无创血糖测量方法_超薄柔性生物传感器摆脱“扎手指”

自我血糖监控是糖尿病管理的重要部分。糖尿病患者在日常生活中，经常需要通过血糖仪进行手指采血来检测血糖。每天在采血部位进行针扎取血，给患者带来的不仅是肉体上的疼痛，更有心理上的紧张与焦虑。而清华大学航天航空学院柔性电子技术研究中心冯雪课题组的新研究，可能让全球四亿糖尿病患者摆脱“扎手指”血糖测量法，采用无创血糖测量以进行血糖的长期监测。该研究成果于近日在《科学进展》（Science Advances）上发表。

这种基于力学—化学耦合原理的电化学双通道无创血糖测量方法，利用可以与人体自然共型贴附的超薄柔性电子器件，对皮肤表面施加微弱的电场，通过离子导入的方式改变组织液渗透压，调控血液与组织液渗透和重吸收的平衡关系，驱使血管中的葡萄糖流出血管，并按照设计路径主动、定向地渗流和扩散到皮肤表面，继而通过只有3.8微米厚的超薄柔性生物传感器件进行实时、原位的高精度测量。

为了实现皮肤表面的微量葡萄糖的精准测量，冯雪课题组在1.2微米厚的薄膜上制备了具有四层功能层的类皮肤生物传感器。他们通过在器件表面制备微结构，实现了纳米级厚度的电子介体的电化学沉积；同时利用基于液体表面张力和蒸发毛细力的仿生液滴转印方法，利用自驱动的方式将多层超薄生物传感器从制备基底上无损地剥离下来，实现整体厚度只有3.8微米的类皮肤柔性生物传感器的制备。该传感器对葡萄糖测量灵敏度、特异性很高，重复测量误差小于1%。

临床实验表明，无创血糖测量系统的测量结果与血糖仪测量结果的相关系数达到0.9以上，达到了医疗级监测和诊断的标准，具有巨大应用潜力。

该成果相关内容已经被《科学进展》媒体团队（Science Advances Press Package Team）推荐给《纽约时报》《华尔街日报》《经济学人》等国际知名媒体。2017年12月21日，国际电气与电子工程师协会（IEEE）的旗舰出版物《科技纵览》（IEEE Spectrum）对该论文率先进行了专题报道，来自普渡大学和青少年糖尿病研究基金会（JDRF）的研究人员给予高度评价。文章发表后，被来自美、英、意、俄等全球多家媒体报道，引起广泛反响。