Изследователи от Калифорнийския технологичен институт разработиха преносим биосензорен пръстен за мониторинг на нивата на хормона естрадиол в потта. Технологията се базира на аптамери – ДНК фрагменти, проектирани по такъв начин, че да се свързват с естрогена. Този неинвазивен метод позволява да се наблюдават хормоналните промени в реално време. Сензорът е в състояние да открие малки концентрации на естрадиол в изкуствената пот за 10 минути и е показал висока ефикасност по време на тестовете върху жени. Пръстенът може да бъде полезен инструмент за проследяване на плодовитостта, женското здраве и други аспекти на хормоналния баланс.

Хората, които трябва да проследяват нивата на хормоните си, трябва да ходят до клиниките за кръвни тестове или да изпращат проби, взети у дома, до лаборатория. Тези методи обаче са инвазивни и отнемат много време. Кръвните тестове остават златният стандарт, но изследователите обръщат все по-голямо внимание на другите телесни течности и на медицинската информация, която те съдържат. В потта например има клинично значими биомаркери, но в изключително ниски концентрации. Досега не са разработвани сензори или носими устройства, които да са насочени конкретно към репродуктивните хормони в потта. Като например естрадиол, хормон от групата на естрогените, който играе ключова роля за плодовитостта и здравето на жените.

За разлика от повечето биосензори, които използват антитела или ензими за откриване на протеините, новата технология разчита на апатери. Това са къси фрагменти от едноверижна ДНК или РНК, които се свързват с цели, вариращи от малки молекули до токсини. Аптамерите са много по-малки и могат да бъдат създадени по химичен път, без да се използват лабораторни животни. Изследователите вече са разработили апамери за откриване на кортизол, серотонин, кофеин и дори някои видове рак.

За да създадат сензора за естрадиол, изследователите са разработили два взаимодействащи си слоя материал. Първият слой е интерфейс, покрит с аптамери, които могат да разпознават естрадиола. Вторият слой е електрод, съставен от златни наночастици и покрит с материал, наречен MXene, който усилва слабите електрически сигнали. Едноверижната ДНК, маркирана с метиленово синьо, багрило, което служи като електрохимична сонда, е предварително вградена в апамерите.

Когато се постави върху пръста, биосензорът генерира слаб ток, който предизвиква производството на пот и след това изтегля течността в малък резервоар за анализ. Когато потта запълни камерата, аптамерите обменят ДНК веригите, маркирани с метиленово синьо, за естрадиол. След това нивата на метиленовото синьо върху електрода се преобразуват в окончателно измерване нивата на естроген. Сензорът е в състояние да открие естрадиол в изкуствената пот за по-малко от 10 минути при концентрация от само 140 наномола, което е около нормалното ниво в човешката пот. Пръстенът включва и сензори, които следят температурата на кожата, рН и концентрацията на соли в потта, което позволява калибриране на показанията на хормоните в реално време и показването им на дисплея на смартфон.

След като тествали сензора върху синтетична пот, учените го предоставили на пет жени, за да проследяват менструалните им цикли. На две от жените са взети и кръвни проби, за да се сравнят с показанията на потта. И двата вида проби се променяли по сходен начин и следвали очаквания модел – нивата на естрадиол обикновено се увеличават в началото на цикъла и достигат своя връх преди овулацията. След освобождаването на яйцеклетката се наблюдава вторично покачване.

Пръстенът, предназначен за проследяване на менструалния цикъл, би могъл да бъде полезен и за проследяване нивата на естроген в контекста на въздействието върху либидото, еректилната функция и сперматогенезата. Този сензор би могъл да бъде полезен и за хора, подложени на хормонална терапия. Учените планират да разработят сензори, които могат да следят едновременно и непрекъснато няколко хормона, като използват аптамери. В момента те предлагат на пазара набор от биосензори, работещи на базата на потта.