Un prototipo di sensore che misura i livelli di glucosio nella saliva potrebbe offrire un modo semplice, rapido e indolore per monitorare il diabete.

Il diabete è una malattia che si verifica quando il corpo non può regolare i livelli di glucosio nel sangue. L’aumento dei livelli di glucosio può portare a malattie cardiovascolari e altre patologie, quindi è fondamentale che le persone con diabete mantengano la glicemia a livelli moderati.

Le persone con diabete monitorano la glicemia utilizzando dispositivi che analizzano una goccia di sangue pungendo un dito più volte al giorno.

Più recentemente, i sensori impiantati possono fornire un monitoraggio continuo del glucosio senza fastidiose punture, ma questi dispositivi possono essere meno precisi per livelli di glucosio più bassi e non sono approvati per i bambini.

Un modo più conveniente per monitorare il glucosio potrebbe essere attraverso il test della saliva, che è correlata ai livelli di glucosio nel sangue.

Ma le concentrazioni di glucosio sono molto più basse nella saliva che nel sangue, il che ha reso difficile misurare con precisione senza sofisticate apparecchiature di laboratorio.

Un team del King Abdullah University of Science & Technology (KAUST) ha ora creato un rilevatore di glucosio altamente sensibile basato su un transistor a film sottile.

Questi dispositivi piccoli, leggeri e a bassa potenza potrebbero essere adatti per la produzione di massa come sensori usa e getta economici, afferma il membro del team Abhinav Sharma.

“Un dispositivo di misurazione del glucosio non invasivo facile da usare che utilizza la saliva come mezzo potrebbe cambiare la vita di milioni di pazienti in tutto il mondo”, dice.

Il transistor contiene sottili strati dei semiconduttori ossido di indio e ossido di zinco, sormontati dall’enzima glucosio ossidasi.

Quando un campione di saliva viene posto sul sensore, l’enzima specifico ossida qualsiasi glucosio presente per produrre D-gluconolattone e perossido di idrogeno.

L’ossidazione elettrica del perossido di idrogeno produce quindi elettroni che entrano negli strati semiconduttori.

Ciò modifica la corrente che scorre attraverso i semiconduttori e l’ampiezza di questo effetto indica la concentrazione di glucosio all’interno del campione.

I ricercatori hanno testato il loro dispositivo utilizzando campioni di saliva umana che avevano diverse quantità di glucosio aggiunto e hanno anche analizzato la saliva di volontari che avevano digiunato prima di fare i test (i livelli di glucosio nella saliva potrebbero non essere correlati con la glicemia immediatamente dopo un pasto).

Hanno scoperto che il dispositivo misurava correttamente un’ampia gamma di concentrazioni di glucosio in meno di un minuto.

Fondamentalmente, il sensore non è stato danneggiato da altre molecole nella saliva, compresi i derivati dello zucchero come il fruttosio e il saccarosio.

Sebbene la sensibilità del dispositivo sia diminuita nel tempo, ha comunque offerto buone prestazioni dopo essere stato conservato per due settimane a temperatura ambiente.

Il team sta ora sviluppando una serie di sensori a transistor in grado di rilevare simultaneamente più metaboliti nella saliva.

“Lo sviluppo di matrici di sensori portatili che possono essere integrati con uno smartphone è una potenziale direzione futura per la ricerca”, afferma Thomas Anthopoulos, che ha guidato il team.

 

Foto: © 2023 KAUST; Anastasia Serin