29 серпня, 2023
Новий транзистор вимірює глюкозу у слині
Прототип датчика, який вимірює рівень глюкози у слині, за словами дослідників KAUST (Саудівська Аравія), зрештою може запропонувати людям простий, швидкий і безболісний спосіб контролювати діабет. Люди з діабетом традиційно контролюють рівень глюкози за допомогою пристроїв, які аналізують краплю крові. Нещодавно створені імплантовані датчики можуть забезпечувати безперервний моніторинг рівня глюкози без неприємних ін’єкцій, але ці пристрої менш точні для низьких рівнів глюкози та не схвалені до використання у дітей. Більш зручний спосіб моніторингу глюкози – тестування слини, яка корелює з рівнем глюкози у крові. Але концентрація глюкози у слині набагато нижча, ніж у крові, що ускладнює точне вимірювання без складного лабораторного обладнання.
На сьогодні команда KAUST створила високочутливий детектор глюкози на основі тонкоплівкового транзистора. Ці невеликі, легкі та малопотужні пристрої можуть бути придатними для масового виробництва як недорогі датчики. Транзистор містить тонкі шари напівпровідників оксиду індію та оксиду цинку, укріплені ферментом глюкозооксидазою. Коли зразок слини поміщається на датчик, специфічний фермент окислює будь-яку наявну глюкозу з утворенням D-глюконолактону та перекису водню. Електричне окислення перекису водню виробляє електрони, які потрапляють у напівпровідникові шари. Це змінює струм, що протікає через напівпровідники, і величина цього ефекту вказує на концентрацію глюкози у зразку.
Дослідники протестували свій пристрій, використовуючи зразки слини людини, до яких додавали різну кількість глюкози, а також проаналізували слину добровольців, які голодували перед тестуванням (рівень глюкози у слині може не корелювати з рівнем глюкози у крові відразу після їжі). Вони виявили, що пристрій правильно вимірював широкий діапазон концентрації глюкози менш ніж за одну хвилину. Найважливіше те, що робота датчика не була перервана іншими молекулами слини, включаючи похідні цукру, такі як фруктоза та сахароза. Незважаючи на те, що чутливість пристрою із часом знизилася, він усе ще мав хорошу продуктивність після двох тижнів зберігання при кімнатній температурі.
Наразі вчені розробляють масив транзисторних датчиків, які могли б одночасно виявляти кілька діагностичних метаболітів у слині. Розроблення портативних матриць датчиків, які можна інтегрувати зі смартфоном, є потенційним майбутнім напрямом досліджень для команди науковців.
Джерело: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956566323003901?via%3Dihub