Sensore rileva il glucosio nella saliva e lacrime per il test del diabete

Marzo 21, 2016 Admin Salute 0 20
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"E 'un modo intrinsecamente non invasivo per stimare il contenuto di glucosio nel corpo", ha detto Jonathan Claussen, un ex studente di dottorato Purdue University e ora un ricercatore presso la US Naval Research Laboratory. "Perché è in grado di rilevare il glucosio nella saliva e lacrime, si tratta di una piattaforma che potrebbe eventualmente aiutare a eliminare o ridurre la frequenza di utilizzo di punture di spillo per il test del diabete. Stiamo dimostrando la sua funzionalità."

Claussen e Purdue dottorando Anurag Kumar ha guidato il progetto, lavorando con Timothy Fisher, professore di ingegneria meccanica Purdue; D. Marshall Porterfield, un professore di ingegneria agricola e biologica; e altri ricercatori presso Birck Nanotechnology Center dell'università.




I risultati sono dettagliati in un documento di ricerca in corso di pubblicazione questa settimana sulla rivista materiali funzionali avanzati.

"La maggior parte dei sensori di solito misurano il glucosio nel sangue", ha detto Claussen. "Molti in letteratura non sono in grado di rilevare il glucosio in lacrime e la saliva La cosa singolare è che possiamo percepire in tutte le quattro differenti sieri umani:.. Le saliva, sangue, lacrime e urina e che non è stato dimostrato prima. "

Il documento, descritto sulla copertina della rivista, è stato scritto da Claussen, Kumar, Fisher, Porterfield e ricercatori della Purdue David B. Jaroch, M. Haseeb Khawaja e Allison B. Hibbard.

Il sensore ha tre parti principali: strati di nanosheets somiglianti minuscoli petali di rosa in materiale chiamato grafene, che è una pellicola a singolo atomo di spessore di carbonio; nanoparticelle di platino; e l'enzima glucosio ossidasi.

Ogni petalo contiene alcuni strati di grafene impilati. I bordi dei petali hanno penzolanti, legami chimici incomplete, difetti dove nanoparticelle di platino possono allegare. Gli elettrodi sono formati combinando i petali nanosheet e nanoparticelle di platino. Poi la glucosio ossidasi attacca alle nanoparticelle di platino. L'enzima converte il glucosio in perossido, che genera un segnale sull'elettrodo.

"In genere, quando si vuole fare un biosensore nanostrutturati è necessario utilizzare un sacco di fasi di lavorazione prima di raggiungere il prodotto finale biosensore", ha detto Kumar. "Ciò comporta la litografia, trattamento chimico, incisione e altri passi. La cosa buona di questi petali è che possono essere coltivate praticamente su qualsiasi superficie, e non hanno bisogno di utilizzare uno qualsiasi di questi passaggi, quindi potrebbe essere l'ideale per commercializzazione. "

Oltre ai test diabete, la tecnologia può essere utilizzata per rilevare una varietà di composti chimici per testare per altre condizioni mediche.

"Perché abbiamo usato il glucosio ossidasi enzima in questo lavoro, è orientata per il diabete", ha detto Claussen. "Ma potremmo scambiare questo enzima con, per esempio, glutemate ossidasi, per misurare il neurotrasmettitore glutammato per verificare Parkinson e il morbo di Alzheimer, o etanolo ossidasi di monitorare i livelli di alcol per un etilometro. E 'molto versatile, veloce e portatile."

La tecnologia è in grado di rilevare il glucosio in concentrazioni basse come 0,3 micromolare, molto più sensibili di altri biosensori elettrochimici basati su grafene o grafite, nanotubi di carbonio e nanoparticelle metalliche, detto Claussen

"Questi sono i primi risultati da segnalare un basso limite di rilevamento e, allo stesso tempo, una così ampia gamma di rilevamento," ha detto.

Il sensore è in grado di distinguere tra glucosio e segnali da altri composti che spesso causano interferenza sensori: acido urico, acido ascorbico e paracetamolo, che si trovano comunemente nel sangue. A differenza del glucosio, tali composti sono detti essere elettroattivi, il che significa che generano un segnale elettrico senza la presenza di un enzima.

Glucosio per sé non genera un segnale, ma deve prima reagire con l'enzima glucosio ossidasi. Glucosio ossidasi è utilizzato in strisce reattive diabete commerciali contatori diabete convenzionali che misurano il glucosio con una puntura di spillo dito.

La ricerca si è basata presso il Birck Nanotechnology Center.

La ricerca è stata finanziata dal Office of Naval Research e dalla National Science Foundation.

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