葡萄糖傳感器:“修復”人體葡萄糖傳感器:播種糖尿病治療的新希望!

2021/12/10 16:35 · 傳感器知識資訊 ·  · 葡萄糖傳感器:“修復”人體葡萄糖傳感器:播種糖尿病治療的新希望!已關閉評論
摘要:

葡萄糖傳感器:“修復”人體葡萄糖傳感器:播種糖尿病治療的新希望!展開全文多扎格列艾汀單藥或聯合二甲雙胍,帶來了治療糖尿病的希望之光。因為“發現葡萄糖激酶(Glucokinase,GK)作為血糖調節的傳感器,感受葡萄糖濃度,調節胰腺中β細胞的胰島素分泌水平,以及參與進入III期研究的創新GKA*研發的杰出成就“,2020年的內分泌學界的諾貝爾

葡萄糖傳感器:“修復”人體葡萄糖傳感器:播種糖尿病治療的新希望!

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多扎格列艾汀單藥或聯合二甲雙胍,帶來了治療糖尿病的希望之光。
因為“發現葡萄糖激酶(Glucokinase, GK)作為血糖調節的傳感器,感受葡萄糖濃度,調節胰腺中β細胞的胰島素分泌水平, 以及參與進入III期研究的創新GKA*研發的杰出成就“,2020年的內分泌學界的諾貝爾獎Rolf Luft Award頒發給了賓夕法尼亞大學的Franz Matschinsky教授。這一大獎的獲得,充分肯定了Franz Matschinsky教授提出的關于“調控人類胰島細胞和其他組織中的葡萄糖激酶(GK),可糾正2型糖尿病中的代謝缺陷”的理論。
(*注:為華領醫藥的多扎格列艾汀Dorzagliatin)
瑞典卡羅琳斯卡醫學院官方網站公布Franz Matschinsky教授獲得Rolf Luft Award(點擊查看大圖)
基于上述理論的葡萄糖激酶激活劑(Glucokinase Activator, GKA)誕生并曾在掀起全球研發的熱潮。作為華領醫藥的高級科學顧問,Franz Matschinsky教授與華領醫藥一直共同探索葡萄糖激酶(GK)在人體血糖穩態調控中所發揮的核心作用。華領醫藥在研的全球首創新藥多扎格列艾?。―orzagliatin)是目前唯一已進入且完成Ⅲ期臨床研究的葡萄糖激酶激活劑(GKA),引來內分泌學術界的高度關注。就在剛剛結束的中華醫學會糖尿病學分會第二十四次全國學術會議上,多位糖尿病領域大咖圍繞葡萄糖激酶(GK)的作用機制、多扎格列艾?。―orzagliatin)臨床研究進展進行了精彩分享。
葡萄糖激酶(GK)損傷:
血糖失衡的重要“推手”
人體對葡萄糖的攝取和利用是一個復雜又精妙的過程,在這個過程中,一種獨特的功能蛋白——己糖激酶(HK)發揮著重要的作用。其中己糖激酶家族中唯一可以作為葡萄糖傳感器的葡萄糖激酶(GK),又稱己糖激酶IV(HK-IV)——在人體血糖穩態調節中扮演關鍵角色。圍繞葡萄糖激酶(GK)在血糖穩態調節中的作用,復旦大學附屬中山醫院李小英教授的精彩論述徐徐展開。
葡萄糖激酶(GK)主要分布在胰島、肝臟和腸道等部位,起著葡萄糖傳感器的功能,其激活由葡萄糖濃度來決定,進而通過調節控糖激素,即胰島素和胰高糖素的分泌,以及糖原合成,來維持葡萄糖穩態1。多個器官中的葡萄糖激酶(GK)聯手進行血糖調控:血糖過高時,胰島β細胞中葡萄糖激酶(GK)活性增加,調節胰島素適時適量的分泌;肝細胞中葡萄糖激酶(GK)活性增加,促進肝糖原合成;同時α細胞中葡萄糖激酶(GK)活性增強,抑制胰高糖素釋放;反過來,血糖過低時,α細胞中葡萄糖激酶(GK)活性下降,啟動胰高糖素及時分泌,使血糖上升至生理目標范圍。在腸道內L細胞 中,隨著葡萄糖水平增加,葡萄糖激酶(GK)激活啟動胰高糖素樣肽-1(GLP-1)分泌,GLP-1又可進一步促進β細胞的葡萄糖激酶(GK)活性,同時促進胰島素分泌增加。就是這樣,葡萄糖激酶(GK)作為葡萄糖傳感器,將血糖水平控制在4~6.5mmol/L的目標區間內,維持人體的血糖穩態2(圖1)。李小英教授作了個形象的比喻:這就類似于智能空調中傳感器對溫度的感知和傳遞功能,讓智能空調設定一個舒適的溫度范圍。

