印度理工学院开发出用于精准血糖监测的光传感器

据麦姆斯咨询报道，在最近的一项研究中，来自印度理工学院丹巴德校区（Indian Institute of Technology，ISM）的研究人员开发了一款使用光进行血糖监测的血糖传感器。研究人员表示，该传感器可以测量多种血糖值，范围在10-200毫克/分升（mg/dl）之间。健康成人空腹测量的平均血糖水平在70-120毫克/分升（mg/dl）之间。

用于分析生物样品的光传感器因其易于使用且不会破坏测试样品而越来越受欢迎。这种类型的传感器可以浸泡在样品中以检测目标化合物。本项研究的研究人员推出的传感器基于光环谐振器的工作原理，可以跟踪血糖水平的微小变化。

试着将光环谐振器想象成“回音廊”。在回音廊上，从小声耳语开始的声波被放大，很快会成为一声巨响。同样地，在一个光学谐振器中，由于反复地内部反射和干扰，穿过谐振器的特定波长的光波会增强。光环谐振器非常灵敏，并不会因为存在其它杂质而变得失真，因而能够提供准确读数。基于光环谐振器的装置可用于测量多种分子和化学物，包括气相状态。

光环谐振器多用于特定生物分子的研究，如蛋白质、细菌、细胞或DNA样品，观察它们如何与光相互作用并偏离。这种生物颗粒的存在改变了它们存在的介质折射率，当谐振器浸入介质中时，会导致谐振器的谐振条件发生偏差。谐振波长的变化与介质中的生物颗粒数量有关。

在这项研究中，研究人员使用光学谐振器测量血液样品中的葡萄糖水平。葡萄糖分子的存在改变了谐振器的光输出，改变程度取决于葡萄糖分子的数量，进而帮助研究人员通过测量光输出来间接测量葡萄糖水平。

研究人员使用了两种类型的波导，传感器装置能够将光波限制在特定方向。缝隙波导在矩形管中制成窄缝，光波得以通过；脊形波导的脊在矩形管的两个相对面上。研究人员观察到基于窄缝的谐振器灵敏度比基于脊的谐振器高出六倍。拥有这两种配置的传感器能够检测到样品中葡萄糖浓度的最小变化。

随着印度成为“世界糖尿病之都”，这类创新产品能够帮助人们轻松、准确、持续地测量血糖水平。