Logo
Cover

Световодные свойства паучьего шелка позволили китайским ученым разработать практичные, компактные и биосовместимые датчики, способные обнаруживать и измерять незначительные изменения в коэффициенте преломления биологических растворов, например глюкозы. Возможно, однажды такой сенсор будут применять для определения уровня сахара в крови или для других биохимических анализов.

«Датчики глюкозы критически важны для диабетиков, но эти устройства обычно инвазивные, неудобные и не дешевые, — сказал Лю Чэнян из Национального университета Ян Мин, руководитель исследования. — Паучий шелк привлек внимание своими превосходными оптико-механическими свойствами, и мы решили изучить применение этого биосовместимого материала для оптического наблюдения за концентрацией различных сахаров в реальном времени».

Для создания датчиков исследователи взяли нити крупного паука Nephila pilipes диаметром всего 10 микрон, покрыли ее биосовместимой фоточувствительной смолой и добились формирования гладкой защитной поверхности. Так у них получилось оптическое волокно диаметром в 100 микрон, в котором паучий шелк выполнял функции сердцевины, а смола — оболочки. Наконец, чтобы усилить считывающие способности датчика, волокно покрыли нанослоем золота, сообщает EurekAlert.

Если один конец такого провода поместить в жидкий образец, а другой соединить с источником света и спектрометром, то датчик начинает считывать коэффициент преломления раствора и, на его основе, определять тип сахара и его концентрацию.

Для испытания стабильности датчика на протяжении длительного времени исследователи использовали его для измерения растворов с неизвестной концентрацией фруктозы, сахарозы или глюкозы при комнатной температуре. Измерения повторялись по 10 раз с 5-минутными интервалами и сравнивались с показаниями коммерческого рефрактометра. Датчик продемонстрировал способность определять тип сахара в растворе и точно определять его концентрацию.

«Датчик сахара на основе паучьего шелка многоразовый, экономичный, простой в применении и позволяет проводить замеры в реальном времени, — сказал Лю. — Более того, поскольку он компактный, он позволяет добраться до таких труднодоступных мест, как мозг или сердце».

Химики из Уральского федерального университета разработали недавно новый сенсор, который точно определяет рН слюны за 5-7 секунд. Новинка имеет важное клиническое применение для диагностики заболеваний ЖКТ и полости рта на ранней стадии. Помимо медицинского назначения новую сенсорную технологию можно применять в молекулярной электронике и других сферах.