Мониторинг уровня глюкозы, иглы не требуются

Устройства для неинвазивного мониторинга глюкозы в настоящее время коммерчески недоступны в Соединенных Штатах, поэтому люди с диабетом должны собирать образцы крови или использовать датчики, встроенные под кожу, для измерения уровня сахара в крови. Теперь, с новым носимым устройством, созданным исследователями из Пенсильвании, менее навязчивый мониторинг глюкозы может стать нормой.


Под руководством Хуанью «Ларри» Ченга, профессора по развитию карьеры Дороти Квиггл из Департамента инженерных наук и механики штата Пенсильвания, исследователи опубликовали подробные сведения о неинвазивном недорогом сенсоре, который может обнаруживать глюкозу в поту в организме человека. Биосенсоры и биоэлектроника. Газета, доступная в Интернете, будет опубликована в декабрьском печатном номере журнала.

Сначала исследователи сконструировали устройство с использованием лазерно-индуцированного графена (LIG), материала, состоящего из углеродных слоев различной формы толщиной в атом. Благодаря высокой электропроводности и удобному времени изготовления, составляющему всего несколько секунд, LIG ​​оказался идеальной основой для сенсорного устройства, но с этим было сделано существенное предостережение.

«Проблема здесь в том, что LIG вообще не чувствителен к глюкозе», – сказал Ченг. «Итак, нам нужно было нанести чувствительный к глюкозе материал на LIG».

По словам Ченга, команда выбрала никель из-за его высокой чувствительности к глюкозе и объединила его с золотом, чтобы снизить потенциальный аллергической реакции. Исследователи предположили, что LIG, оснащенный сплавом никель-золото, сможет обнаруживать низкие концентрации глюкозы в поте на поверхности кожи.

Материал с высокой чувствительностью к глюкозе был приоритетным. Пот демонстрирует удивительно низкие концентрации глюкозы по сравнению с кровью, но, по словам Ченга, существует сильная корреляция между уровнями глюкозы в поте и крови. Хотя концентрация глюкозы в поту примерно в 100 раз меньше, чем концентрация в крови, устройство команды достаточно чувствительно, чтобы точно измерить глюкозу в поту и отразить концентрацию в крови.

Чувствительность сплава никель-золото позволила команде Ченга исключить ферменты, которые часто используются для измерения глюкозы в более инвазивных, коммерчески доступных устройствах или в неинвазивных мониторах, предложенных другими исследователями. Однако эти ферменты могут быстро разрушаться со временем и при изменении температуры.

«Ферментативный сенсор должен храниться при определенной температуре и pH, а фермент не может храниться в течение длительного времени», – сказал Ченг. «С другой стороны, неферментативный сенсор глюкозы имеет преимущество с точки зрения стабильной работы и чувствительности к глюкозе независимо от этих изменений».

Для неферментативных сенсоров требуется щелочной раствор, который может повредить кожу и обычно ограничивает возможность ношения устройства. Чтобы решить эту проблему, Ченг и его команда прикрепили микрожидкостную камеру к сплаву LIG. Эта камера меньше, чем ранее разработанные конфигурации, чтобы обеспечить удобство ношения, и пористая, чтобы обеспечить широкий диапазон движений, таких как растяжение или раздавливание. Он подсоединен к входному патрубку, через который в раствор проходит пот, не позволяя раствору касаться кожи. Основной раствор взаимодействует с молекулами глюкозы с образованием соединения, которое вступает в реакцию со сплавом. Эта реакция запускает электрический сигнал, указывающий на концентрацию глюкозы в поте.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments