新型傳感器實(shí)現(xiàn)淚液高效檢測血糖

   據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，到2032年，全世界約有6億人患有糖尿病。對于糖尿病患者來說，及時(shí)掌握一天中血糖的變化很重要。但目前市面上大多數(shù)的血糖儀都是以「微創(chuàng)」的方式進(jìn)行測血糖，并且每次測血糖相隔的時(shí)間比較大，嚴(yán)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(yè)都想要變革傳統(tǒng)的測量血糖的方法，開發(fā)出一款「無創(chuàng)」、「實(shí)時(shí)測血糖」、「自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)」的血糖儀，這其中就包括谷歌曾經(jīng)的「智能隱形眼鏡」項(xiàng)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(gè)項(xiàng)目「雷聲大雨點(diǎn)小」，還沒拿出產(chǎn)品就夭折了?！　　　⊥ㄟ^檢測淚液中的葡萄糖含量確定血液中葡萄糖含量是相當(dāng)困難的一件事，目前還沒有科學(xué)家宣布找到了非常明確的對應(yīng)關(guān)系。此外，淚液中葡萄糖濃度很低，所以對微型傳感器精度要求極高。最后，設(shè)備的大小、穿戴的舒適感都成為問題，畢竟很多人對于帶隱形眼鏡都很抵觸，更別說一個(gè)體積更大的「電子設(shè)備」了。　　　　眾多挑戰(zhàn)下，2015年谷歌這款「智能隱形眼鏡」便銷聲匿跡了。很多人認(rèn)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(shí)，2015年荷蘭公司NovioSense宣布他們利用淚液測血糖的微型、無創(chuàng)、無需充電、實(shí)時(shí)監(jiān)測血糖的傳感器在小鼠體內(nèi)試驗(yàn)取得成功，通過了臨床前試驗(yàn)。2016年10月份，NovioSense宣布完成了第四輪融資，為其淚糖傳感器設(shè)備的下一階段人體臨床試驗(yàn)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?！　　　　肝覀兊脑O(shè)備將以優(yōu)惠的價(jià)格，為所有糖尿病患者提供無痛型連續(xù)血糖監(jiān)測，」NovioSense首席執(zhí)行官Christopher Wilson在一份聲明中說，「通過利用大部分智能手機(jī)都具備的NFC技術(shù)，用戶可使用我們的無痛非侵入式傳感器平臺(tái)與智能手機(jī)連接，連續(xù)監(jiān)測葡萄糖數(shù)據(jù)?！埂　　　『凸雀琛钢悄茈[形眼鏡」的思路一樣，NovioSense公司認(rèn)為可以利用淚液中的葡萄糖含量來推測人體的血糖。因?yàn)槿梭w的淚液不斷沖刷眼球，所以可以做到實(shí)時(shí)監(jiān)測血糖含量。但與谷歌不同的是，NovioSense公司研發(fā)的淚糖傳感器不是「餅狀」的，而像一根「小棍」。
  上圖就是NovioSense公司研發(fā)的利用淚液測血糖的設(shè)備。這個(gè)「小棍」是一個(gè)小型柔性彈簧，長2厘米，直徑為1.5mm，整個(gè)裝置涂有柔軟的水凝膠層。這個(gè)「小棍」需要放置于眼睛的結(jié)膜下穹。柔性的材料可以讓「小棍」自動(dòng)調(diào)整為佩戴者下眼瞼的彎曲度，水凝膠層可以減緩設(shè)備與眼睛之間的摩擦，保護(hù)眼睛的表面不受刺激，提高穿戴的舒適度。同時(shí)，人體的淚膜會(huì)不斷地沖刷下眼瞼，「小棍」可以從中獲取監(jiān)控淚糖變化的生物標(biāo)志物?！　　　I液來源構(gòu)成比較復(fù)雜，在受到外部刺激（情感、異物、洋蔥、打哈欠）時(shí)，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(zhǔn)確率就受到很大的干擾，而NovioSense公司的「小棍」因?yàn)榉胖迷诮Y(jié)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(zhǔn)確度。　　　　2015年7月，Noviosense聯(lián)合美國梅奧診所、德國弗勞恩霍夫(Fraunhofer)研究所、NFC技術(shù)的長期支持者移動(dòng)醫(yī)療專家Gentag建立一個(gè)合資企業(yè)，想要開發(fā)一個(gè)能夠取代傳統(tǒng)的血糖儀、探索基于智能手機(jī)系統(tǒng)的胰島素給藥的系統(tǒng)管理。這個(gè)系統(tǒng)的核心就是這個(gè)「小棍」?！　　　ovioSense利用由德國杜伊斯堡的研究所和NovioSense聯(lián)合開發(fā)低功耗和高度敏感的ASIC技術(shù)檢測淚糖。細(xì)看這個(gè)「小棍」，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它是由三根導(dǎo)線圍繞一個(gè)微電化學(xué)電池構(gòu)成的。首先是綠色的導(dǎo)線是工作電極，表面涂有固化酶，這種酶可以將淚液中的葡萄糖轉(zhuǎn)為葡萄糖酸，而固化酶表面的FAD和葡萄糖里的電子和氫結(jié)合，變成具有還原性質(zhì)的FADH2?！　　　ADH2遇到空氣中的氧分子后，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)「短命」的過氧化氫分子，這個(gè)過氧化氫分子接觸到綠色導(dǎo)線表面會(huì)變成水，并產(chǎn)生一個(gè)微弱的電流。而紅色和藍(lán)色的導(dǎo)線可以感知電流，并且把電信號轉(zhuǎn)化為射頻信號，這個(gè)射頻信號可以通過「小棍」里面內(nèi)置的納米收發(fā)器芯片發(fā)射到外部世界，具備NFC技術(shù)的智能手機(jī)或者胰島素泵通過接受信號，就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測調(diào)節(jié)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。