Альтернатива глюкометру
Альтернатива глюкометру
Учёные Института физики полупроводников СО РАН сделали первый в России лабораторный образец гибкого графенового сенсора глюкозы, не требующего прокола кожи. Роспатент включил разработку в топ-10 изобретений в медицине, запатентованных с 2023 года.
Сегодня готов лабораторный образец, работающий на низкой скорости записи. Время накопления сигнала – 10-30 минут. Устройство определяет уровень глюкозы в поту и будет полезно для больных сахарным диабетом, а также для тех, кому важно контролировать уровень глюкозы в организме, например, спортсменам или людям, соблюдающим специализированную диету. В разработке устройства сейчас участвует научная группа из пяти человек, включая студентов НГТУ НЭТИ.
Чувствительный элемент сенсора площадью несколько квадратных миллиметров печатается на обычной офисной бумаге, но чернила необычные – авторская разработка учёных ИФП СО РАН. В результате на бумагу ложатся слои толщиной в единицы нанометров из графена и проводящего полимера PEDOT:PSS. При нанесении такого композита в слое формируются вертикально расположенные частицы графена, они выступают как катализаторы окисления глюкозы.
Созданный учёными сенсор относят к резистивному типу: его электрическое сопротивление меняется при попадании молекул глюкозы на чувствительный элемент. В результате взаимодействия с потом проводимость увеличивается, что можно зафиксировать, подавая напряжение и измеряя электрический ток.
– Отличие нашего сенсора от разрабатываемых другими группами в России и за рубежом в том, что мы нашли простой и дешёвый способ получить высокий отклик с использованием графена как основной чувствительной матрицы. Другие авторы выбирали в качестве чувствительного элемента иные компоненты, графен же только усиливал сигнал, – рассказывает научный сотрудник молодёжной лаборатории нанотехнологий и наноматериалов канд. физ.-мат. наук Артём Иванов. – Мы пришли к оптимальному соотношению состава слоя, его толщины и структуры. Выяснилось, что наилучшие характеристики дают два-три печатных слоя. При этом графеновое покрытие должно быть сплошным. Чтобы его таким сделать, пришлось подобрать около десяти разных параметров.
Сенсор можно разместить на запястье или практически в любом месте, где удобно пользователю. Исследователи подчёркивают, что новое устройство не является медицинским прибором, это датчик для бытового использования. Специалистам предстоит отработать параметры считывания, чтобы каждый пользователь мог соотнести значения сигнала датчика с уже известными ему, например, показателями глюкометра или результатами медицинских анализов.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.
– Пока мы ещё далеки от стадии создания коммерческого продукта. Научные, поисковые исследования требуют и времени, и затрат. А большинство программ поддержки, которые мы смогли найти, предлагают профинансировать доработку практически законченного продукта или прототипа, – поясняет руководитель научной группы, ведущий научный сотрудник лаборатории физики и технологии трёхмерных наноструктур ИФП СО РАН д-р физ.-мат. наук Ирина Антонова.
Как сообщает пресс-служба научно-исследовательского института, сейчас учёные набирают статистику изменения сигнала в зависимости от индивидуальных особенностей человека. Кроме того, к сенсору разрабатывается небольшой модуль для быстрого считывания (за доли секунды), преобразования, усиления сигнала и передачи данных на телефон через Bluetooth-канал.
Фото Надежды Дмитриевой
На снимке Артём Иванов и Анна Бузмакова
Комментарии