圖1:葡萄糖激酶(GK)在血糖重要調控器官發揮葡萄糖傳感器的功能,調控和維持血糖穩態
葡萄糖激酶(GK)在人體血糖穩態調控系統中起核心作用,其受損將導致葡萄糖穩態失衡,是血糖升高的重要“推手”。研究表明,T2DM患者胰島和肝臟葡萄糖激酶 (GK) 表達嚴重降低3,4,而且肝臟葡萄糖激酶(GK)活性顯著下降5,6,造成穩態調控系統對血糖變化的敏感性降低,因此血糖大幅波動,穩態失控。
“賦能”葡萄糖激酶(GK):
播種恢復血糖穩態的希望
葡萄糖激酶激活劑(GKA)可與活性構象葡萄糖激酶(GK)結合,血糖依賴性地調節葡萄糖激酶(GK)返回到非活性構象,提高對葡萄糖的敏感性7。葡萄糖激酶(GK)“賦能”后,就有了恢復血糖穩態的希望。
南京大學醫學院附屬鼓樓醫院朱大龍教授介紹說,全球目前有5個葡萄糖激酶激活劑(GKA)在研發過程中,其中華領醫藥多扎格列艾?。―orzagliatin)是目前唯一已進入且完成Ⅲ期臨床研究的葡萄糖激酶激活劑(GKA)。值得一提的是,多扎格列艾?。―orzagliatin)是全球首創的葡萄糖激酶雙重激活劑,化學結構獨特,提高激酶催化效率,保持激酶葡萄糖濃度依賴,且能同時作用于胰島和肝臟,修復T2DM患者受損的葡萄糖傳感器功能。同時,它的藥代動力學參數優異,在5-200mg劑量區間,顯示明確的劑量和血中暴露量線性關系,吸收代謝分布排泄性質支持與廣泛的口服降糖藥物聯合使用,并沒有種族差異8。
通過修復葡萄糖激酶(GK)活性,多扎格列艾?。―orzagliatin)有提高對葡萄糖的敏感性,改善胰島素早相分泌和肝臟葡萄糖的儲備功能,重塑血糖穩態的潛力?;A研究顯示,多扎格列艾?。―orzagliatin)可提升糖尿病大鼠胰島素分泌細胞數量至正常大鼠的75%,提升其肝臟葡萄糖激酶(GK)表達,恢復至正常表達量的80%9。在Ⅰ期臨床研究中,多扎格列艾?。―orzagliatin)治療7天后,胰島對血糖的敏感性即明顯改善,C肽分泌時相前移,胰島素早相分泌得以改善10,11。
Ⅱ期探索性研究顯示,多扎格列艾?。―orzagliatin)治療12周,各劑量組血糖均持續下降,其中75mg BID組糖化血紅蛋白(HbA1c)相比基線降幅達1.12%,顯著優于安慰劑(圖2),餐后2小時血糖也較基線顯著降低達4.9mmol/L,同時,處置指數(DI)和HOMA-IR評分顯著改善,即使治療結束后1周,患者的DI和HOMA-IR評分仍然顯著改善,提示停藥后療效的持續性12。而且,治療期間沒有發生藥物相關的嚴重不良事件(SAE)或嚴重的低血糖事件12,提示多扎格列艾?。―orzagliatin)具有良好的耐受性和安全性。

圖2:與安慰劑相比,Dorzagliatin 75mg BID治療后HbA1c降幅顯著更優
進入Ⅲ期臨床研究(播種研究,SEED)的多扎格列艾?。―orzagliatin),表現依然優秀。多中心、隨機、雙盲安慰劑對照的SEED研究是全球首個GKA,納入463例未使用糖尿病治療藥物的初治2型糖尿?。═2DM)患者,以2:1隨機分配至多扎格列艾?。―orzagliatin)組或安慰劑組治療13。研究顯示:
