Trang chủ Sống bằng sáng tạo Hi-tech - Sản phẩm Thiết bị đo đường huyết qua mồ hôi đầu tiên trên thế...

Thiết bị đo đường huyết qua mồ hôi đầu tiên trên thế giới

Các nhà nghiên cứu Đại học bang Pennsylvania (Mỹ) đã phát triển một thiết bị theo dõi đường huyết thông qua mồ hôi. Đây được xem là thiết bị theo dõi đường huyết không xâm lấn, đeo được đầu tiên trên thế giới.

Một máy đo đường huyết thông thường trên thị trường.

Phát hiện nồng độ glucose thấp trong mồ hôi

Hiện tại, thiết bị theo dõi đường huyết không xâm lấn không có bán trên thị trường ở Mỹ, do vậy, những người mắc bệnh tiểu đường phải lấy mẫu máu hoặc sử dụng cảm biến được gắn dưới da để đo lượng đường trong máu của họ. Nhờ vào thiết bị mới trên, việc theo dõi đường huyết không xâm lấn có thể trở thành tiêu chuẩn.

Trưởng nhóm nghiên cứu là Giáo sư Huanyu Larry Cheng, Khoa Khoa học Kỹ thuật và Cơ học của Đại học bang Pennsylvania. Họ đã công bố chi tiết về thiết bị cảm biến không xâm lấn, chi phí thấp và có thể phát hiện glucose trong mồ hôi bằng các cảm biến và điện tử sinh học.

Đầu tiên, các nhà nghiên cứu đã chế tạo thiết bị này bằng graphene cảm ứng laser (LIG – Laser induced graphene). Đây là một vật liệu bao gồm các lớp carbon dày nguyên tử có nhiều hình dạng khác nhau. Với độ dẫn điện cao và thời gian chế tạo trong vòng vài giây, LIG dường như là một khung lý tưởng cho thiết bị cảm biến.

Tuy nhiên, Giáo sư Cheng cho rằng có một thách thức ở đây là LIG hoàn toàn không nhạy cảm với glucose, vì vậy cần đặt một vật liệu nhạy cảm với glucose vào LIG.

Theo ông Cheng, nhóm nghiên cứu đã chọn niken vì nó có tính nhạy cảm mạnh mẽ với glucose, đồng thời kết hợp nó với vàng để giảm nguy cơ dị ứng có thể xảy ra. Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết rằng, LIG được trang bị hợp kim niken – vàng sẽ có thể phát hiện nồng độ glucose thấp trong mồ hôi trên bề mặt da.

Vật liệu có độ nhạy với glucose là một ưu tiên. Mồ hôi thể hiện nồng độ glucose thấp đáng kể so với máu. Nhưng theo Giáo sư Cheng, có mối tương quan chặt chẽ giữa mồ hôi và máu.

Mặc dù, nồng độ glucose trong mồ hôi thấp hơn khoảng 100 lần so với nồng độ trong máu nhưng thiết bị của nhóm nghiên cứu đủ nhạy để đo chính xác lượng glucose trong mồ hôi và phản ánh nồng độ này trong máu.

Độ nhạy của hợp kim niken – vàng cho phép nhóm của Giáo sư Cheng loại trừ các enzym thường được dùng để đo lượng đường trong các thiết bị thương mại có tính xâm lấn hơn. Tuy nhiên, những enzym này có thể bị phân hủy nhanh chóng theo thời gian và sự thay đổi của nhiệt độ.

Giáo sư Cheng cho biết, một cảm biến enzym phải được giữ ở nhiệt độ và độ pH nhất định, nó cũng không thể được lưu giữ trong thời gian dài. Trong khi đó, cảm biến glucose không có enzym có lợi thế về hiệu suất ổn định và độ nhạy glucose bất kể những thay đổi trên.

Cải tiến thiết bị để mở rộng ứng dụng


Thiết bị đo đường huyết không xâm lấn do các nhà nghiên cứu Đại học bang Pennsylvania tạo ra.

Tuy nhiên, cảm biến không dùng enzym lại yêu cầu có dung dịch kiềm nên dễ làm hỏng da và hạn chế khả năng đeo của thiết bị. Để hạn chế vấn đề này, Giáo sư Cheng và đồng sự đã gắn một buồng vi lỏng (microfluidic – một kỹ thuật liên quan đến kiểm soát dòng chất lỏng bên trong các kênh có thể tích nhỏ) vào hợp kim LIG.

