Carbon nanorørsensor registrerer glukose i spyt

Diabetes påvirker omkring 300 millioner mennesker verden over, og antallet bliver ved med at stige. Mange af disse mennesker gennemgår et dagligt regime med tests, der måler mængden af ​​glukose i blodbanen, normalt taget fra fingerstikprøver.

Det er overflødigt at sige, at dette er en tidskrævende, dyr og smertefuld proces. Så en billig måde at måle blodsukker på, som ikke kræver fingerstik, ville klart være fordelagtig.

I dag siger Mitchell Lerner ved University of Pennsylvania i Philadelphia og et par venner, at de har udviklet netop sådan en enhed. Deres glukosesensor er i det væsentlige en carbon-nanorør-baseret transistor, hvor aldrig-rørene er belagt med pyren-1-boronsyremolekyler, der binder til glukose.

Enheden er forholdsvis enkel. Det er ligetil at måle omskiftningsegenskaberne - strømspændingskurven - for en transistor. Når glukose binder sig til de funktionaliserede nanorør, ændrer den simpelthen denne kurve på en målbar måde, hvilket giver en ligetil måde at måle glukosekoncentrationen på.

Meget af denne teknologi er allerede blevet demonstreret i laboratoriet. Tricket, som Lerner og co har perfektioneret, er at kombinere det i et let at lave system, der potentielt er billigt at fremstille i massevis.

Lerner og co har testet deres nye enhed i et klinisk relevant område af glukosekoncentrationer og siger, at det er følsomt nok til at opdage glukoseændringer, ikke kun i blodet, men i andre kropsvæsker såsom spyt. Sådanne anordninger ville potentielt eliminere behovet for hyppige, ubehagelige fingerstik til blodsukkermålinger og ville i høj grad forbedre diabetikeres livskvalitet, mens de stadig opretholder et højt niveau af diagnostisk nøjagtighed, siger de.

Det ser bestemt ud til at være et vigtigt gennembrud, især for mennesker med type II-diabetes, som ikke har brug for insulininjektioner, og som udgør langt størstedelen af ​​de syge. Udsigten til spytbaserede tests for dem vil gøre livet betydeligt lettere.

For type I-patienter, som skal injicere insulin flere gange om dagen, vil det nye system være mindre nyttigt. Problemet er, at det tager tid, før ændringer i blodsukkerniveauet afspejles i spyttet. Og det betyder, at koncentrationen af ​​glukose i spyttet altid forsinker koncentrationen i blodet med omkring 30 minutter eller deromkring. Det er længe nok til at forårsage alvorlige problemer, hvis for eksempel sukkerniveauet i blodet falder brat.

Ikke desto mindre kan kulstof-nanorør-baserede sensorer være betydeligt billigere og mere robuste end de enzymbaserede, der er almindeligt tilgængelige i dag. Og det er i sig selv en vigtig faktor for sundhedssystemer, der allerede er overbebyrdet af de høje omkostninger ved at behandle denne sygdom.

Der er dog et større billede. Det, der er brug for, er en enkel, billig og pålidelig måde at overvåge sukkerniveauer direkte i blodet og forbinde dette med et system, der administrerer den korrekte dosis insulin i realtid. Der er ingen mangel på folk, der arbejder på et sådant system, med vigtige fremskridt inden for områder som stamceller og med en kunstig bugspytkirtel. Det er i disse områder, at de største fremskridt for mennesker, der lider af diabetes, sandsynligvis vil ske.

Ref: arxiv.org/abs/1304.7253 : Skalerbar, ikke-invasiv glukosesensor baseret på boronsyrefunktionaliserede kulstof-nanorørtransistorer

skjule