與安慰劑相比,多扎格列艾?。―orzagliatin)75mg BID單藥治療24周后HbA1c相對基線降幅度顯著更優(-1.07%vs -0.5%, p<0.0001),HbA1c的血糖穩態達標率顯著更高(45% vs 21.5%, p<0.0001)(圖3); 更顯著改善β細胞功能(HOMA2-β)(圖4); 至治療52周時,HbA1c較基線下降1.11%(p<0.001), 療效持續顯著穩定13, (圖5)13, 提示多扎格列艾?。―orzagliatin)單藥長期治療降糖效果仍持續穩定。 圖3:與安慰劑相比,Dorzagliatin 75mg BID單藥治療HbA1c降幅顯著更優,血糖穩態達標率顯著更高 圖4:與安慰劑相比,Dorzagliatin 75mg BID單藥治療顯著改善β細胞功能 圖5:多扎格列艾汀(Dorzagliatin)單藥長期52周治療降糖效果仍持續穩定 在特殊人群的用藥方面,朱大龍教授介紹了在腎功能損傷患者中的藥物代謝動力學研究。該研究發現,Dorzagliatin可以用于患有慢性腎臟病各個階段的T2DM患者且無需調整劑量。 迎來黎明之光: 行進在希望的田野上 2019年發表在Diabetes care雜志的一項研究表明,積極治療期間改血糖的降糖藥物,包括二甲雙胍GLP-1激動劑、甘精胰島素,在停藥后未能產生持久的益處14,因此現有降糖藥物尚未解決糖尿病的根本原因,該何去何從?中日友好醫院楊文英教授認為,葡萄糖激酶(GK)是血糖穩態的核心“元件”,需要恢復這個葡萄糖傳感器功能,才能進一步優化血糖管理效果。 多扎格列艾?。―orzagliatin)可作用在血糖調控的核心器官(胰島和肝臟),旨在治標治本,恢復血糖調控的生理機制。Ⅲ期臨床研究DAWN研究(黎明研究)是多中心、隨機、雙盲安慰劑對照研究,納入766例二甲雙胍單藥治療不佳的T2DM患者,以1:1隨機分配至多扎格列艾?。―orzagliatin)或安慰劑組治療雙盲治療24周以及開放標簽治療28周。 研究結果顯示: 與安慰劑相比,多扎格列艾?。―orzagliatin)與二甲雙胍聯合治療HbA1c較基線降幅顯著更優(-1.02% vs 0.36%,p<0.0001)(圖6),HbA1c達標率顯著更高(44.4% vs 10.7% p<0.0001)(圖7); 空腹血糖顯著降低更多(-0.67mmol/L vs -0.29mmol/L, , p=0.0091),餐后2小時血糖顯著降低更多(-5.45mmol/L vs -2.97mmol/L, , p<0.0001)(圖8); 顯著改善β 細胞功能和胰島素抵抗: 多扎格列艾汀治療組HOMA2-β增加了3.77%,安慰劑對照組增加了1.35%; 多扎格列艾汀治療組HOMA2-IR也較對照組明顯改善; 同時24周治療期內,具有臨床意義的低血糖(血糖<3mmol/L)發生率<1%,未發生與藥物相關的嚴重不良反應和嚴重低血糖事件。 圖6:與安慰劑相比,Dorzagliatin與二甲雙胍聯合治療HbA1c降幅顯著更優 圖7:與安慰劑相比,Dorzagliatin與二甲雙胍聯合治療HbA1c達標率顯著更高 圖8:與安慰劑相比,Dorzagliatin與二甲雙胍聯合治療空腹血糖與餐后血糖下降更顯著 此外, 其他的聯合治療I期研究,也讓我們看到多扎格列艾?。―orzagliatin)良好的聯用前景: 多扎格列艾?。―orzagliatin)與DPP4抑制劑(西格列?。┗騍GLT2抑制劑(恩格列凈)聯合治療時,不影響各自的藥代動力學參數; 與單藥相比,聯合治療降糖效果增加更明顯; 多扎格列艾?。―orzagliatin)與西格列汀聯用后,半小時內GLP-1水平就較單用西格列汀明顯增加; 多扎格列艾?。―orzagliatin)與恩格列凈聯用后,早相C-肽水平也明顯升高。 總結 作為維持人體血糖穩態的核心“元件”, 葡萄糖激酶(GK)的損傷是T2DM患者血糖穩態失衡的重要“推手”。在T2DM的治療中,需要恢復這個葡萄糖傳感器功能,才能進一步優化血糖管理效果。全球首創的在研葡萄糖激酶雙重激活劑多扎格列艾?。