Magazín Experiment: Je na obzoru biosenzor k monitorování ledvin? A proč mají papoušci barevné peří?

Zjednodušit odhalování rizika selhání ledvin může senzor, na kterém pracují studenti z Vysoké školy chemicko-technologické. Se svým nápadem vyhráli mezinárodní soutěž univerzitních týmů SensUs Technické univerzity v nizozemském Eindhovenu. Zatím musí pacienti na odběry do nemocnice, díky senzoru by ale měření mohli provádět sami doma.

„Zvítězili jsme v asi nejobjektivnější kategorii Analytic Performance, která značí, že náš biosenzor byl ze všech přítomných na soutěži nejpřesnější a zároveň splňoval parametry dané odbornou komisí,“ říká hrdě vedoucí týmu Daniel Křížek.

Jeho kolega Jan Šťovíček mezitím bere do ruky modrou krabičku ve tvaru ledviny. „Má naše týmové barvy, to nejdůležitější ale schovává,“ usmívá se. „Celé zařízení vlastně slouží k detekci kreatininu. To je odpadní molekula, která z těla odchází pomocí ledvin, a my jsme tak schopni říct, jestli dochází k jejich selhání anebo ne.“

Čip je ovšem zatím docela veliký, což je pro nepřetržité sledování funkce ledvin nepraktické. Vědci ho proto chtějí zmenšit zhruba na velikost desetikoruny, aby si ho pacient mohl přilepit na ruku.

„Vzorek odebíráme pomocí drobných jehel těsně pod pokožkou, kde je tkáňový mok. Zařízení měří a člověk si z něj jednou za den, za dva načte data, aby věděl, jaký je jeho aktuální zdravotní stav,“ popisuje Daniel Křížek.

Daniel Křížek (vlevo) a Jan Šťovíček z Vysoké školy chemicko-technologické|foto:Eva Kézrová, Český rozhlas

Tři kroky k výsledku

Senzor tvoří tři části připojené za sebou. Do první proudí tkáňový mok obsahující kreatinin. Vzorek se díky dialyzační membráně v čipu oddělí od všech velkých částic, které jsou pro měření nežádoucí, a poté dochází k reakci s triádou enzymů. Poslední část senzoru je pak díky elektrochemickým procesům schopna poskytnout uživateli informace, jaká je ve vzorku koncentrace kreatininu.

Aby senzor správně fungoval, je potřeba, aby v něm docházelo k proudění. „Aby neustále přicházel nový vzorek na elektrodu, což je předběžný princip do budoucna aplikovatelný na kontinuální určování kreatininu,“ dodává Daniel Křížek. Zatím si proto výzkumníci v laboratoři pomáhají speciální pumpou.

Čip je propojený s notebookem, kde je možné odečíst naměřené hodnoty. Vědci ale už pracují i na mobilní aplikaci, která by například po přiložení telefonu dokázala data zobrazit.

Výzvy pro příští rok

Třináctičlenný tým studentů Vysoké školy chemicko-technologické spolupracuje při vývoji biosenzoru napříč obory samozřejmě i s lékaři, kteří se věnují ledvinám. Teď musí ještě vyřešit mechanismus odběru vzorků a také ukládání nepotřebných látek.

Čtěte také

Některé léky jsou pro ledviny napůl jedy, varuje nefrolog. Jak by měla vypadat péče o ledviny?

„Je to práce minimálně na další rok,“ odhaduje vedoucí výzkumu. „Úspěch, kterého jsme dosáhli, nebyl úplně očekávaný z naší strany a všem členům to samozřejmě dalo zase další chuť do práce.“

Prototyp biosenzoru, který může varovat před selháním ledvin, by studentský tým chtěl dokončit v polovině příštího roku.

Kterým pacientům by mohl biosenzor nejvíce pomoci? Proč klesá odolnost betonu a může cement nahradit nějaké jiné ekologické pojivo? Jak omezit enormní spotřebu energie při vývoji Umělé inteligence? A co způsobuje jedinečné zbarvení peří papoušků? Poslechněte si celý Magazín Experiment.