Buồng này nhỏ hơn so với các cấu hình đã phát triển trước đây để tăng độ bền và xốp, cho phép thực hiện một loạt chuyển động như kéo căng hoặc nghiền nát. Nó được kết nối với bộ phận đưa mồ hôi vào dung dịch mà không để dung dịch tiếp xúc với da.

Dung dịch bazơ tương tác với các phân tử glucose để tạo ra hợp chất phản ứng với hợp kim niken – vàng. Phản ứng này kích hoạt một tín hiệu điện, cho biết nồng độ glucose trong mồ hôi.

Theo Giáo sư Cheng, với một buồng chứa dung dịch kiềm nhỏ như vậy, thiết bị có đủ linh hoạt để duy trì sự gắn kết an toàn với cơ thể người.

Trong một cuộc thử nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sử dụng chất kết dính an toàn cho da để gắn thiết bị có thể tái sử dụng này vào cánh tay của một người trong 1 giờ và 3 giờ sau bữa ăn. Đối tượng thực hiện một bài tập luyện ngắn đủ để tiết mồ hôi trước mỗi lần đo lượng đường.

Vài phút sau khi thu mồ hôi, các nhà nghiên cứu nhận thấy nồng độ glucose được phát hiện đã giảm từ lần đo đầu tiên sang lần đo tiếp theo. Các phép đo đường huyết từ thiết bị trên sau đó được xác nhận lại bằng máy đo đường huyết bán trên thị trường.

Giáo sư Cheng và nhóm có kế hoạch cải tiến thiết bị trên để phục vụ các ứng dụng trong tương lai, bao gồm việc cải thiện cách bệnh nhân và bác sĩ có thể dùng cảm biến để đo đường huyết tăng lên hoặc theo dõi để xác định biện pháp điều trị, như sử dụng insulin.

Họ cũng có ý định tinh chỉnh và mở rộng nền tảng này để theo dõi các dấu ấn sinh học khác có thể được tìm thấy trong mồ hôi.

Các nhà nghiên cứu muốn làm việc với các bác sĩ và nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe khác để xem xét cách áp dụng công nghệ này để theo dõi bệnh nhân hàng ngày. Cảm biến glucose này đóng vai trò như một ví dụ điển hình cho thấy khả năng phát hiện các dấu ấn sinh học trong mồ hôi ở nồng độ cực thấp có thể được cải thiện – GS HUANYU CHENG.

Theo Giáo Dục &Thời Đại

CÁC TIN KHÁC

Sản phẩm hỗ trợ tăng trí nhớ từ dược liệu quý sẵn có

Cao dược liệu hương nhu tía và rau sam đắng là thành phần chính của sản phẩm hỗ trợ tăng cường trí nhớ, bảo vệ sức khỏe.

Công nghệ giúp gia tăng giá trị cho củ gừng

Đối với gừng, việc sử dụng công nghệ chiết xuất CO2 lỏng sẽ giúp thu được những thành phần hoạt chất chất lượng cao, có hoạt tính sinh học quý.

Tiến sĩ chế tạo thiết bị thăm dò hiệu suất chip thế hệ mới

TS Lê Xuân Lực, 34 tuổi, cùng cộng sự phát triển thành công đầu dò loại nhiều chân cho phép tiếp xúc nhiều điểm có thể đo hiệu suất chip chính xác hơn.

Sáng chế mới trong bảo quản hạt cà phê

Với mong muốn ứng dụng các công nghệ tiên tiến giải quyết công đoạn làm khô hạt giống khi gặp tình trạng mưa dài ngày, giúp cho việc sản xuất hạt giống cà phê được nhanh chóng, kịp thời, tăng hiệu quả kinh doanh của đơn vị sản xuất, ThS Phạm Văn Thao (Viện Khoa học kỹ thuật nông lâm nghiệp Tây Nguyên) cùng cộng sự đã nghiên cứu, hoàn thiện công trình khoa học 'Ứng dụng công nghệ sấy nhiệt độ, ẩm độ thấp và giải pháp kiểm soát ẩm độ, nhiệt độ kho để bảo quản hạt giống cà phê trong thời gian dài'.