―orzagliatin)可作用于血糖調控的核心器官(胰島和肝臟),具有修復葡萄糖激酶(GK)活性,提高對葡萄糖的敏感性,改善胰島素早相分泌和葡萄糖的儲備功能,重塑血糖穩態的潛力,旨在從源頭上治療糖尿病。兩項III期臨床研究表明,多扎格列艾?。―orzagliatin)單藥或聯合二甲雙胍均有效降低HbA1c,顯著改善胰島β細胞功能和胰島素抵抗,耐受性和安全性良好,帶來了治療糖尿病的希望之光。 2020年8月17日,華領醫藥與拜耳集團就處于臨床試驗階段的首創糖尿病治療藥物多扎格列艾?。―orzagliatin)在中國達成商業合作協議,此項協議將發揮拜耳在中國糖尿病管理領域的領先優勢以及華領醫藥的創新能力,為中國糖尿病患者提供全新的治療方案選擇。 資料來源: 1. Irwin DM, Tan H. Molecular evolution of the vertebrate hexokinase gene family: Identification of a conserved fifth vertebrate hexokinase gene[J]. Comp Biochem Physiol Part D Genomics Proteomics, 2008, 3(1):96-107. 2. MatschinskyFM, WilsonDF. The central role of glucokinase in glucose homeostasis: a perspective 50 years after demonstrating the presence of the enzyme in islets of Langerhans[J]. Front Physiol, 2019, 10:148-163. 3. Li C, Liu C, Nissim I, et al. Regulation of glucagon secretion in normal and diabetic human islets by γ-hydroxybutyrate and glycine[J]. J Biol Chem, 2013, 288(6):3938-51. 4. Haeusler RA, Camastra S, Astiarraga B, et al. Decreased expression of hepatic glucokinase in type 2 diabetes[J]. Mol Metab. 2014, 4(3):222-6. 5. Caro JF, Triester S, Patel VK, et al. Liver glucokinase: decreased activity in patients with type II diabetes[J]. Horm Metab Res, 1995, 27(1):19-22. 6. Clore JN, Stillman J, Sugerman H. Glucose-6-phosphatase flux in vitro is increased in type 2 diabetes[J]. Diabetes. 2000, 49(6):969-74. 7. Grewal AS, Sekhon BS, Lather V. Recent updates on glucokinase activators for the treatment of type 2 diabetes mellitus[J]. Mini Rev Med Chem. 2014, 14(7):585-602. 8. Li Chen, Y Zhang, et al. ADA 75th Scientific Session, June 5-9, 2015, Boston. 