糖尿病影響著全球數百萬人口，患者需要持續監測血糖水平以控制疾病并避免并發癥。通常，患者每天需要多次刺破手指采血以進行血糖監測。長期以來，科學家一直在尋找一種對用戶更安全、方便且舒適的非侵入性替代監測方案。

據麥姆斯咨詢報道，新加坡南洋理工大學的研究人員近期報道了一種創新的“智能”隱形眼鏡，該隱形眼鏡旨在檢測眼淚中的葡萄糖水平。這種無需供電的鏡片能夠通過簡單的顏色變化來向佩戴者發出信號，無需任何電子元件或電池供電。

該研究成果已經以“Power-Free Contact Lens for Glucose Sensing”為題，發表于Advanced Functional Materials期刊，論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202304647。

用于葡萄糖檢測的無需供電智能隱形眼鏡及其工作原理

該論文通訊作者Seok Woo Lee博士解釋了新方法的重要性：“以前的智能隱形眼鏡設計需要電子元件和無線供電，這對眼睛會帶來潛在的安全隱患和舒適問題。我們的隱形眼鏡利用眼淚的天然化學物質來觸發嵌入式傳感器電極的顏色變化，從而快速提供葡萄糖濃度的視覺指示。”

研究小組制作了帶有多個傳感器電極的隱形眼鏡，電極由一種名為普魯士藍的透明材料制成。當與眼淚中的葡萄糖副產物發生反應后，電極會從無色變為藍色。顏色變化的程度與葡萄糖的濃度相關。

為了覆蓋正常和升高的葡萄糖濃度水平，研究小組改變了電極的厚度，更薄的傳感器適合較低的葡萄糖濃度。其傳感區圍繞著眼鏡中心的透明區域，以避免遮擋佩戴者的視線。

在沉積電極材料后，研究人員將鏡片封裝在水凝膠聚合物基質中，以提高舒適性和生物相容性。電極上的酶層和Nafion保護涂層能夠在初始化后重復使用。

測試表明，這種原型鏡片可以檢測較大濃度范圍的葡萄糖，覆蓋正常值到0.05 mmol/L。通過捕捉并分析使用前后彩色編碼電極的照片，其定制算法能夠以優異的精度預估葡萄糖水平。

據Lee博士稱，這種隱形眼鏡可以在用戶日常活動中實現無痛的實時葡萄糖監測。用戶只需在早上戴上鏡片，每20分鐘檢查一次顏色。利用照片可以記錄一段時間內的顏色變化，也可以通過移動APP進行處理并量化檢測值。

科學家們通過多次重置及重新測試鏡片評估了其可重復性。在經過四個周期和兩周的存儲后，其性能保持一致。Nafion涂層和電化學重新初始化有助于實現可重復使用性。

隱形眼鏡作為一種易于使用、獨立的檢測系統很有前景，但它也有局限性。淚液葡萄糖水平滯后于血液水平，因此檢測時間至關重要。該團隊建議使用已經針對血液監測證明的測試時間表。并且，開發和商業化任何基于淚液的葡萄糖傳感器仍存在實際障礙。

不過，這項早期研究證明了隱形眼鏡集成診斷功能的潛力，從而避免植入式電子器件。簡單的比色法有望用于檢測葡萄糖以外的其它生物標志物。

總體來說，該研究意味著無需供電的智能隱形眼鏡朝著無創持續健康監測邁出了重要一步。通過消除復雜的組件，這類鏡片為安全、舒適、易于解讀且經濟的家庭測試鋪平了道路。盡管仍處于早期階段，但這項創新技術有潛力使糖尿病患者能夠更方便地控制自己的血糖水平。

審核編輯：劉清