宾夕法尼亚州立大学的研究人员开发了一种可穿戴式葡萄糖监测仪，可以无创地实时测量汗液中的葡萄糖水平。
在美国，无创血糖监测设备目前还没有商业化，因此糖尿病患者必须收集血液样本或使用嵌入皮肤下的传感器来测量他们的血糖水平。现在，宾夕法尼亚州立大学的研究人员发明了一种新的可穿戴设备，低侵入性的葡萄糖监测可能成为常态。
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在宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系Dorothy Quiggle职业发展教授Huanyu“Larry”Cheng的带领下，研究人员在生物传感器和生物电子学中发布了可以检测汗液中葡萄糖的无创、低成本传感器的细节。这篇论文将在该杂志12月的印刷版上发表。
研究人员首先用激光诱导的石墨烯(LIG)构建了该设备，这种材料由各种形状的原子厚碳层组成。具有高导电性和几秒钟的方便制造时间，LIG似乎是传感设备的理想框架-但有一个重要的警告，加布里埃尔·斯图尔特写道在PSU网站。
Cheng说:“这里的挑战是LIG对葡萄糖完全不敏感。”“所以，我们需要在LIG上沉积一种葡萄糖敏感材料。”
根据Cheng的说法，研究小组选择了镍，因为它对葡萄糖有很强的敏感性，并将其与金结合起来，以降低过敏反应的潜在风险。
镍金合金的敏感性使Cheng的团队排除了酶，酶通常用于更有侵入性的、商用的设备或其他研究人员提出的非侵入性监测器中测量葡萄糖。然而，这些酶会随着时间和温度的变化而迅速降解。
Cheng说:“酶传感器必须保持在一定的温度和pH值下，酶不能长期储存。”“另一方面，无论这些变化如何，非酶葡萄糖传感器都具有稳定的性能和葡萄糖敏感性方面的优势。”
非酶传感器需要碱性溶液，这可能会损伤皮肤，通常会限制设备的耐磨性。为了解决这个问题，Cheng和他的团队 在LIG合金上安装了一个微流体室。
程说，由于碱性溶液室较小，整个设备大约有四分之一的大小，并且足够灵活，可以安全地附着在人体上。
在概念验证测试中，研究人员使用一种皮肤安全的粘合剂，在饭后一小时和三小时将这种可重复使用的设备粘在人的手臂上。在每次测量之前，受试者进行了简短的锻炼——只够出汗。在收集汗液几分钟后，研究人员发现检测到的葡萄糖浓度从第一次测量到第二次测量。该设备的葡萄糖测量结果通过市售葡萄糖监测仪的测量结果进行验证。
Cheng和团队计划改进他们的原型，以用于未来的应用，包括解决患者或临床医生如何使用传感器进行增量葡萄糖测量或持续监测，以确定治疗措施，如注射胰岛素。他们还打算改进和扩展这个平台，以便更方便地监测其他生物标记物，这些生物标记物可以在填满身体细胞之间空间的汗液或间质液中找到。
Cheng说:“我们希望与医生和其他医疗保健提供者合作，看看如何将这项技术应用于患者的日常监测。”“这种葡萄糖传感器是一个基本的例子，表明我们可以提高对极低浓度汗液中生物标志物的检测。”
