Образец гибкого сенсора глюкозы создали в Академгородке
Новосибирские ученые из Института физики полупроводников СО РАН сделали лабораторный образец гибкого графенового сенсора глюкозы. Он нужен для диабетиков и других пациентов, которым нужно измерять уровень глюкозы в крови.
Электронные гибкие сенсоры глюкозы не требуют прокола кожи. Сейчас готов лабораторный образец, работающий на низкой скорости записи (время накопления сигнала – 10-30 минут).
Устройство определяет уровень глюкозы в поту и будет полезно для больных сахарным диабетом, а также для тех, кому важно контролировать уровень глюкозы в организме – например, спортсменам или людям, соблюдающим специализированную диету. По информации пресс-службы института, в перспективе прибор может стать бытовой альтернативой глюкометру.
Чувствительный элемент сенсора (площадью несколько квадратных миллиметров) печатается на обычной офисной бумаге необычными чернилами. На бумагу ложатся слои толщиной в единицы нанометров, состоящие из графена и проводящего полимера PEDOT:PSS. При нанесении композита на бумагу в слое формируются вертикально расположенные частицы графена. Они выступают катализаторами окисления глюкозы, а уровень сигнала сенсора зависит от количества продуктов окисления. Это первый в РФ образец сенсора такого типа.
Сенсор можно разместить на запястье или почти в любом удобном месте. Сейчас к устройству разрабатывается небольшой модуль для быстрого считывания (за доли секунды), преобразования, усиления сигнала и передачи данных на телефон через Bluetooth.
«Неинвазивные (не требующие прокола кожи) сенсоры глюкозы разрабатываются во всем мире. В качестве чувствительного элемента создается, как правило, многослойная структура, довольно толстый "пирожок". В таком случае, чтобы обеспечить высокий уровень сигнала, требуется обильное потоотделение и нужен дополнительный подогрев кожи. Мы выбрали другой путь – сделали очень тонкий слой с определенной структурой, которая обеспечивает селективность, и получили высокую чувствительность сенсора», – рассказала руководитель научной группы Ирина Антонова.
Новое устройство – не медицинский прибор, это датчик для бытового использования. Специалистам предстоит отработать параметры считывания, чтобы каждый пользователь мог соотнести значения сигнала датчика с уже известными ему.
«Преимущества наших сенсоров, кроме чувствительности – дешевизна, сохранение работоспособности при хранении сенсора более двух лет, возможность многократного использования – на одном сенсоре мы делали порядка 30 измерений. А когда понадобилось уточнить результаты, провели еще десяток измерений на той же структуре и увидели хорошую воспроизводимость результатов», – добавила Антонова.
Сейчас ученые набирают статистику изменения сигнала сенсора в зависимости от индивидуальных особенностей человека и исследуют отклик устройства на небольшие физические нагрузки.