最新研究成果：新型感測器可實現淚液檢測血糖

【中國化工儀器網 技術前沿】導讀：據相關統計，到2032年，全世界約有6億人患有糖尿病。對於糖尿病患者來說，及時掌握一天中血糖的變化很重要。但目前市面上大多數的血糖儀都是以「微創」的方式進行測血糖，並且每次測血糖相隔的時間比較大，嚴重依賴患者的自制力。因此「每天測血糖」成為糖尿病患者最為痛苦的一件事。

許多企業都想要變革傳統的測量血糖的方法，開發出一款「無創」、「實時測血糖」、「自動記錄數據」的血糖儀，這其中就包括谷歌曾經的「智能隱形眼鏡」項目。2014年，谷歌宣布要通過淚液檢測血糖的智能接觸式透鏡。但這個項目「雷聲大雨點小」，還沒拿出產品就夭折了。

通過檢測淚液中的葡萄糖含量確定血液中葡萄糖含量是相當困難的一件事，目前還沒有科學家宣布找到了非常明確的對應關係。此外，淚液中葡萄糖濃度很低，所以對微型感測器精度要求極高。最後，設備的大小、穿戴的舒適感都成為問題，畢竟很多人對於帶隱形眼鏡都很抵觸，更別說一個體積更大的「電子設備」了。

眾多挑戰下，2015年谷歌這款「智能隱形眼鏡」便銷聲匿跡了。很多人認為，連谷歌都搞不定，利用淚液測血糖只能是「鏡花水月」了。然而就在所有人對用淚液測血糖不抱希望時，2015年荷蘭公司NovioSense宣布他們利用淚液測血糖的微型、無創、無需充電、實時監測血糖的感測器在小鼠體內試驗取得成功，通過了臨床前試驗。2016年10月份，NovioSense宣布完成了第四輪融資，為其淚糖感測器設備的下一階段人體臨床試驗提供資金，本次融資沒有透露的具體金額，但投資者包括Health Innovations、Topfonds Gelderland、Fraunhofer Ventures和NovioTech。

「我們的設備將以優惠的價格，為所有糖尿病患者提供無痛型連續血糖監測，」NovioSense首席執行官Christopher Wilson在一份聲明中說，「通過利用大部分智能手機都具備的NFC技術，用戶可使用我們的無痛非侵入式感測器平台與智能手機連接，連續監測葡萄糖數據。」

和谷歌「智能隱形眼鏡」的思路一樣，NovioSense公司認為可以利用淚液中的葡萄糖含量來推測人體的血糖。因為人體的淚液不斷沖刷眼球，所以可以做到實時監測血糖含量。但與谷歌不同的是，NovioSense公司研發的淚糖感測器不是「餅狀」的，而像一根「小棍」。

上圖就是NovioSense公司研發的利用淚液測血糖的設備。這個「小棍」是一個小型柔性彈簧，長2厘米，直徑為1.5mm，整個裝置塗有柔軟的水凝膠層。這個「小棍」需要放置於眼睛的結膜下穹。柔性的材料可以讓「小棍」自動調整為佩戴者下眼瞼的彎曲度，水凝膠層可以減緩設備與眼睛之間的摩擦，保護眼睛的表面不受刺激，提高穿戴的舒適度。同時，人體的淚膜會不斷地沖刷下眼瞼，「小棍」可以從中獲取監控淚糖變化的生物標誌物。

淚液來源構成比較複雜，在受到外部刺激（情感、異物、洋蔥、打哈欠）時，淚液的成分變化很大，因此谷歌智能隱形眼鏡佩戴在眼球周圍測量淚糖的準確率就受到很大的干擾，而NovioSense公司的「小棍」因為放置在結膜下穹，只測量下眼瞼與淚膜之間最基本的淚液，所以可以提高測量的準確度。

2015年7月，Noviosense聯合美國梅奧診所、德國弗勞恩霍夫(Fraunhofer)研究所、NFC技術的長期支持者移動醫療專家Gentag建立一個合資企業，想要開發一個能夠取代傳統的血糖儀、探索基於智能手機系統的胰島素給葯的系統管理。這個系統的核心就是這個「小棍」。

NovioSense利用由德國杜伊斯堡的研究所和NovioSense聯合開發低功耗和高度敏感的ASIC技術檢測淚糖。細看這個「小棍」，你會發現它是由三根導線圍繞一個微電化學電池構成的。首先是綠色的導線是工作電極，表面塗有固化酶，這種酶可以將淚液中的葡萄糖轉為葡萄糖酸，而固化酶表面的FAD和葡萄糖里的電子和氫結合，變成具有還原性質的FADH2。

FADH2遇到空氣中的氧分子後，會產生一個「短命」的過氧化氫分子，這個過氧化氫分子接觸到綠色導線表面會變成水，併產生一個微弱的電流。而紅色和藍色的導線可以感知電流，並且把電信號轉化為射頻信號，這個射頻信號可以通過「小棍」裡面內置的納米收發器晶元發射到外部世界，具備NFC技術的智能手機或者胰島素泵通過接受信號，就可以實時監測調節血糖了。目前「小棍」使用壽命為兩周，NovioSense公司希望能夠延長它的使用壽命。

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