Mỹ phát triển robot lặn biển phục vụ cứu hộ, khảo sát và giám sát dưới nước

Công ty Greensea IQ (Mỹ) vừa cho ra mắt loại robot thông minh chuyên hoạt động trong những môi trường biển nhiều thách thức.

Gạo lai thịt bò có thể giải quyết khủng hoảng lương thực

Các nhà khoa học ở Đại học Yonsei, Seoul, phát triển loại thức ăn bền vững mới là gạo lai thịt bò, giúp giải quyết khủng hoảng lương thực và biến đổi khí hậu.

Bài viết nổi bật

Đại học Sư phạm TP.HCM ‘bắt tay’ doanh nghiệp công nghệ Việt thúc đẩy chuyển đổi số

Theo hợp tác mới ký kết với Viettel Solutions, Đại học Sư phạm TP.HCM sẽ cùng doanh nghiệp này xây dựng các giải pháp công nghệ trong giáo dục tập trung vào 4 nội dung chính.

Nhóm sinh viên trường ĐH Ngoại thương giành giải ‘Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng’

Ngày 12/6, tại Học viện Tài chính diễn ra Chung khảo Hội thi khoa học sinh viên toàn quốc 'Olympic Kinh tế lượng và ứng dụng' lần thứ VII, năm 2022. Ban Giám khảo đã chọn ra nhóm sinh viên ĐH Ngoại thương TP. Hồ Chí Minh giành giải Đặc biệt.

Bài viết mới nhất

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.26) Cầu ngói chợ Lương (Nam Định): Biểu tượng lịch sử văn hóa xứ Thành Nam – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) “Ai qua Cầu Ngói Chợ Lương/Ghé thăm Mỹ nghệ Hải Minh làng nghề” Với hơn 500 năm tuổi, cầu ngói Chợ Lương vẫn giữ trọn vẹn được nét đẹp xưa cũ, với kiến trúc độc nhất vô nhị theo chiều dài lịch sử. Đây chính là niềm tự hào, tự tôn của người dân Hải Hậu nói riêng và cả mảnh đất Nam Định nói chung.

Kim cương có thực sự vĩnh cửu?

Kim cương luôn được quảng cáo là loại trang sức vĩnh cửu, tượng trưng cho tình yêu, nhưng thực tế những lời đó là sản phẩm của marketing từ thế kỷ trước.

Anh phát triển vaccine ngừa ung thư phổi đầu tiên trên thế giới

Theo phóng viên tại London, các nhà khoa học tại Anh đang sử dụng công nghệ tương tự đã tạo ra vaccine ngừa COVID-19 của AstraZeneca để phát triển một loại vaccine đầu tiên trên thế giới có khả năng kích hoạt hệ miễn dịch để tiêu diệt tế bào ung thư và ngăn chặn ung thư phổi ở những người có nguy cơ cao.

Tỷ phú Ấn Độ xây nhà máy điện sạch lớn nhất thế giới

Một tỷ phú Ấn Độ đang xây nhà máy điện lớn nhất thế giới diện tích gấp 5 lần Paris, có thể nhìn thấy từ vũ trụ, đáp ứng nhu cầu điện của 16 triệu hộ gia đình.

Cáp treo Bà Nà (Đà Nẵng) – TOP 5 tuyến cáp treo hiện đại của Việt Nam thu hút nhiều khách du lịch (P.3) – [VIETKINGS-TOPPLUS – Hành trình TOP Việt Nam]

(kyluc.vn) Cáp treo Bà Nà đánh dấu một thập kỷ của một trong những khu du lịch hàng đầu Việt Nam, đánh thức vùng Núi Chúa vốn chìm trong quên lãng nhiều thập kỷ, đưa Bà Nà nói riêng, Đà Nẵng nói chung trở thành một trong những "điểm phải đến trên thế giới".

TOP 100 Hồng bảo Kỷ lục Thế giới tại Việt Nam (P.25) Tháp Nhạn (Phú Yên): Chứng tích cổ ngàn tuổi kết nối quá khứ và hiện tại – [VIETKINGS-TOPPLUS đề cử]

(kyluc.vn) Trải qua cả ngàn năm lịch sử, bất chấp thăng trầm thời gian, Tháp Nhạn vẫn sừng sững trên sườn núi Nhạn, tiếp tục kể câu chuyện về Bà Thiên Y A Na, về hành trình khai phá và phát triển mảnh đất Phú Yên của người Chăm cũng như người Việt.