Ученые из Университета штата Вашингтон разработали тест, который позволяет примерно за 15 минут оценить состояние внутренних биологических часов человека. Для анализа нужна капля крови, бумажная тест-полоска и смартфон со специальным считывателем. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanoscale Horizons (NanoH).
Ученые создали систему для определения уровня мелатонина — гормона, концентрация которого меняется в течение суток и служит одним из ключевых маркеров циркадных ритмов. Вечером его уровень повышается, сигнализируя организму о наступлении физиологической ночи, а утром снижается.
Тест сочетает бумажную полоску и напечатанный на 3D-принтере флуоресцентный считыватель для смартфона. Для повышения чувствительности исследователи использовали наночастицы европия, способные давать яркий сигнал. Система обнаруживает мелатонин в концентрации до 10 пикограмм на миллилитр крови — уровне, который соответствует раннему началу физиологической ночи.
В отличие от лабораторных методов, новая технология потенциально позволяет получать результат непосредственно на месте, без отправки образца крови в лабораторию. По принципу она напоминает экспресс-тесты, однако вместо ответа «да» или «нет» показывает количественный уровень гормона.
По словам ведущего автора работы Энни Ду, одной из главных целей разработки является контроль циркадных ритмов космонавтов. В условиях космического полета естественный цикл дня и ночи нарушается, что может влиять на сон, бодрость и работоспособность.
Технология также может оказаться полезной для людей, работающих ночью или по сменному графику, а также при изучении нарушений сна. Сейчас исследователи проверяют тест на реальных образцах плазмы добровольцев. В перспективе они планируют создать систему для непрерывного мониторинга мелатонина, аналогичную устройствам для постоянного измерения глюкозы.
Ранее ученые выяснили, что пик депрессивных и тревожных настроений приходится на 8-9 часов утра.