Исследователи Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая разработали гибкий сенсор в формате пластыря, который способен определять уровень глюкозы по поту человека без прокола кожи и забора крови. Результаты работы опубликованы в научном журнале Chemical Engineering Journal.
В основе устройства — новый композитный материал, созданный из углеродных нанотрубок и двумерного никелевого металлорганического каркаса. По данным авторов исследования, такая структура позволяет быстро фиксировать концентрацию глюкозы в поте и практически не реагирует на другие содержащиеся в нем вещества, включая мочевину, соли, молочную, мочевую и аскорбиновую кислоты.
Среднее время отклика сенсора составляет около пяти секунд. Разработчики отмечают, что устройство отличается высокой чувствительностью, что позволяет использовать его для непрерывного мониторинга показателей организма.
Особенностью разработки стала автономность. На базе нового материала ученые создали компактный гибкий суперконденсатор, который служит накопителем энергии и питает систему без отдельного источника питания. Во время испытаний накопитель сохранил около 80% первоначальной емкости после 15 тысяч циклов зарядки и разрядки, а сам сенсор продолжал работать даже после многократных изгибов.
Все элементы объединили в единую систему: пластырь с датчиком, накопитель энергии, модуль управления и блок беспроводной передачи данных. Информация передается на смартфон пользователя по Bluetooth в режиме реального времени.
Работу устройства протестировали с участием добровольца. Во время 40-минутной тренировки пластырь непрерывно измерял уровень глюкозы в поте, а затем результаты сравнили с показаниями коммерческого датчика. По данным исследователей, полученные значения практически совпали, что подтвердило точность новой технологии.
Авторы разработки считают, что в перспективе такой сенсор может использоваться в системах персонализированной медицины, для наблюдения за состоянием пациентов с нарушением обмена веществ, а также в спортивной медицине.
Исследование выполнено специалистами научной группы TERS-Team Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета совместно с учеными Университета электронных наук и технологий Китая.
