Med-Practic
Посвящается выдающемуся педагогу Григору Шагяну

События

Анонс

У нас в гостях

Aктуальная тема

Физкультура и спорт

Отслеживать переутомление спортсменов поможет датчик на основе берлинской лазури

Отслеживать переутомление спортсменов поможет датчик на основе берлинской лазури

Российские ученые разработали биодатчик на основе синего пигмента берлинской лазури, который с точностью до 99% определяет уровни глюкозы и лактата в крови и поте. Определенные концентрации этих молекул могут указать на переутомление, а еще на такие болезни как сахарный диабет и менингит. Предложенное устройство компактно и легко крепится к поверхности кожи, благодаря чему его можно использовать для непрерывного отслеживания состояния здоровья у спортсменов и пациентов с сахарным диабетом. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Sensors and Actuators, B: Chemical.


Профессиональные спортсмены, испытывающие значительные физические нагрузки, часто находятся под пристальным вниманием медиков, которые следят за их здоровьем. Состояние организма можно оценить по различным показателям, один из которых — органические молекулы, участвующие в метаболизме, то есть обмене веществ. Хорошими «маркерами» считаются глюкоза и лактат, поскольку уровень этих веществ значительно отклоняется от нормы, если человек подвергается слишком сильным физическим нагрузкам или болен. Так, например, высокие уровни глюкозы и лактата в отсутствие каких-либо нагрузок могут указывать на диабет, менингит, гипоксию (недостаток кислорода) и сепсис, то есть заражение крови. Если же в покое показатели не отклоняются от нормы, но по мере тренировки, например, у спортсменов, повышаются, это должно стать сигналом о том, что организму необходим отдых и восстановление.


Чтобы в режиме реального времени контролировать уровни глюкозы и лактата в организме, существуют специальные датчики. При этом они измеряют концентрацию соответствующих соединений не напрямую, а фиксируют количество молекул перекиси водорода, образующихся при их окислении в крови. В связи с этим датчики должны присоединяться к кровеносным сосудам под поверхностью кожи. Ученые стремятся сделать ношение таких устройств безболезненным, избежав повреждения кожи и стенок сосудов.


Ученые из Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) разработали биодатчик для отслеживания уровня глюкозы и лактата в человеческом поте, благодаря чему он не инвазивен и прост в использовании. За основу устройства авторы взяли электроды, покрытые наночастицами берлинской лазури — пигмента, входящего в состав синей художественной краски. Особенность этого соединения заключается в том, что оно чувствительно к перекиси водорода, благодаря чему с его помощью можно преобразовать химический сигнал о концентрации перекиси в электрический сигнал, поступающий к электроду.


Однако берлинская лазурь растворяется при действии гидроксильных ионов, которые присутствуют в человеческом организме и поте и образуются при восстановлении перекиси водорода. Чтобы избежать растворения пигмента, исследователи покрыли наночастицы защитным слоем гексацианоферрата никеля, который более стабилен к гидроксил-ионам.


Ученые экспериментально проверили чувствительность биодатчиков, поместив их в растворы глюкозы и лактата разных концентраций. Оказалось, что при любых концентрациях этих молекул, характерных для человеческого организма, устройство работало стабильно. Опыты с образцами человеческой крови и пота показали, что датчик определяет концентрации глюкозы и лактата в обеих жидкостях с точностью до 99%. Прибор передавал показания на специально разработанное для него приложение на смартфоне с помощью Bluetooth. Используемый в лаборатории образец отображал результат измерений в виде значения электрического тока, однако ученые планируют для удобства пользователей запрограммировать в него автоматически пересчет на показатели лактата и глюкозы. Благодаря этому человек сможет легко и быстро получить данные и интерпретировать их даже без участия врача.


Кроме того, авторы сравнили стабильность работы устройства на основе исключительно берлинской лазури с тем, частицы которого были покрыты защитным слоем гексацианоферрата никеля. Образцы имели одинаковую чувствительность, но последний работал до восьми раз дольше. При этом наиболее стабильными были датчики на основе частиц размером 50 нанометров, сопоставимых по величине с небольшими вирусами.


«Предложенные биодатчики стабильны и просты в использовании, благодаря чему с их помощью можно в режиме реального времени контролировать уровни лактата и глюкозы в крови и поте у спортсменов и пациентов с сахарным диабетом», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, и первый автор работы Елена Дабосс, старший научный сотрудник кафедры аналитической химии химического факультета МГУ.

 

Рисунок 1. Схема датчика для мониторинга уровней глюкозы и лактата в крови и поте.