9. Wang P, Liu H, Chen L, et al. Effects of a Novel Glucokinase Activator, HMS5552, on Glucose Metabolism in a Rat Model of Type 2 Diabetes Mellitus[J]. J Diabetes Res, 2017, 2017:. 10. Bergstrom RW, Wahl PW, Leonetti DL, Fujimoto WY. Association of fasting glucose levels with a delayed secretion of insulin after oral glucose in subjects with glucose intolerance[j]. J Clin Endocrinol Metab, 1990, 71(6):1447-53. 11. DL Zhu, et al. ADA 75th Scientific Session, 2015, Boston. 12. Zhu D, Gan S, Liu Y, et al. Dorzagliatin monotherapy in Chinese patients with type 2 diabetes: a dose-ranging, randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 2 study[J]. Lancet Diabetes Endocrinol, 2018, 6(8):627-636. 13. Hua Medicine for 2020 ADA Scientific Sessions. 14. RISE Consortium. Lack of Durable Improvements in β-Cell Function Following Withdrawal of Pharmacological Interventions in Adults With Impaired Glucose Tolerance or Recently Diagnosed Type 2 Diabetes[J]. Diabetes Care, 2019, 42(9):1742-1751. 來源:醫學界校對:臧恒佳 責編:潘穎 葡萄糖傳感器:“修復”人體葡萄糖傳感器:播種糖尿病治療的新希望!  第1張

葡萄糖傳感器:生物醫療||葡萄糖傳感器在糖尿病診斷中的應用和發展

隨著人們生活方式以及生活習慣的轉變,近年來,我國糖尿病發病率居高不下。糖尿病作為一種世界性的慢性疾病,給許多患者以及他們的家庭帶來了嚴重的身心折磨以及經濟負擔。
現如今,臨床上還沒有徹底根治糖尿病的醫學手段,僅能通過調節血糖濃度控制糖尿病的病情發展,因此,血糖監測是糖尿病診療的前提和基礎。
目前廣泛采用的臨床用血糖生化分析儀及家用指尖血糖儀均是有創的血糖測量方法,刺痛感明顯,患者依從性差,并且無法獲得連續的血糖濃度變化曲線,容易遺漏重要的血糖濃度變化信息。而長期的血糖監測則需要植入針管于皮下組織進行實時采樣,這種方式給患者帶來極大的痛苦。
基于糖尿病管理的巨大市場前景,微創血糖監測設備是可穿戴生物傳感器中最受關注的方向之一,也是最接近商業化的方向之一。
最早的生物傳感器可以追溯到上世紀五六十年代。隨著近年來無創取樣及監測技術逐漸成熟,利用無創可穿戴生物傳感設備替代常規的血液檢測越來越接近現實。
葡萄糖傳感器的類型及其發展
葡萄糖傳感器主要由修飾電極和變換器組成,其中修飾電極可以選擇性地催化葡萄糖在電極表面的氧化反應,變換器則把發生反應的化學信號轉換為電信號,并通過儀表顯示出來。
