美國科學家研制出用碳納米管測量血糖濃度的新方法 (2005-01-07)
發布時間:2007-12-04
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美國科學家以改良過的單壁碳納米管做為傳感器,來測量血糖濃度。伊利諾大學香檳校區的研究小組以對特定的化學藥劑有反應的分子套包圍碳納米管,藉以調節納米管的光學特性,然后以激光激發納米管,觀察其螢光變化,進而測量血糖濃度。這項技術最終可能發展到可以持續且實時偵測糖尿病患的血糖濃度。
研究人員Michael Strano表示,碳納米管發出的螢光在近紅外光波段,幾乎不被人體組織與生物流體吸收。為了要制作此傳感器,研究人員在高壓一氧化碳裂解法(high-pressure CO decomposition, HiPCO)制成的納米管上鍍上單一分子層的葡萄糖氧化酵素。這種酵素一方面能防止納米管互相沾黏,同時可避免納米管成為葡萄糖的結合區。然后研究人員將氯鐵酸鹽離子(ferricyanide ions)加在納米管表面,這些離子會穿過葡萄糖氧化酵素并吸附在納米管上。
Strano指出,當葡萄糖接觸葡萄糖氧化酵素時,所產生的過氧化氫會迅速與氯鐵酸鹽作用,因而改變納米管的電子結構與光學特性。越多的葡萄糖參與作用,納米微管所發出的螢光愈亮。研究人員將納米微管密封在一個直徑200微米的毛細透析微管中,并將整個毛細管植入人體表皮組織,此毛細管可以加強葡萄糖分子的擴散效率,并保持納米微管的位置。
這種近紅外光毛細管組件的優點之一是可以植入厚組織或血液中,因其信號穿透深度達數公分,且納米管不像有機分子會降解,所以納米微粒光傳感器很適合運用在長期觀測上。研究人員相信將他們可以運用此技術來設計其它化學傳感器。