Carolin Psottas doktorsavhandling öppnar upp för tekniker som i framtiden kan möjliggöra snabbtester både på sjukhus och i hemmet för såväl urinvägsinfektion som covid. Men även sätt att hålla koll på blodsockernivåer under operationer och trådlös övervakning av olika bakterieinfektioner.

“Electrochemical (bio)sensors operating in human physiological fluids” är namnet på Carolin Psottas doktorsavhandling som handlar om hur elektrokemiska biosensorer kan detektera framför allt bakterier och virus i mänskliga vätskor som blod, urin, plasma och saliv.

– Min förhoppning är att tester som idag kan ta flera dagar och måste göras i flera steg, tack vare dessa biosensorer kan underlätta både för privatpersoner och sjukvården framöver, säger hon.

Hon visar i sin mobiltelefon hur en av hennes biosensorer ser ut. Det är en rund tunn platta, cirka två millimeter i diameter, i spetsen av en smal stång som kan fästas på olika instrument.

­– Det finns olika typer av biosensorer. Att den är elektrokemisk innebär att en elektrod på ytan tar upp biokemiska händelser från sin omgivning.

Min förhoppning är att dessa biosensorer kan underlätta både för privatpersoner och sjukvården framöver.

Forskaren Carolin Psotta 

 

Under sina knappt fyra år som doktorand har hon tagit fram fyra slags sensorer som kan användas för olika ändamål.

Sensorn som upptäcker covid

Här har Carolin Psotta utgått från de studier som visar att salivens sammansättning ändras efter en covidinfektion, och använt sig av en teknik som kallas elektronisk tunga (electrical tongue).

– Uttrycket är en metafor från naturen och syftar på våra smaksinnen. Var och en säger de inte så mycket om vad vi har i munnen, men helheten avslöjar vad. Sensorn är uppbyggd av sex olika metaller som var och en ger skilda signaler. Tillsammans upptäcker de om saliven kommer från en covidsmittad eller ej.

Sensorn som håller koll på blodsockret

En enzymbaserad biosensor som testats på humant plasma och outspätt blod. Allt under homeostatiska förhållanden, vilket innebär att proverna har exakt samma egenskaper som inuti kroppen, utan tillsatser och under samma fysiska betingelser. Enzymet på sensorn käkar upp glukosen i blodet, en reaktion som sensorn registrerar.

– Sensorn kan exempelvis användas vid operationer för att övervaka patientens blodsockernivå som ofta varierar när kroppen får en stressreaktion.

Sensorn som upptäcker urinvägsinfektion

Den här biosensorn utvecklades för att registrera förhöjd nivå av specifikt e.coli-bakterier i både humanurin och artificiell urin. Sensorn kan även överföra information trådlöst till exempelvis en mobil eller en dator.

– Ett användningsområde kan vara att lägga in sensorn i en blöja där det finns en förhöjd risk för urinvägsinfektion. Sjukvårdspersonalen kan då övervaka nivåerna och upptäcka bakterierna i tid.

Sensorn som pekar ut bakterietyper

Biosensorn registrerar tre olika typer av bakterier baserat på metaboliska förändringar i artificiell urin. Även här tillämpas den elektroniska tung-tekniken för att särskilja infekterad urin från urin utan bakterier.

– Genom att se vilka molekyler som saknas i urinen, eller släpps ut, vet vi också vilka bakterier som härjar där.

Carolin Psotta hoppas nu att hennes forskning ska leda till kliniska studier så att biosensorerna kan utvecklas vidare och så småningom komma ut på marknaden och göra nytta.

 

Text: Magnus Erlandsson

 

Text: Kommunikationsavdelningen