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Nanoscale:开发出携带透明传感器的葡萄糖检测隐形眼镜

来源:生物谷 2016-11-03 21:11


2016年11月3日/生物谷BIOON/--一项新的研究提示着1型糖尿病患者可能有朝一日能够通过隐形眼镜上的一种透明的传感器监控他们的血糖水平,甚至控制他们的胰岛素输注。

这种传感器使用一种纳米结构的晶体管---特别是一种无定形的铟镓氧化物场效应晶体管(IGZO FET),能够检测眼睛泪液等生理缓冲液中微小的葡萄糖变化。

来自美国俄勒冈州立大学的研究人员说,他们利用IGZO FET制造出的传感器将能够传送实时的葡萄糖信息到一种运送调节血糖所需的激素:胰岛素和胰高血糖素的穿戴式泵中。事实上,这种传感器和这种泵发挥着一种人工胰腺的作用。

论文通信作者、俄勒冈州立大学化学工程教授Greg Herman说,“我们有发挥作用的完全透明的传感器。我们接下来想要做的事情就是充分进行通信方面的开发,并且我们想要利用完整的隐形眼镜作为检测和通信电子仪器的承载平台。”

“我们能够将一组传感器整合到这种隐形眼镜中,也可检测其他的物质:应激激素,尿酸,针对青光眼的眼压检测,诸如此类。我们能够监测眼泪中的很多化合物,而且鉴于这种传感器是透明的,它不会阻挡视力。”

IGZO FET密集填充的六角形纳米结构网络是利用有低成本制造潜力的互补图案化(complimentary patterning)技术制造出的。这些技术包括胶体纳米刻蚀和电流体动力打印。相关研究结果发表在Nanoscale期刊上,论文标题为“A field effect glucose sensor with a nanostructured amorphous In–Ga–Zn–O network”。

谷歌公司已在开发检测葡萄糖的隐形眼镜,但是它并不是完全透明的。Herman说,“它是一种电流型传感器,而且你能够观察到芯片,这意味着它不得不位于隐形眼镜的侧边。另一个问题是它所产生的信号依赖于这种传感器的尺寸,你仅能够让它非常小,不然你将不能够获得一种有用的信号。利用一种场效应晶体管(FET)传感器,你实际上能够让它变得更小和增强输出信号。”

Herman说,“糖尿病患者并不穿戴一种泵。很多患者仍然利用葡萄糖试纸条检测血液中的葡萄糖浓度,然后进行自我注射。利用这种隐形眼镜,人们将能够利用自我注射来控制他们的糖尿病病情。这种传感器能够与你的手机进行通信来提醒你的葡萄糖水平偏高还是偏低。”

Herman说,这些透明的FET传感器可能最终被用来检测特征性的癌症风险生物标志物以便进行癌症检测。它们的高灵敏度也可能被用来测量脉搏率、氧气水平和其他的需要进行精准控制的健康监测因素,等等。(生物谷 Bioon.com)

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A field effect glucose sensor with a nanostructured amorphous In–Ga–Zn–O network

Xiaosong Du, Yajuan Lia and Gregory S. Herman

doi:10.1039/C6NR05134K

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