據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，美國普渡大學(xué)等機構(gòu)的研究人員制成了新型生物傳感器，能夠以非侵入的方式進行糖尿病測試，探測出人體唾液和眼淚中極低的葡萄糖濃度。這項技術(shù)無需過于繁復(fù)的生產(chǎn)步驟，從而可降低傳感器的制造成本，并可能幫助消除或降低利用針刺進行糖尿病測試的幾率。相關(guān)研究論文發(fā)表在《先進功能材料》雜志上。
目前的大多數(shù)傳感器都能測量血液中的葡萄糖，但卻不能探測眼淚和唾液中的葡萄糖濃度，而新方法能夠應(yīng)用于唾液、眼淚、血液和尿液中，這在之前還未被證實過。
新型生物傳感器包括3個主要部分：石墨烯制成的納米片層、鉑納米粒子和葡萄糖氧化酶。其中的納米片仿若微小的玫瑰花瓣，每片花瓣均包含著多個堆疊的石墨烯層。花瓣的邊緣也懸掛著不完整的化學(xué)鍵，使鉑納米粒子可以附著在這里。納米片和鉑納米粒子相結(jié)合能夠形成電極，隨后葡萄糖氧化酶也可附著在鉑納米粒子上。酶能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為過氧化物，并且在電極上產(chǎn)生一個信號。
通常情況下，在獲得具有納米結(jié)構(gòu)的生物傳感器成品前，需要經(jīng)歷復(fù)雜的處理步驟，其中包括光刻、化學(xué)處理、蝕刻等。而這些納米片花瓣的好處就是，它們能夠在任一表面上生長，也無需經(jīng)歷這些步驟，因此可稱得上是商業(yè)化的理想選擇。
除了糖尿病測試，此項技術(shù)還可用于感測多種化合物以契合其他的醫(yī)療狀況。例如可將葡萄糖氧化酶替換為谷氨酸氧化酶來測量神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸，以進行帕金森癥和阿爾茨海默癥的測試，或是使用乙醇氧化酶來監(jiān)測體內(nèi)的酒精。其不僅應(yīng)用范圍很廣，同時還兼具快速和便攜的優(yōu)勢。
研究人員稱，這是首次在這么寬的檢測范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)如此低的傳感極限。這種探測器能探測到濃度為0.3微摩爾的葡萄糖，比其他基于石墨烯、碳納米管或金屬納米粒子等材質(zhì)的電氣化學(xué)生物傳感器更為敏感。
此外，這款傳感器還能區(qū)分源自葡萄糖和其他化合物的信號，如一般存在于血液中的尿酸、抗壞血酸和對乙酰氨基酚等化合物，其通常會導(dǎo)致對傳感器的干擾。此外，這些化合物還具有電化學(xué)活性，這意味它們自己就能產(chǎn)生電子信號，而不用像葡萄糖一樣，需要和酶發(fā)生反應(yīng)后才能生成單個信號。
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