Cercetătorii subliniază că noua tehnologie ar putea revoluţiona monitorizarea stresului, făcând-o mai accesibilă şi mai convenabilă. Ei sugerează că aceasta ar putea fi încorporată în dispozitive portabile pentru testarea la punctul de îngrijire. Sensibilitatea ridicată şi intervalul larg de detecţie o fac potrivită pentru diverse aplicaţii, de la gestionarea zilnică a stresului la diagnosticarea medicală. Utilizarea oxidului de iridiu ca electrod de referinţă este evidenţiată ca un progres semnificativ care ar putea fi aplicat la alte tipuri de senzori electrochimici.
Stresul este un inamic invizibil care afectează milioane de oameni din întreaga lume, însă o nouă descoperire ştiinţifică ar putea să îl facă mai uşor de identificat şi de combătut. Cercetătorii au dezvoltat un senzor de ultimă generaţie care poate măsura nivelurile de cortizol cu o precizie remarcabilă, oferind potenţial un nou instrument în lupta împotriva problemelor de sănătate legate de stres.
Cortizolul, denumit adesea „hormonul stresului”, joacă un rol crucial în răspunsul organismului uman la stres. Acesta reglează diverse funcţii corporale, inclusiv metabolismul, răspunsul imunitar şi tensiunea arterială. Cu toate acestea, nivelurile ridicate prelungit de cortizol pot duce la o serie de probleme de sănătate, inclusiv anxietate, depresie, probleme cardiovasculare şi slăbirea funcţiei imunitare.
În mod tradiţional, măsurarea nivelului de cortizol este un proces costisitor şi de durată, necesitând adesea analiza în laborator a probelor de sânge, salivă sau urină. Noul senzor schimbă această paradigmă, oferind o metodă rapidă, rentabilă şi foarte precisă de detectare a cortizolului.
Nucleul acestei noi tehnologii constă în designul său unic. Oamenii de ştiinţă de la Universitatea Xi'an Jiaotong-Liverpool (XJTLU) şi Universitatea Abertay au creat un senzor folosind un electrod de aur modificat cu molecule specifice care pot capta şi lega cortizolul. Ei au adăugat apoi un strat de anticorpi special concepuţi pentru a recunoaşte moleculele de cortizol. Această combinaţie permite senzorului să detecteze cortizolul cu o sensibilitate fără precedent.
Cu toate acestea, adevărata schimbare în acest studiu este utilizarea oxidului de iridiu ca electrod de referinţă. Electrozii de referinţă sunt componente esenţiale în senzorii electrochimici, oferind o bază stabilă pentru măsurători. Prin utilizarea oxidului de iridiu în locul electrozilor tradiţionali de argint/clorură de argint, cercetătorii au îmbunătăţit semnificativ stabilitatea şi reproductibilitatea senzorului.
„Detectoarele actuale de cortizol au electrozi de referinţă cu un strat de argint care este uşor oxidat şi instabil în măsurătorile electrochimice”, spune într-un comunicat primul autor, Tong Ji, în prezent doctorand la XJTLU. „În acest studiu, am folosit nanoparticule de oxid de iridiu pentru a acoperi stratul de argint. Această modificare îmbunătăţeşte stabilitatea, sensibilitatea şi reproductibilitatea detectării cortizolului în dispozitivele de la punctul de îngrijire”.
Rezultatele experimentelor au fost de-a dreptul impresionante, potrivit echipei. Senzorul a putut detecta niveluri de cortizol de până la 11,85 picograme pe mililitru - adică mai puţin de o trilionime de gram într-o picătură de lichid. Acest nivel de sensibilitate depăşeşte cele mai multe dintre metodele existente şi ar putea permite detectarea chiar şi a celor mai mici modificări ale nivelului de cortizol.
În plus, senzorul a demonstrat o performanţă excelentă într-o gamă largă de concentraţii de cortizol, de la 1 nanogram pe mililitru la 1 miligram pe mililitru. Această gamă largă de detecţie înseamnă că senzorul ar putea fi util în diverse scenarii, de la monitorizarea fluctuaţiilor zilnice de stres la diagnosticarea tulburărilor legate de stres.
„Aceasta este prima dată când oxidul de iridiu a fost utilizat în acest mod”, spune autorul corespondent dr. Qiuchen Dong, profesor asistent la XJTLU.
„Echipa noastră a produs un dispozitiv simplu şi ieftin de măsurare a cortizolului care detectează moleculele de cortizol la o concentraţie de 3.000 de ori mai mică decât intervalul normal de cortizol din sânge, ceea ce face ca dispozitivul să fie suficient de sensibil pentru utilizarea comercială”.
Implicaţiile acestei tehnologii sunt vaste. Imaginaţi-vă o lume în care v-aţi putea monitoriza nivelul de stres la fel de uşor ca şi cum v-aţi verifica ritmul cardiac pe un ceas inteligent. Acest lucru ar putea permite persoanelor să ia măsuri proactive în ceea ce priveşte gestionarea stresului, putând preveni apariţia problemelor de sănătate legate de stres înainte ca acestea să devină grave.
„Se caută de mult timp un dispozitiv de testare la punctul de îngrijire rentabil, uşor reproductibil şi uşor de utilizat, care să măsoare cu exactitate nivelurile de cortizol. Acesta ar putea face o diferenţă uriaşă pentru un diagnostic adecvat şi rapid al nivelurilor ridicate de cortizol, îmbunătăţind drastic viaţa oamenilor”, spune Ji.
Pentru profesioniştii din domeniul sănătăţii, acest instrument ar putea oferi informaţii valoroase despre tiparele de stres ale pacienţilor, permiţând strategii de tratament mai personalizate şi mai eficiente. Acesta ar putea fi deosebit de util în gestionarea unor afecţiuni precum sindromul Cushing (excesul de cortizol) sau boala Addison (lipsa cortizolului, insuficienţa corticosuprarenaliană), în care nivelurile anormale de cortizol joacă un rol semnificativ.
Cercetătorii preconizează ca această tehnologie să fie încorporată în dispozitive portabile, la punctul de îngrijire, făcând monitorizarea stresului accesibilă şi convenabilă pentru toată lumea. Deşi sunt necesare mai multe cercetări şi dezvoltări înainte de a vedea ecst instrument de detectare a stresului în uzul cotidian, recentul studiu marchează un pas semnificativ înainte pentru înţelegerea şi gestionarea stresului.
Deşi mai sunt încă multe de făcut înainte ca acest senzor pentru cortizol să facă parte din viaţa de zi cu zi, impactul său potenţial este incontestabil, spun autorii, oferind posibilitatea de a măsura şi monitoriza cu exactitate nivelurile de stres, deschizând astfel, noi posibilităţi pentru îngrijirea personalizată a sănătăţii şi gestionarea stresului.
Limitările studiului
Deşi rezultatele sunt promiţătoare, studiul a fost efectuat în condiţii de laborator, folosind probe artificiale, nu fluide corporale umane reale. Sunt necesare teste suplimentare pentru a confirma performanţa noului instrument în condiţii reale. Cercetătorii au observat, de asemenea, o anumită variabilitate între diferiţi senzori, care ar putea fi perfecţionată pe viitor. Stabilitatea pe termen lung şi efectele substanţelor care interferează în probele biologice complexe sunt domenii care necesită investigaţii suplimentare.
