مستشعر يقيس جرعة الدواء المطلوبة عبر العرق

المستشعر الصغير الذي يعمل باللمس يستخدم العرق لاكتشاف مستوى الليثيوم (الفريق البحثي)

أنتج باحثون من جامعة كاليفورنيا الأميركية مستشعراً حيوياً صغيراً، يكتشف مستويات الدواء في الجسم من خلال العرق الموجود على سطح طرف الإصبع في أقل من 30 ثانية، دون الحاجة إلى الذهاب إلى العيادة.
واختبر الباحثون جهازهم على أدوية «الليثيوم»، حيث يمكن لهذه الأدوية أن تخفف من أعراض الاضطراب ثنائي القطب والاكتئاب، إذا تم تناولها بالكمية المناسبة، فالقليل جداً منها لن يحقق الغرض، في حين أن الإفراط في تناولها قد يؤدي إلى آثار جانبية خطيرة.
ولمراقبة كمية هذا الدواء في الجسم بدقة، يجب أن يخضع المرضى لاختبارات الدم الغازية، ولكن العلماء من جامعة كاليفورنيا أعلنوا عن المستشعر الجديد الذي يحل المشكلة، خلال مشاركتهم أمس (الأحد) في اجتماع الخريف للجمعية الكيميائية الأميركية (ACS).
ويقول شويو لين، طالب الدراسات العليا بجامعة كاليفورنيا، الذي شارك في عرض الجهاز خلال الاجتماع: «جسم الإنسان ينتج العرق باستمرار، غالباً بكميات صغيرة جداً والجزيئات الصغيرة المشتقة من الأدوية، بما في ذلك الليثيوم، تظهر في هذا العرق، ولقد أدركنا أن هذه فرصة لتطوير نوع جديد من أجهزة الاستشعار التي يمكن أن تكتشف هذه الجزيئات».
ويضيف سام إمامينجاد، الباحث الرئيسي في المشروع: «من خلال لمسة واحدة، يمكن لجهازنا الجديد الحصول على معلومات على المستوى الجزيئي مفيدة سريرياً حول ما يدور في الجسم، فنحن نتفاعل بالفعل مع الكثير من الأجهزة الإلكترونية التي تعمل باللمس، مثل الهواتف الذكية ولوحات المفاتيح، لذلك يمكن لهذا المستشعر الاندماج بسلاسة في الحياة اليومية».
ومع ذلك، فإن تصميم جهاز استشعار للكشف عن الليثيوم يمثل بعض التحديات التقنية، حيث يوجد العرق بشكل عام بكميات صغيرة فقط، لكن الاستشعار الكهروكيميائي اللازم لاكتشاف جزيئات الليثيوم المشحونة يتطلب بيئة مائية، ولتوفير تلك البيئة، صمم الفريق جلاً مائياً يحتوي على الجلسرين، ومنع هذا المكون الإضافي الجل من الجفاف وخلق بيئة محكومة للجزء الإلكتروني من المستشعر.
ولحجز أيونات الليثيوم بعد عبورها للجيل، استخدم الفريق قطباً كهربائياً انتقائياً للأيونات، حيث تولد الأيونات المتراكمة فرقاً في الجهد الكهربائي مقارنة بالإلكترود المرجعي، واستخدم الباحثون هذا الاختلاف لاستنتاج تركيز الليثيوم الموجود في العرق.
ولا يزال المستشعر في مرحلة الاختبار الأولي، ولكن التجارب أثبتت كفاءته، حيث قام الفريق بتجنيد أشخاص حقيقيين لاختباره، بما في ذلك شخص واحد في نظام علاج بالليثيوم.
سجل الباحثون مستويات الليثيوم لهذا الشخص قبل وبعد تناول الدواء، ووجدوا أن هذه القياسات كانت قريبة من تلك المشتقة من اللعاب، والتي أظهرت الأبحاث السابقة أنها تقيس مستويات الليثيوم بدقة.