Биосенсор МГУ преодолевает дефицит кислорода и повышает чувствительность измерений в 100 раз

Импульсный режим и уменьшение фермента глюкозооксидазы обеспечивают точный контроль сахара в реальном времени

Исследователи МГУ имени М.В. Ломоносова совместно с коллегами разработали новый биосенсор на основе глюкозооксидазы и берлинской лазури, способный точно измерять уровень сахара в межклеточной жидкости и крови пациентов с диабетом.

Главная проблема традиционных сенсоров — дефицит кислорода в подкожной жидкости, необходимого для реакции фермента глюкозооксидазы с глюкозой. Ученые решили её, уменьшив количество фермента на поверхности сенсора в 10–20 раз.

В таком режиме растворённого кислорода становится достаточно для работы, а сенсор сохраняет точность измерений даже при высоких концентрациях глюкозы — до 5,4 грамма на литр, что полностью покрывает диапазон уровней сахара у человека.

Чтобы компенсировать снижение чувствительности при уменьшении фермента, прибор работает в импульсном режиме: в течение 15 секунд на электроде накапливается продукт реакции — перекись водорода, а затем за доли секунды фиксируется усиленный сигнал. Такой подход повышает чувствительность датчика в 100 раз.

Эксперименты на крысах показали, что новый сенсор отслеживает уровень сахара в межклеточной жидкости в реальном времени. Полученные данные полностью совпали с измерениями в крови, с учётом задержки около 20 минут, характерной для подкожных детекторов.