几十年来， 糖尿病患者 依靠刺破手指抽取血液或使用粘性微针来测量和管理血糖水平。 这些方法除了疼痛之外，还会引起瘙痒、炎症和感染。
澳大利亚研究委员会变革元光学系统卓越中心 TMOS 的研究人员在消除这种不适方面迈出了重要的一步。 他们的 RMIT 大学团队发现了葡萄糖红外特征的新方面，并利用这一信息开发了一种直径仅为 5 毫米的微型光学传感器，有一天可以用于在糖尿病管理中提供连续的无创血糖监测。
由于其对无痛监测的影响，无创葡萄糖传感已成为近 30 年来的目标。 光学葡萄糖传感技术已有报道； 然而，它们需要实验室中常见的复杂光学仪器，这使得它们不适合患者的常规使用。
经济实惠的可穿戴光学葡萄糖测试面临的主要挑战是小型化和滤除近红外 (NIR) 光谱中水吸收峰的葡萄糖信号。 从本质上讲，准确地区分血液中的水和葡萄糖几乎是不可能的。 到目前为止。
在一项首次发表的研究中 先进传感器研究 本周，该团队确定了葡萄糖中的四个红外峰，可以在水性和生物环境中进行选择性和灵敏的识别。 该团队热衷于与学术和行业合作伙伴合作，继续这项工作并进行临床前和临床研究，这将为可穿戴光学葡萄糖传感器的开发打开大门。
该团队制造了一种基于 1600-1700nm 波段的小型葡萄糖传感器，该传感器支持蓝牙并使用纽扣电池运行，可实现连续血糖监测。 这种紧凑型传感器已证明其能够检测人体血浆中 50 至 400 mg/dL 的葡萄糖水平，其检测限和灵敏度与大型实验室传感器相当。 它的小尺寸有朝一日可以集成到智能手表和其他无痛可穿戴健康追踪器中。
到目前为止，对于葡萄糖的独特光谱特征尚未达成共识，这主要是因为用于葡萄糖检测的近红外 (NIR) 光谱中的目标 OH 键在水中也很丰富。 这种相似性使得区分葡萄糖和水信号变得具有挑战性，特别是在复杂的生物液体和组织中。 我们优化了光谱设置并分析了透射率，以识别葡萄糖特有的峰。 我们的发现最终提供了推进微型化光学葡萄糖传感所需的信息，并且我们开发了一种设备原型，为未来的非侵入式葡萄糖传感器奠定了基础。”
杨明杰，主要作者，皇家墨尔本理工大学博士生
该器件原型采用表面贴装器件发光二极管 (SMD LED) 和由激光图案技术开发的厚度仅 110 微米的薄膜铜涂层聚酰亚胺 (Cu/PI) 制成的电路。 该设备的毫米级轻量化设计使其比传统台式分光光度计更加紧凑。 此外，灵活的贴片式设计为未来作为人体皮肤上的可穿戴设备直接读取提供了可能性。
该装置的性能已使用葡萄糖水溶液和血浆进行了严格评估。 对光与皮肤的干扰进行了计算分析，表明 SMD LED 将如何穿透皮肤。 模拟结果表明未来在临床设置中探索光学葡萄糖传感的前景广阔。
光学葡萄糖传感器的非侵入性特性有可能提高患者的依从性，减少不适，并降低与侵入式血糖监测相关的感染风险。 有了合适的合作者/合作伙伴和合适的资金，这可以代表向连续且无痛的葡萄糖传感的重要转变。”
Madhu Bhaskaran，TMOS 首席研究员
可穿戴传感器，例如由 RMIT 的 TMOS 研究人员开发的传感器，是中心元健康传感器旗舰计划的一部分； 致力于开发用于医疗技术应用的元光学传感器的应用研究项目。
皇家墨尔本理工大学已提交了与该团队开发的光学葡萄糖传感器技术相关的专利申请。
来源：
期刊参考：
杨，M.， 等人。 （2024）。 使用 1600–1700 nm 近红外光的小型光学葡萄糖传感器。 先进传感器研究。 doi.org/10.1002/adsr.202300160。
2024-03-19 11:50:00
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#微型光学传感器为糖尿病患者提供无痛血糖监测
