В Великобритании создали способ выявления уровня сахара в крови с помощью графеновой пены.
Диабет — частая хроническая болезнь, сопровождающаяся нарушением усвоения глюкозы организмом. По данным за 2016 год во всем мире количество взрослых, проживающих с диабетом, достиглоДиабет диагностирован у 422 миллионов человек. Заболевание возникает из-за недостатка инсулина (гормона, регулирующего уровень глюкозы в крови) или неэффективности его действия. Без контроля диабет может привести к осложнениям для нервной системы, сосудов и других органов.
Пациентам с диагнозом «диабет» необходимо регулярно измерять уровень глюкозы в крови в течение всей жизни.
Работа многих современных сенсоров глюкозы основана на взаимодействии специального фермента с молекулой глюкозы, при котором возникает электрический ток, регистрируемый прибором. Однако исследователи из Университета Бата в сотрудничестве с компанией Integrated Graphene разработали новый химический датчик на основе вспененного графена. Такой метод измерения позволяет определять концентрацию глюкозы в более широком диапазоне по сравнению с биосенсорами, что может быть полезным при мониторинге содержания глюкозы в крови новорожденных. Это стало возможно благодаря наличию графеновой пены, обеспечивающей большую площадь поверхности сенсора. Кроме того, по сравнению с биосенсорами новый химический сенсор более надежен и менее подвержен воздействию высоких температур и изменений pH, поэтому срок хранения такого датчика будет дольше.
Новый датчик устроен так: молекулы бороновой кислоты соединяются с подложкой из вспененного графена, а сверху наносится слой электроактивного полимера, который связывается с бороновой кислотой. Если поместить полученный сенсор в среду с глюкозой, та вытеснит полимер и свяжется с бороновой кислотой. Концентрацию глюкозы можно определить, измеряя вырабатываемый электрический ток от этого процесса.
«Мы рассчитываем, что в будущем сможем применить наш метод определения уровня глюкозы при создании новых технологий, например, носимых или имплантируемых систем мониторинга уровня глюкозы, схожих с датчиком Eversense. — подчеркнул Саймон Уикли, первый автор статьи и разработчик датчика в рамках кандидатской диссертации по химии. — Удивительно, что этот же метод обнаружения может быть применен к широкому кругу других целей, например, молочной кислоте. Этому способствует универсальная природа рецептора бороновой кислоты и дает нам общую стратегию для различных вариантов применения сенсора».
Статья с результатами исследования опубликована в журнале Analyst.