211service.com
Koolstof nanobuissensor detecteert glucose in speeksel
Diabetes treft wereldwijd zo'n 300 miljoen mensen en het aantal blijft toenemen. Veel van deze mensen ondergaan een dagelijks regime van tests die de hoeveelheid glucose in de bloedstroom meten, meestal genomen uit vingerprikmonsters.
Het behoeft geen betoog dat dit een tijdrovend, kostbaar en pijnlijk proces is. Dus een goedkope manier om bloedglucose te meten zonder dat er met de vingers wordt geprikt, zou duidelijk voordelig zijn.
Vandaag zeggen Mitchell Lerner van de Universiteit van Pennsylvania in Philadelphia, en een paar vrienden, dat ze precies zo'n apparaat hebben ontwikkeld. Hun glucosesensor is in wezen een op koolstof nanobuisjes gebaseerde transistor waarin de nooit-buizen zijn gecoat met pyreen-1-boorzuurmoleculen die zich binden aan glucose.
Het apparaat is relatief eenvoudig. Het is eenvoudig om de schakelkarakteristieken - de stroom-spanningscurve - van een transistor te meten. Wanneer glucose zich bindt aan de gefunctionaliseerde nanobuisjes, verandert het deze curve eenvoudig op een meetbare manier, waardoor een eenvoudige manier ontstaat om de glucoseconcentratie te meten.
Veel van deze technologie is al gedemonstreerd in het lab. De truc die Lerner en co hebben geperfectioneerd, is om het te combineren in een eenvoudig te maken systeem dat potentieel goedkoop is om massaal te produceren.
Lerner en co hebben hun nieuwe apparaat getest in een klinisch relevant bereik van glucoseconcentraties en zeggen dat het gevoelig genoeg is om glucoseveranderingen te detecteren, niet alleen in bloed, maar ook in andere lichaamsvloeistoffen zoals speeksel. Dergelijke apparaten zouden de noodzaak voor frequente, ongemakkelijke vingerprikken voor bloedglucosemetingen mogelijk elimineren en zouden de kwaliteit van leven van diabetici aanzienlijk verbeteren, terwijl ze toch een hoog niveau van diagnostische nauwkeurigheid behouden, zeggen ze.
Dat lijkt zeker een belangrijke doorbraak, vooral voor mensen met diabetes type II die geen insuline-injecties nodig hebben en die de overgrote meerderheid van de patiënten uitmaken. Het vooruitzicht van op speeksel gebaseerde tests voor hen zal het leven aanzienlijk gemakkelijker maken.
Voor type I-patiënten, die meerdere keren per dag insuline moeten injecteren, zal het nieuwe systeem minder bruikbaar zijn. Het probleem is dat het even duurt voordat veranderingen in de bloedsuikerspiegel worden weerspiegeld in het speeksel. En dat betekent dat de glucoseconcentratie in het speeksel altijd ongeveer 30 minuten achterblijft bij die in het bloed. Dat is lang genoeg om ernstige problemen te veroorzaken als bijvoorbeeld de suikerspiegels in het bloed abrupt dalen.
Niettemin kunnen op koolstof nanobuisjes gebaseerde sensoren aanzienlijk goedkoper en robuuster zijn dan de op enzymen gebaseerde sensoren die tegenwoordig algemeen verkrijgbaar zijn. En dat op zich is een belangrijke factor voor zorgstelsels die al overbelast zijn door de hoge kosten van de behandeling van deze ziekte.
Er is echter een groter plaatje. Wat nodig is, is een eenvoudige, goedkope en betrouwbare manier om de suikerspiegels direct in het bloed te monitoren en deze te koppelen aan een systeem dat realtime de juiste dosis insuline toedient. Er is geen gebrek aan mensen die aan zo'n systeem werken en er worden belangrijke vorderingen gemaakt op gebieden als stamcellen en met een kunstmatige alvleesklier. Het is op deze gebieden dat de grootste vooruitgang voor mensen die aan diabetes lijden waarschijnlijk zal plaatsvinden.
Referentie: arxiv.org/abs/1304.7253 : Schaalbare, niet-invasieve glucosesensor op basis van met boorzuur gefunctionaliseerde koolstof nanobuistransistoren