Разработана умная контактная линза для измерения серотонина в слезах
В Институте биомедицинских инноваций Терасаки созданы многоразовые умные контактные линзы для измерения уровня серотонина в слезах. Сенсоры, разработанные в рамках проекта OCULAB (Глазная библиотека для анализа биомаркеров слезной жидкости), описаны в журнале Science Translational Medicine.
Серотонин, известный большинству непосвященных как «гормон счастья» — важнейший нейромедиатор, по которому, наряду с кортизолом, можно четко отслеживать интенсивность стресса. В слезной жидкости он присутствует, пусть и в небольших количествах.
«Слезы несут больше информации о нашем организме, чем многие думают. Линза позволяет нам считывать часть этой информации без игл и лабораторных анализов — прямо из того, что люди и так носят», — пояснил ведущий автор исследования Минву Ким.
Устроена она, на первый взгляд, несложно. На обычную серийно выпускаемую мягкую контактную линзу нанесен растягиваемый ферроценовый электрохимический сенсор. Ферроцен вступает с реакцию с серотонином, генерируя слабый электрический сигнал, который можно измерить и пересчитать в значение концентрации. Чувствительность такого сенсора достигает 72 пикомоль на литр — что примерно в 200 раз меньше типичных уровней серотонина в слезной жидкости человека.
Линзу проверили на мышах, подвергавшихся хроническому стрессу. Уровень серотонина в их слезах снижался, кортизола — рос. Схожие результаты получены в небольшом пилотном исследовании образцов слезной жидкости, собранных у 10 добровольцев во время стандартизированного стресс-теста.
Сенсор, что важно, многоразовый — сбрасывается небольшим электрическим током — и весьма надежный: точность показаний сохраняется при проведении до 400 измерений в течение нескольких дней.
«Глаз представляет собой уникальное окно как в офтальмологическую, так и в системную физиологию. В рамках нашей программы глазной биоэлектроники мы разрабатываем мягкие устройства, способные превратить слезную пленку в источник долговременной биохимической информации. Серотонин — важная модельная мишень, но наша цель шире — создать носимые глазные системы, способные отслеживать множество биомаркеров и физиологических сигналов во времени», — подчеркнул инженер-химик Янчжи Чжу, руководивший исследованием.
Следующий этап изысканий — переход от нынешних устройств, подключаемых к лабораторному оборудованию, к полностью интегрированной носимой системе с беспроводным интерфейсом.
