新的血糖监测方法不需要采集血液样本，彻底改变糖尿病的监测

数以百万计的糖尿病患者每天使用手指棒式设备来监测他们的血糖水平，这些设备可以抽取并分析他们的血液。但如果他们能用一个汗液传感器来监测呢？这就是纽约州立大学宾厄姆顿大学的一项新研究背后的想法，该研究可以通过消除痛苦和麻烦来彻底改变糖尿病的治疗。

　　

数以百万计的糖尿病患者每天都使用手指棒式设备来监测他们的血糖水平，这些设备可以抽取并分析他们的血液。但如果他们能用一个汗液传感器来监测呢？

这就是纽约州立大学宾厄姆顿大学的一项新研究背后的想法，该研究可以通过消除痛苦和麻烦来彻底改变糖尿病的治疗。

这种新型纸质生物传感器系统利用了Seokheun “Sean” Choi’教授的生物电子和微系统实验室在过去15年里对生物电池的研究成果，利用了枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）细菌孢子，这种细菌孢子在汗液等富含钾的体液中对葡萄糖产生反应。产生的能量将决定葡萄糖水平。

来自Thomas J. Watson工程与应用科学学院电子与计算机工程系的助理教授Anwar Elhadad和博士生Yang“Lexi”Gao最近在《微系统与纳米工程》杂志上发表了他们的研究结果。这项研究得到了美国国家科学基金会的两项资助。

目前的血糖监测系统依赖于对血滴的酶促反应，但这些方法不具有货架稳定性，不便于运输或储存。细菌的自我复制特性也保证了它们的寿命。

“使用酶的问题在于它们会变性和失活，你需要把它储存在冰箱里，但即使这样，它们的效力也会随着时间的推移而下降。我们基于孢子的系统可以承受非常恶劣的环境，只有在合适的条件下才会激活。”

对于Gao来说，这篇新论文是她自2021年秋天在COVID-19大流行期间从中国来到宾厄姆顿以来的第九篇论文。

“这是我在美国申请的唯一一所学校，”Gao说。“我被录取了，申请了签证就直接来到了这里。从那时起，Choi教授给了我很多帮助——不仅在这个研究领域，而且在我的生活中。因为那是在新冠肺炎期间，一切都很糟糕，但他关心我，总是说，‘我想让你成功。’”

Gao的本科和硕士学位都是海洋化学专业，她做过一个以纸为平台构建海水中铅离子探测器的项目，因此Choi对“纸电子”的研究符合她的背景。她之前在他实验室的工作包括将生物电池集成到3d打印电路中，一种从空气中产生水分的设备，以及收集海洋数据的自供电机械虫子。

“我想做研究，让世界变得更好——这是一个很大的愿景！”她笑着说。“我知道能源危机是目前的一个主要问题，所以我们可以利用细菌发电是很有趣的。它是清洁和可持续的，因为它是纸质的，是一次性的，所以很容易，也很便宜。我的化学背景帮助我们对这些设备进行了很多修改，这真的让我很兴奋。”

在与Elhadad一起工作的同时，制造血糖监测设备让Gao有机会了解更多关于电气工程的知识。

她说：“Anwar不仅建造了这些电路，他还让我参与其中——解释每一个组件，它们是做什么的，它们是如何工作的，以及它们是如何连接在一起的。我也在上网络课程来熟悉电路设计，这样我就可以自己动手做了，因为我不能总是依赖别人。”

随着这篇研究论文的发表，宾厄姆顿团队将致力于改进探测过程。

“每个人的汗液中钾的浓度不同，我不知道这个浓度是如何影响葡萄糖的，灵敏度也低于传统的酶生物传感器。但通过这项工作，我们创造了一种新的感知机制来检测葡萄糖。还没有人这样做过。”