贴在皮肤上的传感器，利用汗液检测血糖

得克萨斯大学达拉斯分校的研究人员设计了1种可穿着的柔性生物传感器，它能够可靠地检测汗液中的葡萄糖水平。

这项研究最近发表在SensorsandActuatorsB:Chemical上，作者是得克萨斯大学达拉斯分校（UTDallas）工程和计算机科学系教授ShaliniPrasad等人。她和同事证明，他们设计的生物传感器能够可靠地检测汗液中的葡萄糖水平，贴在皮肤上的传感器，利用汗液检测血糖。

这个团队此前已证明，他们的装备能够检测汗液中的皮质醇。

但是对那些糖尿病人和有糖尿病风险的人群来讲，血糖的自我监控对疾病控制来说是非常关键的。

Prasad教授表示，“追踪心率和步数的健身追踪器现在很热门，但是可穿着的、非侵入式的生物传感器对疾病的管理来说很有好处。”

1般的家用血糖检测仪需要用户采1点血样，1般是通过针扎手指的方式，而且1天以内要测几次。而这款用布料制成的新型传感器能够检测皮肤上少量汗液中的葡萄糖含量。

“我们的传感器的工作原理与血糖测试条中1样，依托的是一样的化学和酶反应，”Prasad表示，“但是在我们的设计中，我们推敲到了手表、腕表或和皮肤紧贴的装备附近的汗液量比较少的问题。”

Pradsad表示，研究汗液的研究人员通常采取1种叫做离子电渗疗法的方法，这类方法能够为皮肤通电，贴在皮肤上的传感器，利用汗液检测血糖，让皮肤产生足够检测用的汗液。但是，由于这类方法可能会让皮肤红肿烫伤，所以他们必须要采取别的方法来检测少量的汗液。

他们的设计所用的汗液还不到1微升，相当于1个食盐晶格那么大的液体含量。

这类技术同时还能提供实时的数字反馈。

Prasad和生物工程学的博士生RujutaMunje是这篇文章的主要作者。他们在血糖传感器中采取了1种市面上能买到的聚合物织物，并用洁净室设施来建造装备中的电子元件。成品原型机是1种小巧、柔性的棒状装置，大概2.54厘米长。

“在我们的设计中，我们利用了织物本身的性质和编织方式，”Prasad表示，“我们的创新在于我们将电极整合到织物中的方式和放置的位置。用我们的方式，少量的汗液也能有效地分散到全部设备的表面上。”

Prasad表示，1般的血糖测试条还包括1种能够放大化学反应信号的份子，使监控仪能够记录到电信号。但是如果这类仪器紧贴皮肤佩戴，那么这类份子可能会对皮肤有刺激作用，这就成为另外一个需要攻克的困难。

为了保证少量的汗液就能够产生足够强的信号，Prasad和Munje改变了织物材料表面的拓扑结构。

“我们进行的修改让这类材料能够束缚葡萄糖氧化酶分子，这类分子可以有效地放大葡萄糖信号，”Prasad表示，贴在皮肤上的传感器，利用汗液检测血糖，“我们这样操作是为了它的商业化斟酌。想要让它面世的话，制造进程不能太复杂。”

Prasad和Munje还能用这个装备来解释1个人1天中汗液化学性质的变化。

“葡萄糖1种难于监控的分子，由于有其他因素会干扰信号，”Prasad表示，“比如汗液的pH值，或说酸度会因环境而产生剧烈的变化。”

她注意到，当人们运动或压力很大时，他们汗液中其他化合物（如皮质醇和乳酸）的水平也会产生改变，这会影响葡萄糖的检测。

她说，“我们已发现，通过我们的技术能够解决3大关键性的问题：较小的汗液量、其他化合物的干扰，和pH值的波动。”

Prasad和Munje采取志愿者的汗液样本对原型机进行了测试。

虽然用该技术制造的产品可能没法在近期内面世，但是这款概念性的产品在设计时充分推敲到了商业和大范围生产所需的因素。

“目前，我们打算把它设计成日抛型产品。我们相信它可以很容易地被集成到现有的消费型电子产品平台上，”Prasad表示，“我们对这类技术取得上市许可的可能性感到非常激动。”

有些研究者还在研究了是不是能在其他体液——比如尿液和泪液中检测葡萄糖。如果可行，那将进1步减少侵入性采血设备的需求。比如，谷歌正在研制1种智能隐形眼镜，用来丈量泪液中的葡萄糖水平。