راهکاری نوین و بدون درد برای نظارت بر قند خون

میلیون‌ها نفر مبتلا به دیابت روزانه سطح گلوکز خود را با استفاده از دستگاه‌های سوزن‌دار که خون آن‌ها را می‌کشند و تجزیه می‌کنند، ردیابی می‌کنند. اما اگر بتوانند آن را فقط با یک سنسور تعریق نظارت کنند، چه؟

به گزارش رسانه اخبار پزشکی مدنا، با اقتباس از دانش آزمایشگاه بیوالکترونیک و میکروسیستم‌های پروفسور Seokheun “Sean” Choi که در ۱۵ سال گذشته به دست آمده است، سیستم سنسور زیستی مبتنی بر کاغذ جدید از هاگ‌های باکتریایی باسیلوس سوبتیلیس استفاده می‌کند که در پاسخ به گلوکز در مایعات غنی از پتاسیم مانند عرق جوانه می‌زند. مقدار انرژی تولید شده سطح گلوکز را تعیین می‌کند. سیستم‌های نظارت بر گلوکز فعلی به واکنش‌های آنزیمی روی قطرات خون متکی هستند، اما این روش‌ها برای حمل و نقل یا ذخیره‌سازی آسان، پایدار نیستند. ماهیت خود تکثیر باکتری‌ها نیز ماندگاری را تضمین می‌کند.

Choi، دکترا، و دانشجوی دکترا گفت: «مشکل استفاده از آنزیم‌ها این است که آن‌ها دناتوره می‌شوند و غیرفعال می‌شوند. شما باید آن را در یخچال نگهداری کنید، اما حتی در آن صورت، قدرت آن‌ها با گذشت زمان کاهش می‌یابد. سیستم مبتنی بر هاگ ما می‌تواند محیط‌های بسیار سخت را تحمل کند و فقط در صورت برآورده شدن شرایط مناسب فعال می‌شود.»

گائو گفت: «این تنها مدرسه‌ای است که در ایالات متحده به آن درخواست دادم. پذیرفته شدم، برای ویزا درخواست دادم و مستقیماً به اینجا آمدم. از آن زمان، پروفسور Choi بسیار به من کمک کرده است نه تنها در این زمینه تحقیقاتی، بلکه در زندگی من نیز. زیرا در طول کووید بود، همه چیز بسیار بد بود، اما او به من اهمیت می‌داد و همیشه می‌گفت: من می‌خواهم تو را موفق کنم.»

گائو مدرک کارشناسی و کارشناسی ارشد خود را در شیمی دریا دریافت کرد و پروژه‌ای را با استفاده از کاغذ به عنوان پلتفرمی برای ساخت آشکارسازهای یون‌های سرب در آب دریا انجام داد، بنابراین تحقیقات Choi در مورد (کاغذ الکترونیک) با پیشینه او مطابقت داشت. کار قبلی او در آزمایشگاه او شامل ادغام بیوباترها در مدارهای چاپ سه‌بعدی، دستگاهی که رطوبت را از هوا تولید می‌کند و حشرات مکانیکی خودکار برای جمع‌آوری داده‌های اقیانوس است.

او گفت: «من می‌خواهم تحقیق کنم تا دنیا را بهتر کنم این یک چشم‌انداز بزرگ است. می‌دانم بحران انرژی در حال حاضر یک مشکل بزرگ است، بنابراین این واقعاً جالب است که بتوانیم از باکتری‌ها برای تولید انرژی استفاده کنیم. این تمیز و پایدار است، و چون کاغذی و یکبار مصرف است، بسیار آسان و بسیار ارزان است. پیشینه من در شیمی به ما کمک می‌کند تا تغییرات زیادی در این دستگاه‌ها ایجاد کنیم، و این واقعاً مرا هیجان‌زده می‌کند.»

ساخت دستگاه نظارت بر گلوکز به گائو فرصتی داد تا در مورد مهندسی برق بیشتر بیاموزد و با الهاداد همکاری کند. او گفت: «انور نه تنها آن مدارها را ساخت، بلکه من را نیز درگیر کرد برای توضیح هر مؤلفه، کارکرد آن‌ها، نحوه عملکرد آن‌ها و نحوه اتصال آن‌ها به یکدیگر. من همچنین دوره‌های آنلاین را می‌گذرانم تا با طراحی مدار آشنا شوم تا بتوانم آن‌ها را خودم بسازم، زیرا نمی‌توانم همیشه به دیگران تکیه کنم.»

Choi گفت: «هر فردی غلظت پتاسیم متفاوتی در عرق خود دارد و نمی‌دانم این غلظت چگونه بر گلوکز تأثیر می‌گذارد. حساسیت نیز کمتر از سنسورهای زیستی آنزیمی است. اما از این کار، ما یک مکانیسم سنجش جدید برای تشخیص گلوکز ایجاد کردیم. هنوز کسی این کار را نکرده است.»