Татуировка из нанотрубок для мониторинга глюкозы в крови
Ученые Массачусетского технологического института, работающие под руководством профессора Майкла Страно (Michael Strano), разработали новый тип мониторинга уровня глюкозы в крови человека. Предлагаемый ими метод, основанный на введении под кожу чувствительных к глюкозе углеродных нанотрубок, избавит пациентов с сахарным диабетом от необходимости регулярного измерения уровня глюкозы с помощью традиционных глюкометров.
Исследование, результаты которого были опубликованы в 2008 году в New England Journal of Medicine в статье «Continuous Glucose Monitoring and Intensive Treatment of Type 1 Diabetes», показало, что постоянный мониторинг уровня глюкозы в крови помогает взрослым людям с сахарным диабетом эффективнее контролировать свое состояние. Дело в том, что сравнительно непродолжительные резкие подъемы уровня глюкозы в крови, например, после приема пищи, могут оказывать губительное действие на организм больного сахарным диабетом. Поэтому своевременное выявление и предотвращение этих подъемов исключительно важно для сохранения здоровья пациентов с этим заболеванием.
К сожалению, существующие на сегодняшний день портативные устройства не обеспечивают достаточной степени точности и нуждаются в ежедневной калибровке. Поэтому заботящиеся о своем здоровье диабетики до сих пор вынуждены несколько раз в день колоть палец и выдавливать каплю крови на тест-полоску глюкометра.
Принцип работы большинства существующих устройств для непрерывного мониторинга уровня глюкозы в крови заключается во введении человеку расщепляющего глюкозу фермента глюкозооксидазы. Взаимодействие прилегающего к коже пациента электрода с перекисью водорода – побочным продуктом этой реакции – позволяет косвенно оценить уровень глюкозы в крови. Однако ни один из этих датчиков не одобрен для применения в течение более чем семи дней подряд.
В основе предлагаемого авторами сенсора лежит технология, описанная в декабрьском номере журнала ACS Nano за 2009 год в статье «Modulation of Single-Walled Carbon Nanotube Photoluminescence by Hydrogel Swelling». Такой сенсор состоит из чувствительных к концентрации глюкозы углеродных нанотрубок, заключенных в полимерную оболочку. При взаимодействии с глюкозой нанотрубки начинают испускать флуоресцентное свечение в ближней инфракрасной части спектра. Интенсивность испускаемой при этом флуоресценции отражает концентрацию глюкозы.
В настоящее время исследователи разрабатывают «чернила» из взвешенных в растворе наночастиц. Такие чернила будут использоваться для введения под кожу руки пациента в виде своеобразной «татуировки», срок службы которой будет составлять несколько месяцев.
Для чтения результатов поверх «татуировки» пациенту надо будет надевать датчик, похожий на наручные часы. Этот датчик будет испускать на сенсор свет нужной части спектра и непрерывно регистрировать интенсивность ответного свечения находящихся под кожей нанотрубок. Важным аспектом является то, что, в отличие от большинства флуоресцентных молекул, нанотрубки не разрушаются под действием света и интенсивность их флуоресценции не падает даже при постоянном освещении.
Разработчики отмечают, что до проведения клинических исследований нового сенсора еще далеко, однако они планируют в ближайшем времени протестировать его эффективность на животных.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Massachusetts Institute of Technology: ‘Tattoo’ may help diabetics track their blood sugar.
31.05.2010