Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из КНР создали новый материал для носимых медицинских сенсоров и устройство на его основе для определения уровня глюкозы через пот. Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Chemical Engineering Journal (Q1, IF: 12,5).
В современной персонализированной медицине все большую востребованность приобретают. Они в режиме реального времени помогают отслеживать состояние здоровья без забора крови и сложных процедур. Одним из перспективных подходов к сбору данных выступает анализ пота. В нем содержатся элементы, по которым можно отслеживать физиологические изменения организма, в том числе метаболизм глюкозы. Однако такие устройства обычно состоят из двух отдельных модулей (самого сенсора и источника питания). Это делает устройство громоздким и неудобным для ношения, а также усложняет его использование.
Пот содержит элементы, по которым можно отслеживать физиологические изменения организма, в том числе метаболизм глюкозы, и потому является перспективным для неинвазивного сбора данных о здоровье. Однако носимые сенсорные датчики, как правило, состоят из двух отдельных модулей (самого сенсора и источника питания) и потому неудобны в использовании.
Авторы новой работы создали материал для сенсора на основе высокочувствительных углеродных нанотрубок и проводящей сетки двумерного никелевого металлорганического каркаса. Он способен буквально за 5 секунд с высокой точностью отслеживать в поте уровень глюкозы, не «сбиваясь» на другие вещества в его составе.
На основе разработанного материала ученые создали компактный гибкий суперконденсатор, который может выступать в качестве накопителя энергии и питать систему мониторинга. По сравнению с аналогичными материалами на основе металла предложенная структура показала более высокие показатели. Предложенные решения объединили в электрохимическую сенсорную систему, которая состоит из глюкозочувствительного пластыря с накопителем энергии, модуля управления питанием и беспроводной передачей данных.
Разработчики отмечают, что после 15 тысяч циклов зарядки-разрядки и многократных изгибов устройство сохранило около 80% начальной емкости. В будущем такие сенсоры могут использоваться в персонализированной медицине и спортивной диагностике.
