世界卫生组织报告称，糖尿病是一种慢性代谢紊乱疾病，全球约有 4.22 亿患者。糖尿病以血糖水平升高为特征，可导致严重并发症，包括心血管疾病、肾衰竭和视力丧失。因此，有效管理血糖水平至关重要，这需要患者频繁监测。
传统的血糖监测方法主要是通过血液检测，具有侵入性且令人不适，促使人们探索非侵入性的替代方法。对非侵入性血糖监测的需求催生了各种方法，包括可植入传感器和近红外光谱等物理方法。然而，这些方法在达到所需的灵敏度和选择性方面面临挑战。
文章指出，汗液作为一种容易获取的分泌液，可以作为葡萄糖监测的可行替代物。可以通过加热激活汗腺或使用毛果芸香碱电泳等技术无创收集汗液。尽管汗液葡萄糖和血糖水平之间没有直接的相关性，但作者提出通过校准可以建立稳定的关系，从而能够基于汗液分析准确估计血糖。
该研究采用了与 Macroduct 型汗液收集器集成的流通式生物传感器，以促进对汗液中葡萄糖水平的连续监测。生物传感器使用葡萄糖氧化酶（GOx）作为酶成分，它催化葡萄糖氧化为葡萄糖酸，产生过氧化氢（H2O2）作为副产物。使用普鲁士蓝修饰电极检测 H2O2，作为传感器，实现灵敏的电化学测量。
通过毛果芸香碱离子导入法激活糖尿病患者的汗腺收集汗液样本，确保汗液流动稳定以进行分析。使用生物传感器测量收集的汗液中的葡萄糖浓度，并通过标准的手指采血测试获得相应的血糖水平用于校准。
为了建立汗液葡萄糖（SG）和血糖（BG）之间的关系，研究人员使用异速生长幂函数进行回归分析。这种方法能够对 SG 和 BG 之间的非线性依赖关系进行建模，考虑到受试者之间的个体差异。
在 30 天的监测期间评估了血 - 汗葡萄糖比率的稳定性，并定期重新校准以确保准确性。通过将生物传感器的读数与独立的汗液样本实验室分析进行比较，验证了该生物传感器在测量葡萄糖水平方面的可靠性和精度。
研究结果显示，汗液葡萄糖和血糖水平之间存在显著的非线性关系。研究发现，异速生长函数中的指数在男性和女性受试者之间有所不同，分别为 0.68 和 0.76。这表明尽管关系是一致的，但需要个体校准以考虑受试者之间的差异。研究人员提出了一个基于汗液葡萄糖测量来估计血糖的公式，强调了个性化监测的潜力。
血 - 汗葡萄糖比率的稳定性是一个关键发现，这表明一旦校准，生物传感器可以提供可靠的葡萄糖读数，而无需每天重新校准。这种稳定性在长达 30 天的监测期间都能观察到，表明生物传感器可以长期有效地发挥作用。作者还将生物传感器的读数与独立的汗液分析进行了比较，证明了生物传感器在测量葡萄糖水平方面的准确性。
该研究还强调了这些发现对糖尿病管理的意义。生物传感器的非侵入性可以显著提高患者的依从性和舒适度，减轻与频繁血液检测相关的心理负担。此外，通过汗液连续监测血糖水平的能力可以为糖尿病患者带来更好的血糖控制和健康结果。
总之，本文通过开发基于汗液的生物传感器，为非侵入性糖尿病监测带来了有希望的进展。通过建立汗液葡萄糖和血糖水平之间的可靠相关性，研究人员为更舒适和实用的糖尿病管理方法铺平了道路。研究结果强调了个性化监测的潜力，血 - 汗葡萄糖比率的稳定性允许生物传感器在无需频繁重新校准的情况下长期使用。
这项创新技术可能会改变糖尿病护理的格局，为患者提供一种侵入性更小、更用户友好的管理病情的方法。未来的研究可能会专注于进一步改进生物传感器技术，并探索其在不同人群中的应用，最终为改进糖尿病管理策略做出贡献。
参考文献：Daboss E.V., Komkova M.A., et al. (2024). Noninvasive Monitoring of Glycemia Level in Diabetic Patients by Wearable Advanced Biosensors. Biosensors 14, 486. DOI: 10.3390/bios14100486,
