Vércukorszint-mérés nyálmintából

A Biosensors and Bioelectronics folyóiratban jelent meg a Szaúd-Arábia egyik tengerparti városában, Thuwalban működő King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) mérnökeinek közleménye, amelyben egy nyál alapú vércukormérő szenzort írnak le. A cukorbetegek hagyományosan olyan eszközökkel figyelik vércukorszintjüket, amelyekhez naponta többször is meg kell szúrniuk ujjbegyüket, majd a vércukorszint-mérő a vércseppet elemzi. Újabban a beültetett érzékelők folyamatos glükózszint-monitorozást biztosítanak kellemetlen szúrások nélkül, de ezek az eszközök alacsonyabb glükózszintek esetén kevésbé pontosak, és gyermekek számára egyelőre nem engedélyezettek. A glükózszint monitorozásának kényelmesebb módja lehet a nyál vizsgálata, amely korrelál ugyan a vércukorszinttel, viszont a nyálban a glükóz koncentrációja sokkal alacsonyabb, mint a vérben, ami kifinomult laboratóriumi berendezések nélkül jelentősen megnehezíti a pontos mérést.

A KAUST mérnökei a most megjelent cikkben egy vékonyréteg-tranzisztoron alapuló, rendkívül érzékeny glükózérzékelőt hoztak létre. Abhinav Sharma, a cikk első szerzője szerint “ezek a kicsi, könnyű eszközök alkalmasak lehetnek a tömeggyártásra, mint olcsó, eldobható érzékelők. Egy könnyen használható, nem invazív glükózmérésre alkalmas, nyálat használó eszköz a betegek millióinak életét könnyíthetné meg világszerte".

A tranzisztor vékony, félvezető tulajdonságú indium-oxid és cink-oxid rétegeket tartalmaz, a rétegek felett pedig a glükóz-oxidáz enzim található. Amikor nyálmintát helyeznek az érzékelő felületére, a specifikus enzim oxidálja a jelen lévő glükózt, és D-glükonolaktont, valamint hidrogén-peroxidot termel. A hidrogén-peroxid elektromos oxidációja ezután elektronokat szabadít fel, amelyek belépnek a félvezető rétegekbe. Ez megváltoztatja a félvezetőkön átfolyó áramot, és ennek a jelnek az erőssége jelzi a mintában lévő glükóz koncentrációját.

A kutatók olyan emberi nyálmintákkal tesztelték készüléküket, amelyekhez különböző mennyiségű glükózt adtak, és olyan önkéntesek nyálát is elemezték, akik a tesztek elvégzése előtt éheztek (a nyálban lévő glükózszint nem feltétlenül korrelál a vércukorszintekkel közvetlenül étkezés után).

Megállapították, hogy a készülék kevesebb mint egy perc alatt pontos méréseket volt képes végezni a glükózkoncentrációk széles skáláján. Fontos, hogy működési elve miatt a szenzort a nyálban lévő egyéb molekulák, köztük az olyan cukorszármazékok, mint a fruktóz és a szacharóz nem tudták megbolondítani. Bár az eszköz érzékenysége idővel csökkent, még két hét szobahőmérsékleten történő tárolás után is jó teljesítményt nyújtott.

A kutatócsoport most olyan tranzisztoros érzékelők sorát fejleszti, amelyek egyszerre több anyagcsereterméket is ki tudnának mutatni a nyálmintákból. “Kutatásunk egyik lehetséges jövőbeli iránya az okostelefonba integrálható, könnyen hordozható szenzorcsoportok kifejlesztése” - nyilatkozta Thomas Anthopoulos, a csapat vezetője.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

New transistor measures glucose in saliva

Non-invasive, ultrasensitive detection of glucose in saliva using metal oxide transistors

Irodalmi hivatkozás:

Abhinav Sharma et al, Non-invasive, ultrasensitive detection of glucose in saliva using metal oxide transistors, Biosensors and Bioelectronics (2023). DOI: 10.1016/j.bios.2023.115448