新型微针贴片实现无痛连续血糖监测
新型微针贴片实现无痛连续血糖监测
糖尿病是一种常见的慢性疾病，需要长期监测血糖水平。传统的血糖监测方法通常需要通过针刺采血，既痛苦又不便。近年来，可穿戴式连续血糖监测设备逐渐兴起，为患者带来了福音。最近，研究人员开发出一种新型的可穿戴微针贴片，可以实现无痛、连续、准确的血糖监测。
工作原理
这种新型微针贴片由三层结构组成：最上层是基于福斯特共振能量转移（FRET）的荧光化学传感器，用于连续测定葡萄糖；中间层是聚(乙二醇二丙烯酸酯)-共聚丙烯酰胺（PEGDA-PAM）水凝胶微针基层，用于有效的皮肤插入；底层是柔性疏水性聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）衬底层，用于抑制环境干扰。
图1. 用于连续ISF监测的微针荧光传感器。a，三层微针传感器的皮肤插入示意图及其在ISF中与分析物的可逆相互作用。b，荧光水凝胶传感器的FRET对和功能单体的光聚合及其与葡萄糖的可逆相互作用，导致比例荧光变化。
性能优化
研究团队通过一系列实验优化了传感器的性能。他们发现，当FRET对（FAA和RhB）的摩尔比为4:2时，传感器的灵敏度最高。此外，通过调节3-APB的摩尔分数，可以进一步提高传感器的灵敏度。最终得到的优化传感器在pH 6.0-9.0、温度25-37℃的范围内都表现出良好的稳定性。
图4. 微针贴片的制备及力学优化。
实验验证
研究团队在猪皮肤模型上测试了这种微针贴片的性能。结果显示，贴片可以实现6小时的连续监测，对低血糖、正常血糖和高血糖水平都能准确响应。在人血清中的平均响应时间为7.7分钟，检测限为0.193 mM，灵敏度为0.029 mM-1。
图5. 用于连续血糖监测的可穿戴微针传感器贴片。
应用前景
这种新型微针贴片具有以下优势：
- 无痛：微针的长度仅为几百微米，不会触及痛觉神经。
- 连续监测：可以实现长达6小时的连续血糖监测。
- 准确：具有较高的灵敏度和选择性，对常见干扰物质有良好的抗干扰能力。
- 实时反馈：响应时间短，能够及时反映血糖变化。
这种新型微针贴片有望在糖尿病管理领域发挥重要作用，为患者提供更便捷、舒适的血糖监测方案。
本文原文来自《Biosensors and Bioelectronics》期刊，作者为Hu Yubing等。