Po domácku vyrobený senzor odhalí selhání orgánů

Helena Vrecková  |  Věda

Co vše se dá vyrobit v domácích podmínkách? Plně vybavenou nemocnici byste asi neposkládali, ale na začátek bude stačit jeden malý funkční senzor detekující akutní zánět slinivky břišní.

Diagnostická zařízení jsou drahá a testy často trvají nepřiměřeně dlouho. Proto je velkým úspěchem, když někdo v této oblasti dokáže něco změnit. Pokusili se o to vědci z texaské univerzity v Austinu (University of Texas). Z materiálů, které jsou levné a snadno k sehnání vytvořili jednoduchý detekční přístroj, který určí akutní zánět slinivky břišní, a navíc mnohem rychleji než nynější techniky. Vše, co k tomu výzkumní pracovníci potřebovali, bylo jen světlo LED, želatina, hliníková fólie, mléčné proteiny a pár dalších lehce sehnatelných materiálů.

Detekční přístroj o velikosti krabičky zápalek

Vědci pod vedením Richarda Crookse již dříve zkoušeli nové způsoby, jak snadno odhalit selhání určitých orgánů. Úspěch slavili až s tímto jednoduchým přístrojem, schopným odhalit pankreatitidu, jinak také zánět slinivky břišní. Tento vážný stav se projevuje ostrou bolestí břicha, nevolností či šokem a může vést k dlouhodobým komplikacím, jako je zhoršování funkčnosti slinivky břišní, nebo v horším případě k smrti.

Senzor pracuje ve dvou krocích, které vedou k určení diagnózy. Prvním krokem je odebrání vzorku krve od pacienta. Tento vzorek se nanese na první vrstvu senzoru, která je tvořena želatinou a mléčnými proteiny. Pokud se v krvi vyskytuje vysoká hodnota trypsinu – trávicího enzymu, jehož zvýšené množství způsobuje právě akutní zánět slinivky břišní, bude první vrstva senzoru rozložena. Trypsin totiž zničí želatinu stejně účinně, jako rozkládá bílkoviny v žaludku.

Přístroj k detekci zánětu slinivky břišní se ve srovnání s mincí. Zdroj: University of Texas
Přístroj k detekci zánětu slinivky břišní se ve srovnání s mincí. Zdroj: University of Texas

V průběhu první části testu je ke vzorku krve přidána kapka roztoku hydroxidu sodného. V případě, že byla úroveň trypsinu dostatečně vysoká, aby rozložila první překážku, se hydroxid sodný dostane k pásu hliníkové fólie a započne tím druhou část diagnostiky.

Hliníková fólie působením hydroxidu sodného koroduje a odhaluje hořčíkovou anodu. Ta po spojení s katodou uzavře elektrochemický obvod s napětím 2,2 V, které je dostačující, aby rozsvítilo červenou LED. Pokud se světlo rozsvítí do jedné hodiny od aplikace vzorku krve, je u pacienta diagnostikována akutní pankreatitida.

Biosenzory, se kterými vás vyšetří i laik

Využití by přístroj nenašel jen v rozvojových zemích, ale také ve stavech po přírodních katastrofách, kdy může dojít ke zničení složitějšího lékařského vybavení. Případně na vzdálených místech, kde nemocnice nejsou v dosahu, což by se pacientovi mohlo stát osudným.

Pro vědce však není důležitý ani tak konkrétní přístroj jako skutečnost, že i jednoduchá a levná pomůcka může zastat práci mnoho dražšího lékařského vybavení. Proto je dalším cílem Richarda Crookse vytvořit účinné biosenzory s vysokou mírou citlivosti. Podle vědců by pak k diagnostice některých nemocí stačilo umět použít kapátko a časovač.

O senzoru informoval také web Futurity, můžete si přečíst i abstrakt k výzkumu.

Nejčtenější