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Angew Chem:无需血液,就可检测汗液或泪液中的葡萄糖

来源:生物谷 2016-10-18 23:09


2016年10月18日/生物谷BIOON/--基于铜的传感器能够检测血液之外的体液中的葡萄糖水平。

在开发一种能够检测汗液或泪液等含盐体液中的葡萄糖的铜膜之后,控制糖尿病等复杂疾病可能能够变得更加低廉和更加简单。

来自澳大利亚卧龙岗大学超导与电子材料研究所的研究人员证实他们首次制造出的具有海绵状多孔结构的铜膜也能够快速地和准确地检测含盐体液中的葡萄糖。相关研究结果发表在2016年10月4日那期Angewandte Chemie期刊上,论文标题为“First Synthesis of Continuous Mesoporous Copper Films with Uniformly Sized Pores by Electrochemical Soft Templating”。

糖尿病患者经常具有低水平的胰岛素,即一种将葡萄糖转化为能量的激素,这意味着这些患者不得不密切地观察他们体内的血糖水平以便阻止进一步的慢性健康并发症产生。

食物、体育活动和其他因素能够影响葡萄糖水平。这已使得医学设备制造偏向开发能够刚好插入到人皮肤下面的持续血糖监测仪(continuous glucose monitor),从而给这种监测仪穿戴者提供定期的血糖读数,消除了为进行血糖测量定期刺破手指来获取血液的需要。然而,这种技术仍然成本高昂,这主要是因为传感器中使用铂等贵重金属。

论文通信作者Yusuke Yamauchi教授说,基于铜的葡萄糖传感器得到大量的研究,这是因为这种材料具有良好导电性、低成本和性能优越。

他说,“金和铂等贵重金属具有非常好的导电性,但是它们是非常昂贵的。我们想要关注更多丰富的和更加廉价的金属。”

作为主要的候选金属,铜很难被制造成多孔结构,这是因为当暴露在空气中,它很容易发生氧化---这就是美国自由女神雕像是绿色的原因---因而会严重地影响它的性能。

“这种金属不仅与空气活跃地发生反应,它在溶液中不容易发生还原反应,而且很难在基质上一致性地堆积。”

为了解决这个问题,研究人员利用一种类似电镀的方法将铜附着到一种基质上,并利用紫外光线让位于中间的聚苯乙烯发生熔化,从而留下微小的大约比一根人头发厚度小1万倍的孔。结果就是形成具有海绵状多孔结构的铜膜。进一步的测试结果表明这种铜膜具有高度的选择性,与葡萄糖发生反应,同时不会受到汗液中能够存在的其他酸或糖的干扰。

适合用作传感器的材料的一个关键条件是高选择性:与少量往往会很快蒸发的液体中的葡萄糖快速地发生反应。

Yamauchi说,“这种海绵状多孔结构极大地增加它的表面积,因而增加触发一种电化学信号所需的灵敏度。这种铜膜的优异检测性能可能归于它的内在良好的葡萄糖氧化反应。这使得这种铜膜成为一种直接检测葡萄糖并且满足多种应用需求(如糖尿病管理)的良好候选物。”

研究人员预测这种铜膜可能能够被整合到一种可穿戴传感器或智能手表中,给穿戴者提供持续的葡萄糖读数,这些读数也可能能够通过无线方式发送给医生。这些廉价的材料也使得它很适合用于很难获得诊所和健康专家的边远地区。(生物谷 Bioon.com)

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First Synthesis of Continuous Mesoporous Copper Films with Uniformly Sized Pores by Electrochemical Soft Templating

Dr. Cuiling Li, Bo Jiang1, Dr. Zhongli Wang1, Yunqi Li1, Dr. Md. Shahriar A. Hossain2, Prof. Dr. Jung Ho Kim1,2, Dr. Toshiaki Takei1, Dr. Joel Henzie1, Prof. Dr. Ömer Dag3, Prof. Dr. Yoshio Bando1 andProf. Dr. Yusuke Yamauchi

doi:10.1002/ange.201606031

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