Камера смартфона покаже ваш стрес: новий датчик змушує кортизол світитися

Американський дослідник з кафедри біомолекулярної інженерії Каліфорнійського університету у Санта-Крузі Енді Є створив люмінесцентний датчик, який кріпиться до молекул кортизолу у крові та сечі і дозволяє вимірювати рівень стресу. 

Зазначається, що біосенсор на основі білка з високою точністю вимірює рівень кортизолу. Цей датчик сумісний зі смартфонами, що робить подібний тест ще більш доступним для користувачів.

Кортизол регулює кров’яний тиск та обмін речовин. Порушення вироблення цього гормону в організмі може спровокувати серйозні проблеми зі здоров’ям. Зазвичай, щоб виміряти рівень цього гормону, людині необхідно йти на прийом до лікаря та здавати аналізи. Нещодавній прорив у технології штучних біосенсорів дозволяє проводити тестування безпосередньо в лікарні, забезпечуючи точніші результати порівняно з існуючими методами.

Після того, як створений Енді Є біосенсор зв’язується з молекулами кортизолу у крові та сечі, він починає випромінювати світло, демонструючи концентрацію гормону. Результати проведеного дослідження підтвердили, що цей метод дозволяє надійно визначати кортизол у всьому діапазоні рівнів, важливих для здоров’я людини.

Розробник також продемонстрував, як цей біосенсор можна інтегрувати з камерою на смартфоні. Це дозволить вимірювати рівень кортизолу не тільки в лікарні або лабораторії, а у домашніх умовах.

Енді Є займається інженерією штучних білків, використовуючи обчислювальне проєктування на основі штучного інтелекту для створення принципо нових структур білків, а не модифікації вже існуючих. Для цього дослідник створив білковий біосенсор, у якому зв’язування кортизолу призводить до зближення двох модифікованих білків на молекулярному рівні. Це створює світловий сигнал. Більш яскраве світіння відповідає більш високому рівню кортизолу. 

За словами розробника, це перший приклад біосенсора, повністю розробленого за допомогою обчислень, здатного забезпечувати таку високу чутливість та динамічний діапазон для виявлення малих молекул аналіту. Використання камери для вимірювання кількості і кольору світла, що випускається, дозволяє визначати рівень кортизолу з більшою чутливістю, ніж дозволяють існуючі тести. 

Новий діагностичний інструмент працюватиме подібно до експрес-тестів на COVID-19, необхідна буде буквально крапля крові або сечі, яку змішуватимуть із розчином, що містить у собі біосенсор. Потім камера смартфона і додаток зможуть перетворити світло, що випромінюється, у прямий вимір рівня кортизолу. 

Цей біосенсор пропонує більш широкий динамічний діапазон, надаючи кількісні результати для нормального, надто низького та підвищеного рівня кортизолу. У перспективі ця технологія може також використовуватися при розробці лікарських препаратів або в діагностичних цілях для кращого розуміння та лікування проблем зі здоров’ям, що виникають через дефіцит чи надлишок кортизолу.

Результати дослідження опубліковані у журналі ACS

Джерело: SciTechDaily