西电科大科研团队运用“稀土黑科技”有望实现汗液测血糖

来源:三秦都市报 2025-03-01 08:05

传统单一的生物标志物血糖检测方法,往往难以同时满足不同环境的需求,而且市场上已存在的血糖仪长期监测使用,可能会造成局部血管萎缩等问题。2月27日记者采访了解到,针对这一情况,西安电子科技大学机电工程学院吕锐婵教授团队将目光投向光电传感实时血糖检测,利用光子晶体增强稀土发光结合增材制造技术,实现通过汗液检测血糖。

在稀土发光领域深耕十余年的吕锐婵教授,对“稀土”这一材料十分钟爱。“稀土发光研究可以算得上是我们课题组的‘看家本领’,稀土可以把人们肉眼看不到的近红外光转换成肉眼能够看到的可见光区间,这便是稀土的‘上转换’,通过它的这一特性,可以实现检测的肉眼可见!”吕锐婵介绍说。

“我们制造了一种发光阵列薄膜,以稀土‘上转换’纳米粒子作为核心,外面包了一层棕黑色的二氧化锰纳米片。二氧化锰与汗液中葡萄糖的产物过氧化氢反应,使得二氧化锰变成二价锰离子,二价锰离子是无色的。从颜色上来看,薄膜的颜色就从黑色变为无色;从发光上来看,薄膜在激光照射下荧光由弱光变为强光,光线的强弱变化,都能很好地说明血液中葡萄糖含量的变化。”团队科研专家介绍。

跟随吕锐婵攻读博士研究生的巨子悦全程参与这一研究,他说:“除了颜色和发光之外,我们还加上一个光电信号转换器,可以把这种光信号转换为更加直观的监测数值,这样就可以完成监测了。”

据介绍,这一制造方法不仅可以使得检测薄膜力学性能更稳定,还可以提高发光纳米粒子的荧光效果,“一束激光照过来,在具有阵列结构的薄膜中,由于产生了局部发光增强效应,会更清楚地看到纳米粒子发出的可见光,更有效地降低背景信号干扰。”在课题组“拿手”材料和全国重点实验室顶尖制造技术的加持下,团队终于设计出了便携式荧光检测装置,在检测的灵敏度和范围方面都有了明显的提升。

“虽然这个成果在检测灵敏度、检测区间、便携程度上都有了很大提升,但汗液中的血糖和传统血糖在时间轴上的浓度分布曲线还是有区别的,我们也正在探寻其中的规律。”吕锐婵说。相关学者介绍,相信通过以吕锐婵为代表的科研工作者和科研团队的不懈努力,公众或许可以期待在不久的将来,这项“葡萄糖体外光电检测技术”最终普及,并应用于血糖检测中。

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