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Guocolight傳感器可透過皮膚測量血糖水平

作者:特邀記者 JIM
來源:智能家居世界網
日期:2015-01-23 10:05:57
摘要:在瑞士有十二分之一的嬰兒屬于早產。如果低血糖在這些早產兒內持續發展超過一個小時,將可能影響到大腦發育。為了防止這一點,嬰兒的血糖水平需要被定期測量,而直到現在,這都意味著不可避免地采取血液樣本。

  在瑞士有十二分之一的嬰兒屬于早產。如果低血糖在這些早產兒內持續發展超過一個小時,將可能影響到大腦發育。為了防止這一點,嬰兒的血糖水平需要被定期測量,而直到現在,這都意味著不可避免地采取血液樣本。

  定期在敏感時間段內連續地采集血液是不可能的,因為失血和壓力將會太大。由瑞士國家科學基金會、瑞士材料實驗所和蘇黎世大學醫院資助的一個項目,他們將聯手開發傳感器“Glucolight”——可透過皮膚測量血糖水平,而無需任何的血液采集。

  雖然皮膚傳感器已經存在,但他們必須在使用前被校準,這意味著皮膚的滲透值需要被知道。為了建立這個值,血糖值必須通過測量血液樣本和皮膚上的葡萄糖濃度來確定。基于這些數據,就可以計算出滲透率來校準傳感器。

  Glucolight將備份早產嬰兒的血液樣本,利用傳感器的新型測量技術使得血糖水平可以被永久監控,其中包括幾個部分:一個由蘇黎世大學醫院開發的微量透析測量頭,配備由瑞士材料實驗所開發的“智能”膜、一個光源、一個泵和一個同樣由蘇黎世大學醫院開發的微流體芯片熒光計。

  該智能電子探針膜包含了被稱為spiropyrans的特殊染料分子。如果紫外線光束照射到這些spiropyran分子上的話,將會改變分子的化學結構使其變為電子(極性)。使用可見光照射時,他們又回到原始的、中立的結構。因此,如果使用紫外線照射的話,薄膜就將“打開”,葡萄糖分子通過膜從皮膚擴散就相對容易。如果用可見光照射的話,又將大大減少葡萄糖分子通過膜。

  該測量設備還包括一個有粘性的測量頭,大小約3厘米,將其貼敷在嬰兒的皮膚上并使用可見光照射;一些葡萄糖分子從皮膚通過膜擴散出去。在膜的另一側,葡萄糖與流體混合,通過泵穿過微流體芯片,同時酶被添加其中來促發反應。在反應期間將出現熒光,熒光計將進行測量,同時計算機使用讀數來計算葡萄糖濃度,然后利用紫外線來重復這一過程。而后電腦使用這兩個不同的讀數來計算早產兒的血糖水平。

  研究人員在2014年中期為Glucolight提出了專利申請,同時第一個臨床研究計劃于2015年在蘇黎世大學醫院進行。然而,在Glucolight的應用成為標準之前還需要數年的時間。瑞士材料實驗所和蘇黎世大學醫院目前正在與傳感器工業生產的合作伙伴進行談判。在未來,研究人員還設想將Glucolight應用到其他領域,例如糖尿病。

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