Развитие болезни и состояние организма часто можно определить по содержанию биомаркеров в крови. Однако анализ крови осложнен необходимостью протыкать кожу и наличием множества мешающих компонентов, поэтому ученые активно развивают методы неинвазивного анализа таких биологических жидкостей, как слюна или пот.

Сенсорные устройства для анализа пота могут определять его компоненты по изменению окраски (колориметрические сенсоры), с помощью электрохимических процессов, а также флуоресцентными методами. Чаще всего создают электрохимические сенсоры в силу их высокой чувствительности, селективности, быстроты отклика и хорошей сочетаемости с материалами. Однако при одновременном определении нескольких метаболитов эти характеристики обычно снижаются.

Вэнья Хэ (Wenya He) с коллегами из Университета Цинхуа создали и протестировали на добровольцах устройство, которое состоит из шести электрохимических сенсоров на основе волокон шелка с добавлением наночастиц графита, допированных атомами азота, для одновременного определения метаболитов в поте.

Плетеная иерархичная и пористая структура шелково-графитовой ткани способствует эффективному транспорту электронов в ней и легко доступна для реагента. Более того, материал хорошо смачивается водой, позволяя веществу быстро достигать электрода. Частицы графита, допированного атомами азота, обеспечивали хорошую проводимость и наличие множества активных центров.

Ученые соединили полимерную пленку с электродами с узлом накопления и передачи сигнала и проверили устройство на определение концентрации глюкозы на добровольцах, которые занимались на велотренажере. Результаты анализа поступали на телефон по беспроводной связи. Концентрации глюкозы, полученные сенсором, согласовывались с данными более точного хроматографического анализа.

Подобные приборы могуть быть особенно полезны для больных сахарным диабетом. Корейские ученые создали пластырь, который не только мониторит показатели влажности, глюкозы, кислотности и тремора, но и содержит внутрикожные микроиглы, заполненные сахароснижающим препаратом метформином.