基于唾液的创新型葡萄糖传感器为糖尿病监测带来变革

一种创新设备可以为更方便的糖尿病监测铺平道路。阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员称，一种测量唾液中葡萄糖水平的传感器原型最终可以为人们提供一种简单、快速、无痛的糖尿病监测方法。

糖尿病是一种人体无法调节血糖水平的疾病。血糖水平升高会导致心血管疾病和其他病症，因此糖尿病患者必须将血糖维持在适度水平。

传统上，糖尿病患者使用仪器监测血糖，这种仪器每天数次刺破手指分析一滴血。最近，植入式传感器可以提供连续的血糖监测，而无需令人不悦的针刺，但这些设备对较低血糖水平的准确性可能较低，而且未被批准用于儿童。

唾液作为血液检测的替代品

检测唾液是监测葡萄糖的一种更方便的方法，因为唾液与血糖水平相关。然而，唾液中的葡萄糖浓度远低于血液中的葡萄糖浓度，因此，如果没有先进的实验室设备，就很难进行精确测量。

现在，KAUST 团队利用薄膜晶体管制造出了一种高灵敏度的葡萄糖检测器。团队成员阿比纳夫-夏尔马（Abhinav Sharma）说，这些体积小、重量轻、功耗低的设备可以作为廉价的一次性传感器进行批量生产。"他说："以唾液为介质的易用无创葡萄糖测量装置可能会改变全球数百万患者的生活。

设备如何工作

晶体管包含氧化铟和氧化锌半导体薄层，上面有葡萄糖氧化酶。当唾液样本放在传感器上时，特定的酶会氧化其中存在的葡萄糖，生成 D-葡萄糖酸内酯和过氧化氢。过氧化氢的电氧化作用产生电子，电子进入半导体层。这就改变了流经半导体的电流，而这种效应的大小表明了样品中的葡萄糖浓度。

研究人员使用添加了不同量葡萄糖的人体唾液样本对他们的设备进行了测试，同时还分析了测试前空腹的志愿者的唾液（唾液中的葡萄糖水平可能与餐后血糖不相关）。

他们发现，该设备在不到一分钟的时间内就能正确测量出各种葡萄糖浓度。最重要的是，唾液中的其他分子（包括果糖和蔗糖等糖类衍生物）并没有阻碍传感器的检测。虽然该装置的灵敏度会随着时间的推移而下降，但在室温下存放两周后仍能保持良好的性能。

未来展望

研究小组目前正在开发一种晶体管传感器阵列，可以同时检测唾液中的多种代谢物。领导该团队的托马斯-安托普洛斯说："开发可与智能手机集成的便携式传感器阵列是未来研究的一个潜在方向。"