Nowatorski detektor metali ciężkich w organizmie człowieka

Nowatorski detektor metali ciężkich w organizmie człowieka

Naukowcy z University of Cincinnati (UC) skonstruowali czujnik, który szybko ostrzega o obecności metali ciężkich, w szczególności manganu, w organizmie człowieka. Ten nowy, niedrogi czujnik w technologii lab-on-a-chip wykrywa wysoce elektroujemne metale ciężkie szybciej niż jakakolwiek dostępna technologia.

Informacja o poziomach metali ciężkich staje się dostępna już w przeciągu dziesięciu minut. Nowy czujnik jest przyjazny środowisku dzięki zastosowaniu w nim elektrody z bizmutu, a także przyjazny dzieciom, gdyż do analizy wystarczą ledwie dwie krople krwi.

„Konwencjonalne metody pomiaru poziomów manganu we krwi wymagają wysłania do laboratorium przynajmniej pięciu milimetrów krwi, a wyniki dostępne są w przeciągu 48 godzin. W przypadku klinicznego monitorowania zdrowia poprzez pomiar tych poziomów we krwi pacjenta, gdzie normą jest niewielka ilość manganu, chcesz mieć szybką odpowiedź, szczególnie w obszarach wiejskich, gdzie dostęp do laboratoriów jest ograniczony.” – stwierdził Ian Papautsky z UC. „Nasy cyujnik wzmaga będzie ledwie dwóch kropel krwi i zapewni wynik w dziesięć minut. Do tego jest przenośny i może być stosowany w dowolnym miejscu.” – dodał.

Jednym z czynników motywujących do skonstruowania czujnika był trwający projekt Erin Haynes z UC, która bada zanieczyszczenie powietrza oraz wpływ na zdrowie manganu i ołowiu w Marietta, Ohio.

Czujnik wykorzystuje technologię woltametrii inwersyjnej z rozpuszczaniem anodowym, która wykorzystuje trzy elektrody: pracującą, referencyjną i pomocniczą.

Kluczowym dla takich czujników jest możliwość wykrywania metali elektroujemnych, jak mangan właśnie. Detekcja taka jest trudna ze względu na zachodzące zjawisko hydrolizy.

Rozwiązaniem jest zastąpienie konwencjonalnej węglowej albo rtęciowej elektrody roboczej pokrytą cienką warstwą bizmutu. Nowy czujnik wykazuje się również dużą niezawodnością nawet po wielu dniach ciągłego użytkowania.

(lk)