新型生物传感器能非侵入性检测唾液和眼泪中的极低葡萄糖浓度

   2024-04-18 工业品商城3
核心提示:据近日的最新消息,来自美国普渡大学及其合作伙伴的科研团队成功研发出一款全新的生物传感器,这款新型设备具备无需侵入的特点,能够实现糖尿病的精准测试,而且能够精确地检测出人体内唾液及泪水里极其微量的葡萄糖含量。值得一提的是,这一创新的技术并不需要那些复杂而冗长的制造流程,因此有望大大降低传感器的制造成本

    据近日的最新消息,来自美国普渡大学及其合作伙伴的科研团队成功研发出一款全新的生物传感器,这款新型设备具备无需侵入的特点,能够实现糖尿病的精准测试,而且能够精确地检测出人体内唾液及泪水里极其微量的葡萄糖含量。值得一提的是,这一创新的技术并不需要那些复杂而冗长的制造流程,因此有望大大降低传感器的制造成本,甚至可能使得我们不再需要依赖传统的针刺测试方法来诊断糖尿病。这项重要的研究成果已经在国际知名学术期刊《先进功能材料》上正式发表。

    现有的大部分传感器虽然能够准确地测量血液中的葡萄糖水平,但是对于泪液和唾液中的葡萄糖含量却无法进行有效的检测。然而,这项新开发的技术却能够广泛应用于唾液、泪水、血液以及尿液等不同的体液样本中,这在过去的研究中尚未得到充分的证明。

    新型生物传感器主要由三个关键部件组成:由石墨烯制成的纳米片层、铂纳米粒子以及葡萄糖氧化酶。其中,纳米片层就像是微型的玫瑰花瓣,每个花瓣都包含了多层堆叠的石墨烯。花瓣的边缘还悬挂着不完全的化学键,使得铂纳米粒子能够牢固地附着在上面。当纳米片与铂纳米粒子紧密结合时,就能够形成一个电极,然后再将葡萄糖氧化酶附着在铂纳米粒子上。酶能够将葡萄糖转化为过氧化物,并在电极上产生一个特定的信号。

    在过去,要制备出具有纳米结构的生物传感器成品,往往需要经过一系列复杂的处理过程,包括光刻、化学处理、蚀刻等等。然而,纳米片花瓣的独特之处在于,它们能够在任何表面上自然生长,且无需经历上述的处理步骤,因此成为了商业化生产的理想选择。

    除了在糖尿病测试方面的应用,这项技术还有潜力用于检测各种化合物,以满足其他医疗需求。例如,我们可以通过更换葡萄糖氧化酶为谷氨酸氧化酶,来测量神经递质谷氨酸,进而进行帕金森病和阿尔茨海默病的早期筛查;或者使用乙醇氧化酶来实时监测体内的酒精含量。这种传感器不仅适用范围广泛,而且具有快速便捷的优点。

    研究人员表示,这是他们首次在如此广阔的检测领域内发现这样低的感测极限。这种新型探测器能够检测到浓度仅为0.3微摩尔的葡萄糖,相比其他基于石墨烯、碳纳米管或金属纳米粒子等材料的电气化学生物传感器,其灵敏度更高。

    除此之外,这款传感器还能够区分来源于葡萄糖和其他化合物的信号,比如血液中常见的尿酸、抗坏血酸和对乙酰氨基酚等化合物,这些物质通常会对传感器产生干扰。更重要的是,这些化合物本身就具有电化学活性,也就是说它们自身就能够产生电子信号,而不像葡萄糖那样,需要先与酶发生反应之后才能产生单一的信号。


 
 
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