Учёные из США, Кореи, Франции и Китая разработали гибкий пластырь, который анализирует химический состав пота и отправляет данные в специальное приложение для смартфона. Новое устройство позволит спортсменам уже сегодня следить за состоянием организма прямо во время тренировок, а в будущем с его помощью можно будет проводить диагностику заболеваний. Результаты работы опубликованы в журнале Science Translational Medicine.
Одноразовый пластырь размером и толщиной с монету анализирует кислотность пота, концентрацию ионов хлоридов, глюкозы и молочной кислоты. Он прикрепляется на кожу предплечья или спины и, помимо прочих показателей, определяет наличие биомаркера на предрасположенность к кистозному фиброзу. Исследователи полагают, что в будущем — возможно, после некоторых модификаций — это устройство можно будет использовать для диагностики некоторых болезней. «Пот — это насыщенный химический бульон, содержащий ряд важных химических соединений, несущих информацию о физиологическом здоровье», — объясняет Джон Роджерс (John Rogers), один из авторов исследования. «Разработанная нами платформа для анализа пота позволит людям следить за своим здоровьем на месте, без необходимости делать анализ крови. Это возможно благодаря интегрированной электронике, которая не нуждается в батарее, но, тем не менее, поддерживает беспроводное подключение к смартфону», — говорит член научной группы Юнган Хуан (Yonggang Huang). С помощью пластыря спортсмен сможет в реальном времени следить за водно-солевым балансом и терморегуляцией организма, а также определять уровень обезвоживания.
Во время выполнения упражнений пот через микроскопические каналы попадает в четыре небольшие круглые камеры внутри устройства. Там протекают химические реакции, которые вызывают изменение цвета индикаторов, каждый из которых реагирует на определённое соединение. Этот метод определения количественного содержания вещества по интенсивности окраски растворов называется колориметрией. Когда к сенсору подносят смартфон, приложение фотографирует пластырь, анализирует картинку и считывает данные о концентрации биомаркеров. «Кроме того, это устройство определяет скорость потоотделения и интенсивность потери воды с по́том, а при необходимости может хранить образцы для последующего анализа в лаборатории», — добавляет Роджерс.
Пластырь испытали на двух группах спортсменов: девять человек занимались на велотренажёрах в фитнес-центре, а двенадцать участвовали в гонке El Tour de Tucson. У атлетов из первой группы взяли образцы пота и сделали анализ в лаборатории — оказалось, что полученные результаты согласуются с данными нового сенсора. На второй группе исследователи проверили прочность и долговечность устройства в непредсказуемых и сложных условиях пустыни. Пластыри прошли испытание успешно: они не отклеивались и не протекали.
Учёные считают, что ту же технологию можно использовать для сбора и анализа других жидкостей организма — слёз, слюны или выделений из ран. Её можно применять не только для подготовки спортсменов, но и для тренировки военных: контролируя водный-солевой баланс, солдаты смогут дольше сохранять силы.