本文概覽

臨床上可接受的血糖監(jiān)測儀的探索一直在進(jìn)行在過去的幾十年里，定量檢測血糖的能力無痛、準(zhǔn)確且高度敏感的方式仍然有限。

在此，清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系劉冉課題組聯(lián)合國家納米科學(xué)中心吳燕團(tuán)隊(duì)、蔣喬、丁寶全團(tuán)隊(duì)，及北京清華長庚醫(yī)院趙邑團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了裝載熒光分子對修飾的DNA管狀折紙結(jié)構(gòu)和葡萄糖氧化酶的微針貼片，可以直接貼于患者皮膚上，實(shí)現(xiàn)皮下組織間液中的血糖定量檢測。葡萄糖氧化酶將微針貼片原位收集的葡萄糖轉(zhuǎn)換成質(zhì)子信號，隨后質(zhì)子信號驅(qū)動DNA管狀結(jié)構(gòu)展開，因此將熒光分子和相鄰的淬滅劑分開，導(dǎo)致熒光信號恢復(fù)。通過評估微針貼片中DNA折紙熒光信號恢復(fù)的程度，定量檢測患者的血糖水平。

相關(guān)工作以“Fluorescence-Amplified Origami Microneedle Device for?Quantitatively Monitoring Blood Glucose”為題發(fā)表在《Advanced Materials》.

本文亮點(diǎn)

利用折紙技術(shù)制備出無痛微針設(shè)備,實(shí)現(xiàn)簡便監(jiān)測。

設(shè)計(jì)融合了熒光增強(qiáng)效應(yīng)的血糖傳感策略。

該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)定量檢測皮下組織和血液中的血糖水平。

具有良好的線性響應(yīng)范圍和檢測下限。

采用鼠尾靜脈內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測驗(yàn)證了該設(shè)備的使用效果。

提供了一種無創(chuàng)、定量監(jiān)測血糖的新方法。

折紙技術(shù)使微針制備簡便,有望實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

設(shè)計(jì)新穎,利用熒光增強(qiáng)原理提高了檢測靈敏度。

為非注射式血糖監(jiān)測提供了創(chuàng)新策略。

具有推廣應(yīng)用的價(jià)值,可望替代傳統(tǒng)血糖測試。

圖文參考

圖1|基于DNA折紙的微針系統(tǒng)設(shè)計(jì)及監(jiān)測血糖原理

圖2|DNA管狀折紙結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其熒光信號轉(zhuǎn)換表征

圖3|?FAOM器件的制備與表征

圖4|FAOM安全性與可行性評估

總結(jié)

該研究臨床受試者建立的函數(shù)方程表明FAOM 可以以高度敏感且可靠的方式報(bào)告血糖定量的方式。?在臨床盲測中，F(xiàn)AOM 取得了很好的匹配與商業(yè)血液生化試劑相比準(zhǔn)確度 (98.70 ± 4.77%)分析儀，完全滿足準(zhǔn)確血糖的要求監(jiān)控。?FAOM 裝置可以輕松插入皮膚組織痛苦的方式和DNA折紙的最小泄漏，基本上提高血糖測試的耐受性和依從性。通過整合熒光成像，DNA折紙和微針貼片的優(yōu)勢，發(fā)展了一種安全無痛、可定量、高靈敏度和準(zhǔn)確度的血糖測試方法。大大提高了患者對血糖檢測的順從型和耐受性，為糖尿病人實(shí)時(shí)進(jìn)行血糖檢測提供了一種新的技術(shù)。