應用不同的修飾電極,可構建各種類型的葡萄糖傳感器。按照修飾電極中是否含有葡萄糖氧化酶,葡萄糖傳感器可分為葡萄糖氧化酶傳感器和無酶葡萄糖傳感器兩類。
目前盛行的葡萄糖傳感器——葡萄糖酶傳感器
酶傳感器是由固定化酶和電極組合構建而成,利用酶的高度專一性和催化性,將酶作為生物傳感器的敏感元件實現生物分子的濃度監測。用于葡萄糖檢測的酶常為葡萄糖氧化酶,依據電子轉移機制不同,葡萄糖酶生物傳感器可分為三代。
01 第一代葡萄糖酶生物傳感器
第一代葡萄糖酶生物傳感器是基于氧分子作為電子接受體,葡萄糖氧化酶固定在電極表面。在酶的催化反應中,水中的氧氣會減少,同時生成過氧化氫,通過測定氧的減少量或者過氧化氫的生成量來間接測定葡萄糖的含量。
02 第二代葡萄糖酶生物傳感器
第二代葡萄糖酶生物傳感器是利用電子傳遞介質代替氧氣作為電子受體,克服了第一代葡萄糖氧化酶傳感器受氧氣限制的缺點。電子介體是體積很小的可溶性氧化還原活性分子(如二茂鐵衍生物、亞鐵氰化物、導電有機鹽和醌類),可進行快速可逆的氧化還原反應,從而加快電子在酶的活性位點和電極表面穿梭,提高酶促反應的速率。但電子介體容易從酶層擴散出來進入底物溶液中,影響傳感器的穩定性。
03 第三代葡萄糖酶生物傳感器
第三代葡萄糖酶生物傳感器和前兩代相比, 無需氧分子或電子傳遞介體作為電子受體,而是將酶直接固定于修飾電極上,使酶的活性位點與電極相近,直接進行電子傳遞從而提高葡萄糖傳感器的靈敏度和選擇性。固定酶的材料常用有有機導電復合物膜、金屬納米顆?;蚍墙饘偌{米顆粒等。然而第三代葡萄糖傳感器的電子傳遞速率仍然有限。
非酶式可穿戴葡萄糖傳感器
從應用角度看,葡萄糖氧化酶被廣泛地應用于各種葡萄糖傳感器中,但是溫度、濕度、pH 值等因素會影響其活性,從而降低了酶式葡萄糖傳感器測量的準確性。
到目前為止,葡萄糖傳感器已經發展了四代,前三代是主體基于生物酶的葡萄糖傳感器,由于酶類傳感器對環境苛刻的要求,極大地限制了其發展,因此,第四代非酶葡萄糖傳感器應運而生。
近日,賓夕法尼亞州立大學(PSU)工程科學與力學系助理教授程寰宇團隊在 Biosensors and Bioelectronics發表了題為《用于身體測量的激光誘導石墨烯非酶葡萄糖傳感器》“ Laser-induced grapHene non-enzymatic glucose sensors for on-bodymeasurements ”的論文。
論文鏈接:
該團隊將微流芯片與非酶式葡萄糖傳感器結合,用于汗液的連續采樣以及葡萄糖濃度檢測。該研究為非酶式柔性葡萄糖傳感器在可穿戴生物醫療器件的應用提供了新的思路。
非酶式葡萄糖傳感器通常需要在堿性環境中使用,而人類體液 pH 值通常在酸性或中性范圍,這極大地限制了這一類傳感器在可穿戴設備以及表皮電子中的應用。程寰宇團隊通過集成微流管道和含有堿性溶液反應腔,該非酶式葡萄糖傳感器可以實現對汗液的葡萄糖指標的實時監測。
非酶式葡萄糖傳感器未來展望
近年來納米材料被廣泛應用于無酶傳感器的研發,納米材料的引入促進了無酶傳感器迅猛發展。許多結構特殊、性能優良的新型納米材料被研制出來,為新型無酶傳感器的制備提供了廣泛的思路。
非酶式可穿戴葡萄糖傳感器的初步探索為將來基于激光誘導石墨烯泡沫電極的其他多種生物化學信號的無創測量產業化提供了新的思路。
除了葡萄糖的檢測,該檢測平臺還可以應用在其他生物液體監測。例如,實現生物液體(汗液、組織液、唾液、淚液等)中多種生物標記物的無創實時監測,用以評估健康狀況和早期診斷多種疾病。
鈺芯生物三電極——葡萄糖檢測
鈺芯研發獨創的三電極共面技術,即將工作電極、參比電極、輔助電極縮小制備于同一平面,減輕濃差極化,增加電極靈敏度與可靠性。適用于液體中重金屬離子以及生化分子檢測,如葡萄糖、多巴胺、尿酸、鉛、芯等。
電極使用前如何修飾?
