211service.com
Czujnik nanorurek węglowych wykrywa glukozę w ślinie
Cukrzyca dotyka około 300 milionów ludzi na całym świecie, a liczba ta stale rośnie. Wiele z tych osób poddaje się codziennemu reżimowi testów, które mierzą ilość glukozy we krwi, zwykle pobieranych z próbek pobranych z palca.
Nie trzeba dodawać, że jest to czasochłonny, kosztowny i bolesny proces. Tak więc tani sposób pomiaru glukozy we krwi, który nie wymaga nakłuwania palca, byłby oczywiście korzystny.
Dziś Mitchell Lerner z University of Pennsylvania w Filadelfii i kilku kumpli twierdzą, że opracowali właśnie takie urządzenie. Ich czujnik glukozy jest zasadniczo tranzystorem opartym na nanorurkach węglowych, w którym rurki nigdy nie są pokryte cząsteczkami kwasu pireno-1-boronowego, które wiążą się z glukozą.
Urządzenie jest stosunkowo proste. Łatwo jest zmierzyć charakterystykę przełączania – krzywą prądowo-napięciową – tranzystora. Gdy glukoza wiąże się z funkcjonalizowanymi nanorurek, po prostu zmienia tę krzywą w wymierny sposób, tworząc prosty sposób pomiaru stężenia glukozy.
Wiele z tej technologii zostało już zademonstrowanych w laboratorium. Sztuczka, którą Lerner i spółka udoskonalili, polega na połączeniu jej w łatwy do wykonania system, który jest potencjalnie tani w masowej produkcji.
Lerner i spółka przetestowali swoje nowe urządzenie w klinicznie istotnym zakresie stężeń glukozy i twierdzą, że jest wystarczająco czułe, aby wykrywać zmiany glukozy nie tylko we krwi, ale także w innych płynach ustrojowych, takich jak ślina. Takie urządzenia potencjalnie wyeliminowałyby potrzebę częstego, niewygodnego nakłuwania palca w celu pomiaru stężenia glukozy we krwi i znacznie poprawiłyby jakość życia osób chorych na cukrzycę, przy jednoczesnym zachowaniu wysokiego poziomu dokładności diagnostycznej.
To z pewnością wygląda na ważny przełom, szczególnie dla osób z cukrzycą typu II, które nie potrzebują zastrzyków z insuliny i które stanowią zdecydowaną większość chorych. Perspektywa wykonania dla nich badań ślinowych znacznie ułatwi im życie.
Dla pacjentów typu I, którzy muszą wstrzykiwać insulinę kilka razy dziennie, nowy system będzie mniej przydatny. Problem polega na tym, że zmiany poziomu cukru we krwi są widoczne w ślinie dopiero po pewnym czasie. A to oznacza, że stężenie glukozy w ślinie zawsze jest niższe niż we krwi o około 30 minut. To wystarczająco długo, aby spowodować poważne problemy, jeśli np. poziom cukru we krwi gwałtownie spada.
Niemniej jednak czujniki oparte na nanorurkach węglowych mogą być znacznie tańsze i bardziej wytrzymałe niż czujniki oparte na enzymach, które są obecnie powszechnie dostępne. A to samo w sobie jest ważnym czynnikiem dla systemów opieki zdrowotnej już przeciążonych wysokimi kosztami leczenia tej choroby.
Obraz jest jednak szerszy. Potrzebny jest prosty, tani i niezawodny sposób monitorowania poziomu cukru bezpośrednio we krwi i połączenie go z systemem, który podaje odpowiednią dawkę insuliny w czasie rzeczywistym. Nie brakuje ludzi pracujących nad takim systemem, z ważnymi postępami w dziedzinach takich jak komórki macierzyste i sztuczna trzustka. To właśnie w tych obszarach prawdopodobnie nastąpią największe postępy dla osób cierpiących na cukrzycę.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1304.7253 : Skalowalny, nieinwazyjny czujnik glukozy oparty na tranzystorach z nanorurek węglowych funkcjonalizowanych kwasem borowym