 


Рисунок 2. Схема работы устройства.

 


Пресс-служба Российского научного фонда

Источник. poisknews.ru
Администрация сайта med-practic.com не несет ответственности

за содержание информации
Loading...
Share |

Вопросы, ответы, комментарии

Читайте также

Медицинская реабилитация и фитнес: какие отличия в подходах и целях?
Медицинская реабилитация и фитнес: какие отличия в подходах и целях?

Многие пациенты перед прохождением или во время курса медицинской реабилитации после травм, переломов, операций, инсультов, проявления хронических болей задаются вопросом...

5 эффективных растяжек для холодного времени года
5 эффективных растяжек для холодного времени года

Зимой мы горбимся под тяжестью курток и шапок. Это может повлиять на нашу осанку — привести к сутулости и даже к болям в позвоночнике...

«Углеводное окно»: правда или миф?
«Углеводное окно»: правда или миф?

Часто можно услышать, что после интенсивной тренировки появляется «углеводное окно». Мы расскажем, что это такое и как его использовать...

Питание и здоровье
Физическая активность и здоровье
Физическая активность и здоровье

Во Всероссийский день гимнастики напоминаем, что лучшее сочетание – это здоровое питание и физическая активность...

Обычная ходьба помогает стройности тела и крепости костей: одно условие усилит эффект
Обычная ходьба помогает стройности тела и крепости костей: одно условие усилит эффект

Прогулки на природе показывают результаты по снижению уровня стресса, тревоги и депрессии

Ходьба – отличное упражнение для поддержания физического и психического здоровья...

Хочешь похудеть – тренируйся утром: ученые сделали неожиданное открытие
Хочешь похудеть – тренируйся утром: ученые сделали неожиданное открытие

Ученые пересмотрели многие, казавшиеся незыблимыми, установки о спорте в нашей жизни

Оказывается, у утренних тренировок есть масса плюсов (не считая огромного минуса...

Ожирение
Что есть после тренировки
Что есть после тренировки

Занятия спортом укрепляют мышцы и помогают похудеть, но без правильного питания создать «тело мечты» не получится. Разбираемся вместе с экспертом, что можно есть после тренировки...

Питание и здоровье
Сюрпризы наследственности: На какие болезни, черты и особенности человека гены влияют сильнее
Сюрпризы наследственности: На какие болезни, черты и особенности человека гены влияют сильнее

Эксперты проекта «Просто такая генетика» рассказали о влиянии генов на болезни и особенности человека

 

В этом году отмечается 70-летие открытия структуры ДНК. В 1953-м биологи Джеймс Уотсон...

Генетика
Как убрать жир с подмышек
Как убрать жир с подмышек

Зачастую главной причиной появления некрасивых складок в области подмышек является лишний вес. Обладательницы избыточных килограммов испытывают не только физический дискомфорт, но и психологический...

Увеличенная грудь и спорт: можно ли заниматься при наличии имплантов
Увеличенная грудь и спорт: можно ли заниматься при наличии имплантов

Самый частый вопрос у пластического хирурга: “А можно ли мне потом заниматься спортом?”. Именно поэтому мы сегодня будем говорить на эту тему. Благодаря нашей статье каждая девушка найдет ответы на вопросы...

Здоров и красив Эстетическая медицина
Чем полезна растяжка: 5 уникальных свойств
Чем полезна растяжка: 5 уникальных свойств

Растяжка - один из методов улучшения здоровья, гибкости, красоты, стройности. Это знают все. Но в курсе ли вы, что именно улучшается за счёт растяжки? Читайте в статье о пяти полезных свойствах растяжки...

Как определить, в какой вы физической форме: 5 проверенных методов
Как определить, в какой вы физической форме: 5 проверенных методов

Физическая форма - показатель здоровья и силы организма. Но в чем определяется этот показатель и как понять, в какой человек физической форме? Рассказывает MedikForum.ru...

Здоров и красив
5 упражнений от ломоты в теле
5 упражнений от ломоты в теле

Малоподвижный образ жизни сейчас практикуют многие. Современный мир вынуждает людей сидеть за компьютерами и гаджетами, чтобы зарабатывать деньги и делать себе имя. Итогом такого поведения становится отнюдь...

Спортивный образ жизни после 40 лет: на что обращать внимание
Спортивный образ жизни после 40 лет: на что обращать внимание

Независимо от уровня физической подготовки, упражнения для женщин в возрасте 40 лет и старше несколько отличаются от упражнений, рекомендуемых для женщин в возрасте 20-30 лет...

САМЫЕ ЧИТАЕМЫЕ СТАТЬИ