Группа исследователей из Университета штата Вашингтон представила инновационный тест, который позволяет всего за 15 минут определить состояние внутренних биологических часов человека. Для проведения анализа требуется лишь капля крови, специальная бумажная тест-полоска и смартфон с соответствующим считывателем. Результаты работы были опубликованы в научном журнале Nanoscale Horizons (NanoH).
Разработанная система предназначена для определения уровня мелатонина — гормона, уровень которого изменяется в течение суток и является одним из основных маркеров циркадных ритмов. Уровень мелатонина повышается вечером, сигнализируя организму о наступлении физиологической ночи, а утром, наоборот, снижается.
Тест комбинирует бумажную полоску с напечатанным на 3D-принтере флуоресцентным считывателем для смартфонов. Для повышения чувствительности устройства ученые использовали наночастицы европия, которые способны выдавать яркий сигнал. Система позволяет обнаруживать мелатонин в концентрации до 10 пикограмм на миллилитр крови, что соответствует раннему началу физиологической ночи.
В отличие от традиционных лабораторных методов, новая технология обеспечивает возможность получения результатов непосредственно на месте, без необходимости отправки образца крови в лабораторию. По своим принципам тест напоминает экспресс-методы, но вместо бинарного ответа «да» или «нет» он демонстрирует количественный уровень гормона.
Как отметила ведущий автор исследования Энни Ду, одной из основных задач разработки является контроль циркадных ритмов у космонавтов. В условиях космоса естественный цикл дня и ночи нарушается, что может негативно сказываться на сне, бодрствовании и работоспособности астронавтов.
Кроме того, эта технология может оказаться полезной для людей, работающих в ночное время или по сменному графику, а также при изучении различных нарушений сна. В настоящее время исследователи проводят тестирование на реальных образцах плазмы добровольцев. В дальнейшем они планируют разработать систему для непрерывного мониторинга уровня мелатонина, аналогичную устройствам для постоянного измерения глюкозы.
