Электронный чип научили определять уровень амфетамина в крови
Корейские ученые создали беспроводной датчик, который позволяет быстро и очень точно определять содержание производных амфетамина в моче и передавать данные на смартфон.
Амфетамины — это общее название стимуляторов, активирующих дофаминовую и норадреналиновую системы головного мозга и отвечающих, соответственно, за вознаграждение и мобилизацию организма. Поскольку активация этих систем вызывает всплеск энергии и провоцирует ощущение собственной ценности и важности, относительно недорогие амфетамины из лекарства, предназначенного для лечения нервных расстройств, быстро превратились в популярный среди молодежи наркотик (в просторечии — «спиды»).
Поскольку по частоте употребления амфетаминовые стимуляторы уступают только каннабису, необходимо было разработать быстрый и относительно недорогой способ определения амфетаминов в крови. К сожалению, существующие методы обнаружения амфетаминов (жидкостная и газовая хроматографии, масс-спектрометрия, твердофазная экстракция полимера и другие) работают медленно, очень сложные и при этом стоят достаточно дорого.
Чтобы ускорить и удешевить процесс, корейские ученые разработали химический сенсор на основе супрамолекулярных систем. Эти системы представляют собой светочувствительные самоорганизующиеся молекулярные комплексы. Главный «герой» такого комплекса — макроцикл (молекула, содержащая кольцо более чем из девяти атомов).
Макроциклы умеют распознавать и образовывать особо прочные ковалентные связи с ионами некоторых молекул. Ученые используют это свойство для синтеза красителей, а наш организм использует макроциклы в дыхательной цепи.
Корейские ученые синтезировали особую макроциклическую молекулу — кукурбитурил, построенную из шести фрагментов. Эта молекула отличается очень высокой чувствительностью к молекулам амфетаминов — настолько высокой, что «сбить со следа» кукурбитурил не может даже такой сложный и многокомпонентный раствор, как моча.
Ученые поместили разработанный ими молекулярный комплекс в беспроводной датчик, который передает данные на смартфон. В основу датчика лег водостойкий органический полупроводник, покрытый пленкой, в которую встроены чувствительные к амфетаминам молекулы кукурбитурила. После захвата амфетамина полупроводник передает сигнал на датчик, который, в свою очередь, посылает сигнал на смартфон.
Ученые надеются, что недорогие, гибкие, износостойкие и точные датчики найдут широкое применение в системе здравоохранения и облегчат лечение наркотической зависимости от амфетаминов.
Исследование опубликовано в журнале Chem.
Ранее инженеры разработали микрожидкостный датчик пота, который носится на теле и поможет следить за здоровьем спортсменов.
Евгения Щербина