【儀表網(wǎng) 儀表新品】德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的研究人員設(shè)計(jì)了一種可穿戴的柔性生物傳感器，它能夠可靠地檢測(cè)汗液中的葡萄糖水平。
這項(xiàng)研究近發(fā)表在Sensors and Actuators B: Chemical上，作者是得克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校（UT Dallas）工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)系教授Shalini Prasad等人。她和同事證明，他們?cè)O(shè)計(jì)的生物傳感器能夠可靠地檢測(cè)汗液中的葡萄糖水平。
這個(gè)團(tuán)隊(duì)此前已經(jīng)證明，他們的設(shè)備能夠檢測(cè)汗液中的皮質(zhì)醇。
但是對(duì)于那些糖尿病人以及有糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的人群來(lái)說(shuō)，血糖的自我監(jiān)控對(duì)于疾病控制來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的。
Prasad教授表示，“追蹤心率和步數(shù)的健身追蹤器現(xiàn)在很熱門，但是可穿戴的、非侵入式的生物傳感器對(duì)于疾病的管理來(lái)說(shuō)很有好處。”
一般的家用血糖檢測(cè)儀需要用戶采一點(diǎn)血樣，一般是通過(guò)針扎手指的方式，而且一天之內(nèi)要測(cè)幾次。而這款用布料制成的新型傳感器能夠檢測(cè)皮膚上少量汗液中的葡萄糖含量。
“我們的傳感器的工作原理與血糖測(cè)試條中一樣，依靠的是同樣的化學(xué)和酶反應(yīng)，” Prasad表示，“但是在我們的設(shè)計(jì)中，我們考慮到了手表、腕表或者和皮膚緊貼的設(shè)備附近的汗液量比較少的問(wèn)題。”
Pradsad表示，研究汗液的研究人員通常采用一種叫做離子電滲療法的方法，這種方法能夠?yàn)槠つw通電，讓皮膚產(chǎn)生足夠檢測(cè)用的汗液。但是，因?yàn)檫@種方法可能會(huì)讓皮膚紅腫燙傷，所以他們必須要采用別的方法來(lái)檢測(cè)少量的汗液。
他們的設(shè)計(jì)所用的汗液還不到1微升，相當(dāng)于一個(gè)食鹽晶格那么大的液體含量。
這種技術(shù)同時(shí)還能提供實(shí)時(shí)的數(shù)字反饋。
Prasad和生物工程學(xué)的博士生Rujuta Munje是這篇文章的主要作者。他們?cè)谘莻鞲衅髦胁捎昧艘环N市面上能買到的聚合物織物，并用潔凈室設(shè)施來(lái)建造設(shè)備中的電子元件。成品原型機(jī)是一種小巧、柔性的棒狀裝置，大概2.54厘米長(zhǎng)。
“在我們的設(shè)計(jì)中，我們利用了織物本身的性質(zhì)和編織方式，” Prasad表示，“我們的創(chuàng)新在于我們將電極整合到織物中的方式和放置的位置。用我們的方式，少量的汗液也能有效地?cái)U(kuò)散到整個(gè)設(shè)備的表面上。”
Prasad表示，一般的血糖測(cè)試條還包括一種能夠放大化學(xué)反應(yīng)信號(hào)的分子，使監(jiān)控儀能夠記錄到電信號(hào)。但是如果這種儀器緊貼皮膚佩戴，那么這種分子可能會(huì)對(duì)皮膚有刺激作用，這就成為另一個(gè)需要攻克的難題。
為了保證少量的汗液就能產(chǎn)生足夠強(qiáng)的信號(hào)，Prasad和Munje改變了織物材料表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
“我們進(jìn)行的修改讓這種材料能夠束縛葡萄糖氧化酶分子，這種分子可以有效地放大葡萄糖信號(hào)，”Prasad表示，“我們這樣操作是為了它的商業(yè)化考慮。想要讓它面世的話，制造過(guò)程不能太復(fù)雜。”
Prasad和Munje還能用這個(gè)設(shè)備來(lái)解釋一個(gè)人一天中汗液化學(xué)性質(zhì)的變化。
“葡萄糖一種難于監(jiān)控的分子，因?yàn)橛衅渌蛩貢?huì)干擾信號(hào)，”Prasad表示，“比如汗液的pH值，或者說(shuō)酸度會(huì)因環(huán)境而發(fā)生劇烈的變化。”
她注意到，當(dāng)人們運(yùn)動(dòng)或者壓力很大時(shí)，他們汗液中其他化合物（如皮質(zhì)醇和乳酸）的水平也會(huì)發(fā)生改變，這會(huì)影響葡萄糖的檢測(cè)。
她說(shuō)，“我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)我們的技術(shù)能夠解決三大關(guān)鍵性的問(wèn)題：較小的汗液量、其他化合物的干擾，以及pH值的波動(dòng)。”
Prasad和Munje采用志愿者的汗液樣本對(duì)原型機(jī)進(jìn)行了測(cè)試。
雖然用該技術(shù)制造的產(chǎn)品可能無(wú)法在近期內(nèi)面世，但是這款概念性的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到了商業(yè)和大規(guī)模生產(chǎn)所需的因素。
“目前，我們打算把它設(shè)計(jì)成日拋型產(chǎn)品。我們相信它可以很容易地被集成到現(xiàn)有的消費(fèi)型電子產(chǎn)品平臺(tái)上，”Prasad表示，“我們對(duì)這種技術(shù)獲得上市許可的可能性感到非常激動(dòng)。”
有些研究者還在研究了是否能在其他體液——比如尿液和淚液中檢測(cè)葡萄糖。如果可行，那將進(jìn)一步減少侵入性采血設(shè)備的需求。比如，谷歌正在研制一種智能隱形眼鏡，用來(lái)測(cè)量淚液中的葡萄糖水平。
?。ㄔ瓨?biāo)題：皮膚上的傳感器利用汗液檢測(cè)血糖）
