طور فريق بحث دولي من جامعة أولو نظامًا بصريًا محمولًا لقياس الجلوكوز يكتشف تركيزات الجلوكوز في العرق بشكل غير جراحي. نُشرت النتائج في 26 يناير 2026 في مجلة Microsystems & Nanoengineering (DOI: 10.1038/s41378-025-01152-6).
يؤثر مرض السكري على مئات الملايين من الأشخاص في جميع أنحاء العالم ويتطلب فحوصات متكررة للجلوكوز لتجنب المضاعفات. تعتمد أنظمة قياس الجلوكوز المستمر الحالية في الغالب على أجهزة استشعار كهروكيميائية تحت الجلد، والتي تحمل مخاطر العدوى والالتهابات وانخفاض القبول طويل الأمد. يعتبر العرق سائلًا بيولوجيًا غير جراحي جذابًا، حيث ترتبط مستويات الجلوكوز فيه بتلك الموجودة في الدم. ومع ذلك، فإن تركيزات الجلوكوز في العرق أقل بـ 10-100 مرة مما هي عليه في الدم وتتداخل معها بسهولة مواد أخرى.
يدمج النظام الجديد أجهزة استشعار نانوية عمودية بلازمونية مع نموذج أولي لساعة بصرية. يستخدم الضوء الأحمر لإثارة رنين البلازمون السطحي الموضعي (LSPR) في أعمدة نانوية من السيليكون مطلية بالفضة، والتي تم تعديلها بحمض 4-ميركابتوفينيل بورونيك. يرتبط هذا بشكل انتقائي بالجلوكوز عبر هيكله ثنائي الهيدروكسيل (cis-diol) ويغير البيئة البصرية المحلية - يمكن قياسه كتغيير في شدة الضوء المنعكس، دون الحاجة إلى إنزيمات أو علامات فلورية.
قام الباحثون بتحسين أجهزة الاستشعار باستخدام مطيافية رامان وقياسات الانعكاس، وحققوا حد اكتشاف يبلغ حوالي 22 ميكرومول/لتر - وهو ما يكفي لمستويات الجلوكوز الفسيولوجية في العرق. يضمن الفضة بدلاً من الذهب رنينًا بلازمونيًا أكثر حدة. يتضمن النموذج الأولي للساعة مصابيح LED وصمامًا ثنائيًا ضوئيًا ووحدة بلوتوث؛ يتم نقل البيانات لاسلكيًا إلى هاتف ذكي.
أظهرت الاختبارات باستخدام عرق اصطناعي وعينات من متطوعين أثناء ممارسة الرياضة توافقًا جيدًا مع الطرق الإنزيمية القياسية - مع انتقائية عالية في المصفوفات البيولوجية المعقدة.
يمكن لهذه التقنية تحسين نوعية حياة مرضى السكري عن طريق استبدال القياسات المؤلمة والجراحية وتسهيل المراقبة طويلة الأمد. يسمح التصميم المعياري بالتكيف مع المؤشرات الحيوية الأخرى في العرق (مثل اللاكتات، والإلكتروليتات، ومستقلبات الإجهاد). مع المزيد من التحقق السريري، وتحفيز العرق الآلي، والموائع الدقيقة، يمكن أن تصبح "مختبرًا على ساعة" مستقلًا.
تقييم موضوعي للأهمية
يُمثل العمل تقدمًا هامًا في قياس الجلوكوز غير الباضع. إنه يحل مشكلتين رئيسيتين: التركيزات المنخفضة في العرق والتداخلات من مواد أخرى. الكشف الإنزيمي الخالي من العلامات عبر البلازمونيات مبتكر ويتجنب نقاط الضعف المعروفة للمستشعرات الكهروكيميائية (الانجراف، التلوث البيولوجي، خطر العدوى). حد الكشف البالغ حوالي 22 ميكرومول/لتر يقع في النطاق ذي الصلة لجلوكوز العرق (عادة 10-200 ميكرومول/لتر)، والتوافق مع طرق القياس المرجعية واعد.
المزايا: استهلاك منخفض للطاقة (ضوء مرئي)، أجهزة بسيطة (LED + دايود ضوئي)، نقل بيانات لاسلكي، وتكاليف منخفضة محتملة عند التوسع. تكامل الساعة يوضح الجدوى للأجهزة القابلة للارتداء. على المدى الطويل، يمكن للنظام زيادة قبول القياس المستمر - خاصةً لمرضى السكري من النوع 2 أو مقدمات السكري.
القيود: الدراسة أجريت في المختبر فقط وباستخدام عرق اصطناعي/مُجمع؛ تفتقر إلى تجارب ارتداء فعلية مع التعرق المستمر وتقلبات درجات الحرارة وتشوهات الحركة. الارتباط بين العرق والدم متغير بشكل فردي (معدل التعرق، تدفق الدم في الجلد، الإجهاد). التحقق السريري مقابل جلوكوز الدم (مثل مقارنة CGM) لم يتم بعد. التكنولوجيا ليست جاهزة للاستخدام الروتيني بعد؛ هناك حاجة لمزيد من التحسينات (استقرار الانجراف، التصغير، المعايرة الآلية).
بشكل عام، هو إثبات مفهوم قوي وواعد ذو إمكانات عالية للمراقبة غير الباضعة والمريحة للجلوكوز - ولكنه لا يزال على بعد عدة مراحل تطوير من الوصول إلى السوق. يعزز العمل اتجاه المستشعرات الحيوية البصرية الخالية من الإنزيمات في الأجهزة القابلة للارتداء.
