В настоящее время большинству диабетиков приходится проверять уровень глюкозы в крови, выполняя анализ крови из пальца или с помощью подкожных имплантированных датчиков. Однако когда-нибудь экспериментальное новое устройство сможет выполнять эту работу, просто прилипая к поверхности кожи пользователя.
Этот недорогой датчик, который в настоящее время разрабатывается в Университете штата Пенсильвания, размером с четверть монеты доллара США, предназначен для измерения уровня глюкозы в поте человека. Хотя концентрация глюкозы в поту примерно на одну сотую больше, чем в кровотоке, тем не менее между ними существует устойчивая корреляция.
Датчик включает в себя вспененный электрод, состоящий из индуцированного лазером графена, покрытого сплавом никель/золото. Хотя графен очень прочен, химически стабилен и электропроводен, сам по себе он не чувствителен к глюкозе. Однако никель очень чувствителен к глюкозе, поэтому он используется в электроде. Золото добавлено, чтобы снизить риск аллергической реакции на никель.
Благодаря капиллярному действию устройство втягивает пот через небольшое отверстие и переносит его в микрофлюидную камеру, заполненную щелочным раствором. Система предохраняет этот раствор от прямого контакта с телом пользователя - это важное соображение, поскольку щелочные растворы могут повредить кожу.
Молекулы глюкозы, присутствующие в поте, вступают в реакцию с раствором, создавая соединение, которое направляется в вспененный электрод. Это соединение вступает в реакцию с никелем, образуя электрический сигнал. Используя внешнее или встроенное устройство для измерения силы этого сигнала, можно определить уровень глюкозы в поте и, следовательно, в кровотоке.
При испытании технологии, датчик был помещен на руку добровольцев с помощью безопасного для кожи клея. Показания снимались как через один, так и через три часа после приема пищи - прямо перед этими показаниями человек выполнял короткую тренировку, чтобы вызвать небольшое количество пота. Датчик показал, что их уровень глюкозы в крови упал между двумя показаниями, сообщая об уровнях, соответствующих значениям, полученным с помощью имеющегося в продаже монитора глюкозы.
«Мы хотим работать с врачами и другими поставщиками медицинских услуг, чтобы увидеть, как мы можем применить эту технологию для ежедневного наблюдения за пациентом», - говорит ведущий ученый, профессор Хуанью «Ларри» Ченг. «Этот датчик глюкозы служит основополагающим примером, демонстрирующим, что мы можем улучшить обнаружение биомаркеров в поту при чрезвычайно низких концентрациях».
Исследование описано в статье, недавно опубликованной в журнале Biosensors and Bioelectronics. В качестве примеров других носимых датчиков, которые используют разные подходы к измерению уровня глюкозы в поту, ознакомьтесь с устройствами, которые разрабатываются в Техасском университете, Университете Цинциннати, Корейском институте фундаментальных наук и Институте микроэлектронный цепей и систем Фраунгофера.
Источник: Penn State
