基於唾液的創新型葡萄糖傳感器為糖尿病監測帶來變革
一種創新設備可以為更方便的糖尿病監測鋪平道路。阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的研究人員稱,一種測量唾液中葡萄糖水平的傳感器原型最終可以為人們提供一種簡單、快速、無痛的糖尿病監測方法。 卡塔赫納科技大學的研究人員開發出一種可以測量唾液中葡萄糖水平的傳感器,為糖尿病患者提供了一種監測血液中葡萄糖水平的替代方法。圖片來源:© 2023 KAUST; Anastasia Serin糖尿病是一種人體無法調節血糖水平的疾病。血糖水平升高會導致心血管疾病和其他病症,因此糖尿病患者必須將血糖維持在適度水平。傳統上,糖尿病患者使用儀器監測血糖,這種儀器每天數次刺破手指分析一滴血。最近,植入式傳感器可以提供連續的血糖監測,而無需令人不悅的針刺,但這些設備對較低血糖水平的準確性可能較低,而且未被批准用於兒童。托馬斯-安托普洛斯教授和阿比納夫-夏爾馬(上圖)目前正在開發一種晶體管傳感器陣列,可以同時檢測唾液中的多種代謝物。圖片來源:© 2023 KAUST; Anastasia Serin 唾液作為血液檢測的替代品檢測唾液是監測葡萄糖的一種更方便的方法,因為唾液與血糖水平相關。然而,唾液中的葡萄糖濃度遠低於血液中的葡萄糖濃度,因此,如果沒有先進的實驗室設備,就很難進行精確測量。現在,KAUST 團隊利用薄膜晶體管製造出了一種高靈敏度的葡萄糖檢測器。團隊成員阿比納夫-夏爾馬(Abhinav Sharma)說,這些體積小、重量輕、功耗低的設備可以作為廉價的一次性傳感器進行批量生產。”他說:”以唾液為介質的易用無創葡萄糖測量裝置可能會改變全球數百萬患者的生活。設備如何工作晶體管包含氧化銦和氧化鋅半導體薄層,上面有葡萄糖氧化酶。當唾液樣本放在傳感器上時,特定的酶會氧化其中存在的葡萄糖,生成D-葡萄糖酸內酯和過氧化氫。過氧化氫的電氧化作用產生電子,電子進入半導體層。這就改變了流經半導體的電流,而這種效應的大小表明了樣品中的葡萄糖濃度。研究人員使用添加了不同量葡萄糖的人體唾液樣本對他們的設備進行了測試,同時還分析了測試前空腹的志願者的唾液(唾液中的葡萄糖水平可能與餐後血糖不相關)。他們發現,該設備在不到一分鐘的時間內就能正確測量出各種葡萄糖濃度。最重要的是,唾液中的其他分子(包括果糖和蔗糖等醣類衍生物)並沒有阻礙傳感器的檢測。雖然該裝置的靈敏度會隨著時間的推移而下降,但在室溫下存放兩週後仍能保持良好的性能。未來展望研究小組目前正在開發一種晶體管傳感器陣列,可以同時檢測唾液中的多種代謝物。領導該團隊的托馬斯-安托普洛斯說:”開發可與智能手機集成的便攜式傳感器陣列是未來研究的一個潛在方向。”