在使用過程中,通常工作電極是需要進行修飾的。修飾的方式有兩種:
一種是酶催化,例如檢測葡萄糖時,需要涂覆葡萄糖蛋白酶時,可購買特定蛋白酶涂覆在電極表面,以實現葡萄糖敏感性測試。
一種是無酶催化,例如檢測葡萄糖時,通過電鍍的方式,將工作電極置入待修飾的電鍍溶液中,沉積所需要的催化活性物質,可以實現無酶催化劑。
鈺芯·瑞霸電化學工作站測量葡萄糖
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科學研究||電化學工作站——葡萄糖測量
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葡萄糖傳感器:葡萄糖傳感器用于糖尿病診斷和無創的健康監測

  隨著我國城市化進程和生活方式的轉變,近年來我國糖尿病的發病率居高不下,更有大量的糖尿病前期患者,這給患者和家庭帶來了巨大的身心痛苦和經濟負擔。糖尿病作為一種與生活方式和環境因素密切相關的慢性非傳染性疾病,影響人群范圍廣,并發癥致殘、致死率高,需要龐大的社會資源及醫療資源支出。如何更準確地預測、預防、減少糖尿病的發病,以及制定更有效的治療方案以減少并發癥的發生發展,成為目前面臨的難題。
糖尿病檢測
  葡萄糖傳感器,用含有葡萄糖氧化酶的膜作感受器,氧電極作換能器構成的傳感器,當此傳感器放入待測溶液中時,溶液內的溶解氧和待測葡萄糖同時滲人感受器酶膜,在氧存在下,葡萄糖被酶催化氧化成為葡萄糖酸,同時消耗氧而生成過氧化氫此時換能器氧電極即能反映出落液中氧濃度的下降,從下降的幅度即可求出葡萄搪的濃度。葡萄糖傳感器可以檢測患者的葡萄糖水平來監測糖尿病。
  因此,開發穩定性高的葡萄糖傳感器對于糖尿病診斷和無創的健康監測來說是非常重要的。
  a)具有多孔酶膜的納米紋理葡萄糖傳感器的示意圖。b)工作電極的橫截面示意圖。c)納米紋理NiHCF / PB / Au電極的SEM圖像。d)多孔膜(插圖:膜乳液的照片)。e)多孔膜錨定在納米紋理電極上。
  據外媒報道,加州大學Ali Javey教授團隊和香港科技大學范志勇教授團隊合作合成了一種可以固定酶的多孔膜,并將其牢牢固定在改性的納米電極觸點上,進而構建了具有良好的穩定性和機械魯棒性的葡萄糖傳感器。
  這也是首次有研究開發出基于納米多孔膜的電化學傳感器,它可以解決酶的逃逸并為分子、離子的擴散和交互提供了一個充足的表面,從而確保其可以進行持續的催化活動進而實現非侵入式的健康監測傳感。研究結果表明,該葡萄糖傳感器可以進行長期的穩定監測,響應漂移也非常小。
  此外,它還可以被集成到微流控傳感貼片中用于進行無創的汗液葡萄糖監測。因此其在并臨床診斷、個性化醫療監控和慢性病管理等領域具有廣闊的應用前景。
3D 打印葡萄糖生物傳感器工作示意圖
  在糖尿病的健康監測方面,國外研究人員一直以來都沒有停止研究,前段時間,為了避免糖尿病患者監測血糖時不斷地刺破手指,持續性的血糖監測系統,是另一種替代方案,但成本較高。而華盛頓州立大學的研究人員,剛剛打造了一種適用于可穿戴監測設備的 3D 打印葡萄糖生物傳感器。這項研究有望為數以百萬計糖尿病患者,帶來增強的血糖監測體驗。
葡萄糖傳感器:“修復”人體葡萄糖傳感器:播種糖尿病治療的新希望!  第2張

葡萄糖傳感器:葡萄糖電極(pHOx Ultra/CCX 葡萄糖傳感器)

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