导读
最近，美国加州大学圣迭戈分校的工程师们开发出一个特殊的智能手机保护套和应用程序，无论患者在家中还是忙碌中，都可以更加容易地记录和追踪血糖读数。
背景
对于糖尿病人来说，检测血糖可以更好地掌控患者的血糖变化，对生活规律，活动，运动，饮食以及合理用药等方面，都具有非常重要的指导意义，并可以帮助患者随时发现问题，及时到医院就医。
然而，检测血糖水平是一件麻烦事，特别是当患者离开房间时，每次都必须打包自己的血糖检测仪。
之前，笔者也介绍过有关血糖检测方面的创新成果，例如：韩国首尔基础科学研究院的科学家采用石墨烯腕带检测和治疗糖尿病。当糖尿病人佩戴腕带以后，该设备能够采集他们皮肤上的汗液，并通过传感器检测患者汗液温度和ph值，分析出血糖水准，然后将血糖数据无线传输到移动设备，例如智能手机上，让患者可以有效地阅读和分析。
（图片来源：hui won yun, 首尔大学）
创新
今天，让我们再看一个将智能手机、传感器、无线通信技术相结合，用于血糖检测的创新成果。最近，美国加州大学圣迭戈分校的工程师们开发出一个特殊的智能手机保护套和应用程序，无论患者在家中还是忙碌中，都可以更加容易地记录和追踪血糖读数。
美国加州大学圣迭戈分校的电气和计算机工程教授 patrick mercier 表示，在智能手机中集成血糖感知功能，能让病人无需携带单独的设备。另外还可以自动存储、处理来自智能手机的血糖读数，并发送至护理提供者或者云服务。
（图片来源：加州大学圣迭戈分校雅各布工程学院）
由 mercier 、纳米工程系教授 joseph wang、及其在加州大学圣迭戈分校雅各布工程学院的同事们开发的这款设备称为“gphone”。它是一种新型概念验证阶段的便携式血糖感知系统。wang 和 mercier 分别是主任和合作主任。他们的团队将研究成果发表于《生物传感器和生物电子》（biosensors and bioelectronics）杂志。
技术
gphone 主要由两个部件组成。第一个部件是纤细的3d打印手机保护套，适配智能手机，并且在角落处有一个永恒的、可重用的传感器。第二个部件由充满酶的一次性颗粒组成。这种颗粒具有磁性，并可以附着在传感器上。颗粒位于3d打印的尖笔内部，附着于智能手机的侧面。
（图片来源：加州大学圣迭戈分校雅各布工程学院）
为了进行测试，用户首先需要拿起尖笔，将颗粒放到传感器上，这个步骤将激活传感器。用户将在其顶部滴一滴血。传感器将测量血糖浓度，然后将数据通过蓝牙，无线传输至客制化的安卓应用程序，并且在智能手机屏幕上显示数字。该测试仅需20秒钟。之后，使用过的颗粒将被丢弃，传感器将被拆除，直到下一次测试再使用。尖笔需要储备足量的颗粒进行30次测试，直到其重新填满。印刷电路板保证了整个系统可通过智能手机电池运行。
（图片来源：加州大学圣迭戈分校雅各布工程学院）
颗粒内含有一种酶，也称为“葡糖氧化酶”，它会与葡萄糖发生反应。这项反应产生出的电信号，可通过传感器电极测量到。信号越强，那么葡萄糖浓度越高。团队在不同浓度的葡萄糖溶液中测试该系统，经过多次测试，测试结果都准确无误。
价值
这项设计的关键创新在于：可重用的传感器。在团队之前开发的葡萄糖传感器中，这种酶永久的位于电极之上。然而问题是在几次使用后酶将耗尽。传感器无法继续工作，必须被完全取代。而将这种酶放在单独的颗粒中，成功地解决了这个问题。
wang 表示，该系统是灵活多用的，可修改后用于检测其他物质，应用于健康医疗、环境和国防方面。这个系统存储的数据量非常可观，所以用户可长时间追踪读数。然而，价格方面的因素需要研究人员权衡一下。虽然可重用的葡萄糖传感器和3d打印的部件都比较便宜，但是重新填满颗粒的花销比现有的葡萄糖测试包中的试纸稍贵。
未来
团队设想未来某一天直接将葡萄糖感知集成到智能手机中而不是保护套中。这项工作目前正处于概念验证阶段。其他一些步骤包括在实际的血液样本上测试以及最小化取样容积。目前的原型每次测试至少要采集12滴血，所以研究人员正致力于减少从指尖取血的量。他们也计划在应用程序中增加一个功能，在检测血糖时，向手机发送警报提醒用户。
关键字
医疗、智能手机、应用程序
参考资料
【1】http://jacobsschool.ucsd.edu/news/news_releases/release.sfe?id=2388
【2】amay j. bandodkar, somayeh imani, rogelio nuez-flores, rajan kumar, chiyi wang, a.m. vinu mohan, joseph wang, patrick p. mercier. re-usable electrochemical glucose sensors integrated into a smartphone platform. biosensors and bioelectronics, 2018; 101: 181 doi: 10.1016/j.bios.2017.10.019