند، اغلب فقط در مقادیر بسیار کم. مولکولهای کوچک مشتق شده از دارو، از جمله لیتیوم، در آن عرق ظاهر میشوند. ما این را به عنوان فرصتی برای توسعه نوع جدیدی از حسگرها تشخیص دادیم که این مولکولها را شناسایی کنیم.»
سام امامینژاد، محقق اصلی این پروژه که در دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس(UCLA) است، میگوید: از طریق یک لمس، دستگاه جدید ما میتواند اطلاعات مفیدی در مورد آنچه در بدن درحال گردش است در سطح مولکولی به دست آورد. ما در حال حاضر با بسیاری از لوازم الکترونیکی لمسی مانند تلفن های هوشمند و صفحه کلید تعامل داریم، بنابراین این حسگر می تواند به طور یکپارچه در زندگی روزمره ادغام شود.
با این حال، ابداع حسگری برای تشخیص لیتیوم، چالشهای فنی به همراه داشته است. عرق معمولاً فقط در مقادیر اندکی وجود دارد، اما سنجش الکتروشیمیایی مورد نیاز برای تشخیص ذرات باردار لیتیوم به محیط آبی یا مرطوب نیاز دارد. برای تهیه آن، تیم یک ژل مبتنی بر آب حاوی گلیسرول مهندسی ایجاد کردهاست. این ماده اضافی از خشک شدن ژل جلوگیری و یک محیط کنترل شده برای بخش الکترونیکی سنسور ایجاد کردهاست.
برای به دام انداختن یون های لیتیوم پس از عبور آنها از ژل، این تیم از یک الکترود انتخاب کننده یون استفاده، سپس، تفاوت یون های انباشته شده با الکترود مرجع با پتانسیل الکتریکی ایجاد شده مورد مقایسه قرار میگیرد. محققان از این تفاوت برای استنباط غلظت لیتیوم موجود در عرق استفاده کردند.
این اجزا با هم شامل یک حسگر کوچک و مستطیل شکل هستند که کوچکتر از سر یک بند انگشت است و می تواند میزان لیتیوم را در حدود 30 ثانیه تشخیص دهد. سنسور هنوز در مرحله آزمایش اولیه است، اما در نهایت، محققان تصور میکنند که آن را در یک سیستم بزرگتر و هنوز طراحی نشده که بازخورد بصری به مخاطب ارائه دهد، بگنجانند.
پس از پردازش سنسور با استفاده از نوک یک انگشت مصنوعی، این تیم افراد واقعی را برای آزمایش آن استخدام کردند، از جمله یک نفر با رژیم درمانی لیتیوم. محققان سطح لیتیوم این فرد را قبل و بعد از مصرف دارو ثبت کردند. آنها دریافتند که این اندازهگیریها نزدیک به اندازهگیریهای حاصل از بزاق است، که تحقیقات قبلی نشان داده بودند و دقت اندازهگیری سطح لیتیوم را نمایش میدهد. در آینده، محققان قصد دارند اثرات لوسیون و سایر محصولات پوستی را بر خوانش حسگرها بررسی کنند.
این فناوری کاربردهایی فراتر از لیتیوم دارد. امامینژاد در حال توسعه حسگرهای لمسی مشابه برای نظارت بر الکل و استامینوفن، همچنین مسکنی است که به نام Tylenol نیز شناخته میشود،است ودر عین حال امکان شناسایی سایر مواد را نیز بررسی میکند.
سیستمهای حسگر کامل میتواند شامل ویژگیهای مازاد باشد، مانند رمزگذاری با اثر انگشت، یا برای سوء مصرف مواد ، سیستم با توزیعی رباتیک تنها در صورتی که بیمار دارای سطح پایین دارو در جریان خون باشد، دارو را در دسترس قرار میدهد.
محققان حمایت و بودجه خود را از بنیاد ملی علوم، بنیاد مغز و رفتار، فناوریهای پیشرفته و سیستمهای بهداشتی دقیق برای جمعیتهای محروم و دانشکده مهندسی و علوم کاربردی هنری ساموئلی UCLA دریافت میکنند.
