无创无痛血糖监测：微型光学传感器为糖尿病患者带来好消息

几十年来，糖尿病患者一直依靠手指穿刺抽血或黏附微针来测量和控制血糖水平。澳大利亚研究人员确定了葡萄糖的4个红外峰可用于选择性和灵敏地区分水和葡萄糖，这为糖尿病管理中提供连续的无创血糖监测带来好消息

　　

几十年来，糖尿病患者一直依靠手指穿刺抽血或黏附微针来测量和控制血糖水平。除了疼痛之外，这些方法还会引起瘙痒、炎症和感染。澳大利亚研究委员会转换元光学系统卓越中心的研究人员，已经朝着消除这种不适迈出了重要的一步。他们的RMIT大学团队发现了葡萄糖红外新特征，并利用这些信息开发了一种直径只有5毫米的小型化光学传感器，有朝一日可以用于糖尿病管理中提供连续的无创血糖监测。

由于无痛监测的意义，无创血糖传感已成为近30年来的研究目标。光学葡萄糖传感技术已被报道;然而，它们需要通常在实验室中找到的复杂光学仪器，这使得它们不适合常规患者使用。可负担、可穿戴的光学葡萄糖测试面临的主要挑战是小型化和从水的近红外(NIR)光谱的吸收峰中滤除葡萄糖信号。从本质上讲，准确区分血液中的水和葡萄糖是很困难的。直到现在。

在本周发表在《Advanced Sensor Research》上的一项同类研究中，该团队已经确定了葡萄糖中的四个红外峰，可以在水环境和生物环境中进行选择性和敏感的识别。该团队期待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。

该团队制造了一个小型化的葡萄糖传感器，建立在1600-1700nm的波段上，支持蓝牙，使用硬币电池，可以连续监测葡萄糖。这种紧凑型传感器已经证明了其检测人体血浆中50至400mg/dL葡萄糖水平的可行性，其检测极限和灵敏度与较大的实验室传感器相当。它的小尺寸有一天可能会被集成到智能手表和其他无痛的可穿戴健康追踪器中。

到目前为止，人们对葡萄糖的独特光谱特征还没有达成共识，这主要是因为近红外(NIR)光谱检测葡萄糖的O-H键在水中也很丰富。这种相似性使得区分葡萄糖和水信号具有挑战性，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。我们的发现最终为推进小型化光学葡萄糖传感提供了必要的信息，我们已经开发了一个设备原型，为未来的无创葡萄糖传感器奠定了基础。”

Mingjie Yang，第一作者，RMIT博士学者

该器件原型利用表面贴装器件发光二极管(SMD LED)和由厚度仅为110微米的薄膜镀铜聚酰胺(Cu/PI)制成的电路，采用激光图案技术开发。该设备的毫米级和轻量级设计使其比传统的台式分光光度计更加紧凑。此外，这种灵活的贴片式设计为人类皮肤上的可穿戴设备提供了未来直接读取的可能性。

该装置的性能已经使用葡萄糖水溶液和血浆进行了严格的评估。对光-蒙皮干涉进行了计算分析，表明了SMD LED如何穿透蒙皮。模拟结果显示了未来在临床设置中探索光学葡萄糖传感的有希望的位置。

RMIT TMOS研究人员开发的可穿戴传感器，是中心元健康传感器旗舰项目的一部分。这项目致力于为医疗技术应用开发元光学传感器。RMIT大学已经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。

光学葡萄糖传感器的非侵入性有可能提高患者的依从性，减少不适，并降低与侵入性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，这可能代表着向连续无痛葡萄糖传感的重要转变。”

Madhu Bhaskaran, TMOS首席研究员