Чип из серебра и кварца показывает уровень сахара в теле не хуже анализа крови

Ученые разработали новый сенсор-биочип, который замеряет концентрацию глюкозы в слюне. Данное изобретение сможет избавить диабетиков от необходимости проверять кровь. В новом чипе сотрудники Университета Брауна сочетают химические реакции с плазмонной интерферометрией. То есть химические «подписи» соединений находит свет.

В слюне человека концентрация глюкозы в 100 раз ниже, чем в крови. Но комплексный подход позволял ее уловить, причем, с высокой точностью. Значит, сахар можно отделить от других веществ в слюне. Биочип сделан из кварца, покрытого тонким слоем серебра. В серебре скрываются тысячи интерферометров.

Когда свет попадает на чип, желобки в интерферометрах приводят к образованию целой волну свободных электронов, которая устремляется в сторону центральной прорези в интерферометре. Когда же на чип попадает жидкость, свет и поверхностные волны электронов проходят через жидкость, прежде чем вступают в контакт.

Это изменяет схему интерференции в зависимости от состава жидкости, что улавливают детекторы. Меняя расстояние между желобами и центральной прорезью, можно настроить систему на выявление определенных соединений в жидкости. Так и был определен маркер глюкозы.

Потом ученые добавили в чип два канальца с энзимами. Они вступали в реакцию с глюкозой. Первым энзимом была глюкозооксидаза. В результате ее взаимодействия образуется молекула перекиси водорода. Эта молекула уже вступает в реакцию со вторым энзимом — пероксидазой хрена — и производит молекулу резоруфина. Резоруфин поглощает и выделяет красный свет, меняя цвет раствора.

Можно настроить интерферометры на поиски красных молекул резоруфина. Эффективность методики проверили на растворе, напоминающем слюну (смесь воды, солей и энзимов). В итоге система смогла выделить резоруфин в реальном времени с высокой точностью. Аналогичных результатов стоит ожидать и с настоящей слюной.