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  糖尿病是一種以多種病因誘發，以高血糖為特征的代謝紊亂綜合癥。據世界衛生組織的報告顯示糖尿病患者的數量迅速增長，到2030年總人數將達到5.78億。糖尿病是不能完全治愈的疾病，只能通過控制血糖水平以減緩病情發展，減少并發癥的發生。而可穿戴式非侵入性葡萄糖傳感器可以為人類提供一種無痛且便攜式的方式來監測其血糖并管理其健康狀況，因此引起了人們的極大關注。通過檢測反向離子電滲法（RI）提取的組織液（ISF）中的葡萄糖，非侵入性人體葡萄糖傳感器已得到廣泛關注，但是當前的挑戰是其復雜的結構和連續監測的不穩定性。

圖 1 PEDOT:PSS/DF/PB/GO_X傳感器的制備；及利用反離子電滲的原理在人體皮膚表面進行無創穿戴式血糖監測的示意圖，監測結果與商用血糖儀的結果進行比對。

  近日，溫州醫科大學王毅研究員團隊開發了基于PEDOT:PSS導電水凝膠與普魯士藍納米顆粒結合的電化學生物傳感器，利用反離子電滲的原理將組織液中的葡萄糖電滲到皮膚表面，將傳感芯片貼敷于人體皮膚表面進行無創連續監測葡萄糖（圖1）。通過一系列表征（圖2-5，此處略），證明了在導電水凝膠PEDOT:PSS中加入二甲亞砜(DMSO)、Zonyl FS-300，有效地擴展PEDOT:PSS聚合物鏈，提高了電子傳遞速率，改善了普魯士藍納米顆粒（PBNPs）在水凝膠中的均勻分布。通過電化學IT測試（圖6a），確定了基于PEDOT:PSS導電水凝膠與普魯士藍納米顆粒結合的電化學生物傳感器傳感線性范圍為1~243 μM (340.1 μA mM^-1 cm^-2 ，R² = 0.985)，243~3243 μM (184.3 μA mM^-1 cm^-2，R² = 0.996)，LOD為0.85 μM（圖6b）。同時，該PEDOT:PSS導電水凝膠與普魯士藍納米顆粒結合的電化學生物傳感器展現了很好的特異性，在血清中表現出優良的電化學行為，檢測結果與商業血糖儀相當（圖6c-d）。最后，利用基于PEDOT:PSS導電水凝膠與普魯士藍納米顆粒結合的電化學生物傳感器進行體表葡萄糖測試（圖7）。結果顯示：與指尖靜脈血糖結果對比，具有很好的相關性。

圖6 a）監測葡萄糖的I-T曲線（濃度范圍：1 μM, 10 μM, 100 μM to 1000 μM）。b) 監測葡萄糖的標準曲線。c) 對該傳感器加入葡萄糖的干擾分子，進行選擇性測試。d) 分別在PBS和兔子血清中監測葡萄糖得到的I-T響應曲線。

圖7 a-b) 穿戴式無創監測葡萄糖和c) 商用指尖扎血的血糖儀檢測葡萄糖的示意圖。d) 利用此傳感器實時無創監測葡萄糖。e-f）對兩位志愿者，每隔小時進行一次無創組織液葡萄糖的電流監測，同時在提取組織液葡萄糖前15min測量血糖。g) 根據f圖得到電流響應與血糖濃度的關系曲線。

  以上結果發表在Chemical Engineering Journal（2022，431，134109）。論文的第一作者為溫州醫科大學和中國科學院大學溫州研究院的徐長順和姜丹鋒，通訊作者為張慶文副研究員和王毅研究員。該論文獲浙江省自然科學基金杰出青年基金（LR19H180001）等基金的資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.134109