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手机测血糖新思路:重复使用的血糖传感器

来源:康健新视野 2017-12-12 11:43

 

现在,智能手机整合了很多设备,拥有了越来越强大的功能,包括GPS、气压感知、深度感知等等。但是,目前对于糖尿病患者来说,血糖仪依然是一个独立的设备。很多科学家尝试着将血糖仪整合到我们日常使用的智能手机中,以满足用户日常活动中,对血糖移动监测的需要。

来自加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的科学家们开发了一款智能手机外壳以及应用程序,帮助有需要的人群在家中或路上记录和跟踪他们的血糖情况。

将血糖测定功能整合到智能手机中自然是好处多多的。首先,自然是不需要在出门的时候额外携带个血糖仪。来自UCSD电子和计算机系的教授Patrick Mercier表示,“除此之外的好处就是手机可以将血糖数据自动存储、处理和发送到医护人员或者云端服务。”

这款设备名为GPhone,是由Mercier、纳米工程教授Joseph Wang和他们在加州大学圣迭戈分校工程学院的同事开发的一种新型的概念验证便携式葡萄糖传感系统。Wang和Mercier分别是加州大学圣地亚哥分校的可穿戴传感器中心的主任和副主任。他们的团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表了这项研究。

GPhone有两个主要部分。其中之一是一款轻薄的3D打印外壳,适合于智能手机,在一个角落有一个永久的可重复使用的传感器。第二部分是小的、一次性使用、并且通过磁性附着在传感器上的小球。这些小球被安置在一个3D打印的手写笔中,它附着在智能手机外壳的一边。

在测试的时候,用户首先要取出触控笔,并在传感器上安置一个小球,这一步激活传感器。然后,用户会在上面滴上血样。传感器测量血糖浓度,然后通过蓝牙将数据无线传输到定制设计的Android应用程序,显示智能手机屏幕上的数字。测试大约需要20秒。然后,废弃的小球被丢弃,在下一次测试之前停用传感器。在需要重新填充之前,触控笔能容纳足够30个测试的小球。

一个印刷电路板使整个系统能够运行智能手机的电池。

这些小球中含有一种葡萄糖氧化酶,与葡萄糖发生反应。这种反应产生的电信号可以用传感器的电极来测量。信号越强,葡萄糖浓度越高。研究小组在已知葡萄糖浓度的不同溶液中对系统进行了测试。在多次测试中,系统给出的结果都是准确的。

设计在安卓手机上,app显示的测试结果。图片来源:UCSD

设计的一个关键创新是可复用的传感器。在之前由团队开发的葡萄糖传感器中,酶被永久地置于在电极上。问题是,酶在经过几次使用后就耗尽了。传感器将不再有效,必须完全替换。而将酶置于独立的小球中则很好地解决了这个问题。

Wang表示:“这个系统用途广泛,可以很容易地修改,以用于检测其他物质,可以作为医疗、环境和防御应用。”同时,系统存储了大量的数据,以便用户能够在长时间内跟踪他们的血糖读数。

团队设想有一天将葡萄糖传感直接集成到智能手机而不是一个外壳中。这项工作目前正处于概念验证阶段。接下来团队将进行的一些步骤包括对实际血液样本进行检测,并将样本容量最小化。他们还计划在应用程序中加入一个功能,发送手机提醒,以提醒用户检查血糖。

我们期待,随着科学家们不断的努力,血糖测试功能将早日整合到智能手机中,为广大的糖尿病患者带来更方便的生活。(生物谷Bioon.com)

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