Koreański zespół z KAIST opracował ultracienki, elastyczny „smart-patch”, który potrafi jednocześnie i w czasie rzeczywistym profilować metabolity w pocie – bez barwników, odczynników i bez pobierania krwi. Łatka łączy mikrofluidykę (sekwencyjne zbieranie potu w mini-komorach) z nanofotonicznym czujnikiem SERS, który odczytuje widma cząsteczek światłem. W testach na ludziach system śledził wahania mocznika, mleczanu i tyrozyny podczas wysiłku oraz po zmianach diety, a sygnały ilościowo „doczyszczała” sztuczna inteligencja. Praca została opublikowana 27 sierpnia 2025 r. w Nature Communications i – jeśli przejdzie ścieżkę kliniczną – może stać się brakującym ogniwem „diagnostyki bez igły” dla chorób przewlekłych, personalizowanej diety czy monitorowania ekspozycji środowiskowej.
Nanofotonika spotyka mikrofluidykę – jak to działa?
Łatka to w praktyce dwa zespoły: warstwa kontaktu ze skórą z portem zbierania potu oraz warstwa „plazmofluidyczna” z mikrokanałami i srebrnymi nano-wyspami, które wzmacniają sygnał Ramana (SERS). Kanały mają zawory „capillary burst”, dzięki którym pot płynie po kolei do 6–17 komór, tworząc chronologiczną taśmę próbkowania – jedna aplikacja plastra daje serię „czasowych probówek”. Na tej samej powierzchni SERS rejestruje widma, a model ML rozdziela nakładające się sygnały i przelicza stężenia. W odróżnieniu od wielu noszalnych czujników kolorometrycznych lub enzymatycznych, tu nie trzeba żadnych etykiet czy barwników – sygnał jest label-free. Konstrukcja (elastyczny PDMS ze srebrnymi nano-wyspami formowanymi przez „odpuszczanie” cienkiej warstwy w 160°C) jest na tyle sprężysta i stabilna, że znosi wielokrotne zginanie i ścieranie w trakcie ruchu.
Od sportu po cukrzycę i dną moczanową
„Plaster z potu” rozwiązuje dwa stare problemy: pobór próbek bez nakłuwania i ciągłość czasową. Dla sportowców i fizjoterapii oznacza to śledzenie progu mleczanowego i regeneracji bez labu; dla pacjentów metabolicznych – wgląd w wahania metabolitów po posiłkach i lekach. Autorzy podkreślają, że ten sam zestaw technik da się rozszerzyć na kolejne markery, a zmapowanie profilu potu w czasie zbliża nas do fenotypowania metabolicznego „tu i teraz”. Z punktu widzenia systemu ochrony zdrowia najcenniejsza jest skalowalność: jedna, tania łatka zamiast odczynników i wielokrotnych pobrań. Oczywiście przed kliniką stoją jeszcze walidacje wieloośrodkowe, porównania z krwią i standaryzacja przepływów danych – ale kierunek jest wyraźny: diagnostyka bez igły przestaje być sloganem.
Co pokazali w badaniu?
W pilotażu na ochotnikach łatka ciągle zbierała pot podczas ćwiczeń, a następnie – już bez zmiany sensora – rejestrowała odpowiedź po „diecie bogatej w puryny” (kontrola kwasu moczowego) i w innych stanach aktywności. To pierwsza demonstracja równoczesnej, ilościowej analizy trzech metabolitów z potu bez etykiet, zsynchronizowanej z osią czasu, a więc idealnej do obserwacji dynamiki przemian. KAIST zapowiada rozwój platformy w kierunku zarządzania chorobami przewlekłymi, monitorowania odpowiedzi na leki i poszukiwania nowych biomarkerów. Jeśli kolejne wersje dostaną bezprzewodową telemetrię i kalibrację krzyżową z krwią/uryną, taka łatka może trafić zarówno do wearables, jak i do ambulatoryjnej diagnostyki punktowej.
Źródło:
- https://www.nature.com/articles/s41467-025-63510-2
- https://phys.org/news/2025-09-smart-patch-blood.html
- https://news.kaist.ac.kr/newsen/html/news/?mng_no=51550&mode=V