智能手機血糖測定方法分析

葡萄糖是生物體中新陳代謝不可缺少的能量物質，其在生物體內發生氧化還原反應時所釋放出的 能量是生物體生命活動的直接能量來源。如果人的胰島素分泌缺陷或生物作用受損，將引起糖尿病這 種 “不治之癥”，長期的高血糖將導致各種組織，特別是眼、腎、血管、神經的慢性損傷及功能障礙， 給人類健康和生活帶來了極大影響。目前，血液中葡萄糖的檢測方法主要有碘量法、化學發光 法、高效液相色譜法、酶法等。其中酶法已成為居家診斷的常用方法，但其檢測血糖所用的 酶價格較高，且還需血糖儀配合診斷。若能利用價格低廉的化學試劑代替酶，再應用智能手機代替血 糖儀，檢測成本將更加低廉，使用更方便。

FA1004 型電子天平( 上海良平儀器儀表有限公司) ; KQ － 300V 型超聲波清洗器( 昆山舒美超聲儀器 有限公司) ; 場發射掃描電鏡 FEI Quanta 250FEG( 美國 FEI 公司) ; TU1810 型紫外可見分光光度計( 上 海普析) ; 真空采血管、血細胞過濾器、4 孔檢測板、醋酸纖維膜套裝購于上海金標生物科技有限 公司。 葡萄糖標準品購于酷爾化學試劑公司; α-甲基丙烯酸、N，N-二亞甲基雙丙烯酰胺購于上海阿拉丁 試劑有限公司; 顯色劑由 0. 05 mL 甲基橙指示劑、0. 05 mL 甲基紅指示劑、0. 2 mL 甲基紅 － 溴甲酚綠 指示劑和 2 mL 0. 6 mg /mL 硼酸混勻后超聲數秒制得。其余試劑均為分析純，實驗用水為超純水。

精確移取 25 μL 功能單體 α-甲基丙烯酸分別加入到 5 mL 1. 0 mg /mL 的葡萄糖水溶液中，超聲混合 10 min，加入 0. 041 0 g 交聯劑( N，N-二亞甲基雙丙烯酰胺) ，再 超聲 40 min 后于 5 ℃冰箱中靜置 12 h。取出恢復至室溫后加入 20 mg 引發劑( 過硫酸銨) ，再超聲 8 min 即得粘稠狀的葡萄糖分子印跡聚合物。

將醋酸纖維素膜浸入制備的葡萄糖分子印跡聚合物 中 30 min 后，置真空干燥箱中于 45 ℃下干燥 25 min。然 后用打孔器將葡萄糖分子印跡聚合物的醋酸纖維素膜打 出圓形小片，即得葡萄糖分子印跡試紙。將制備好的試 紙置于 4 孔檢測板的空穴中，用純化水對反應區進行多 次洗脫，直至采用硫酸 － 苯酚法檢測不出洗脫液中的葡 萄糖，最后置于真空干燥箱內于 45 ℃ 干燥 30 min，即得 葡萄糖分子印跡檢測盒( 圖 1) 。

在洗脫后的檢測盒反應區內滴加 20 μL 試樣溶液，靜置 5 min 后用 100 μL 氯仿洗滌反應區( 20 μL /次) ，以清洗去除游離物質。再滴加 20 μL 顯色劑于反應區，靜置 10 min 使其 反應顯色。將檢測盒與智能手機放置于自制的手機拍照裝置中，對檢測盒中反應區進行拍照，然后用 免費軟件 GIMP 2. 8 中的拾色器檢測孔中的紅色色度數據，以色度為測定值，代入工作曲線，計算試樣 中的葡萄糖含量。

2 結果與討論

2. 1 葡萄糖分子印跡材料設計

制備分子印跡材料的方法有本位聚合、懸浮聚合、表面印跡、冰膠印跡等，考慮到所 制備的分子印跡試紙須有一定的韌性，避免在打孔、安裝時引起聚合材料破損從而影響結果的精密度， 本文采用冰膠聚合法，以 N，N-二亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑。實驗考察了 4-乙烯吡啶、α-甲基丙烯 酸和丙烯酰胺常用的功能單體對測定的影響，結果發現，以 4-乙烯吡啶為功能單體時，生成的聚合物有顏色，干擾測定，以丙烯酰胺為功能單體時的 吸附性能較差，而以 α-甲基丙烯酸為功能單體時 測定效果最佳。

采用場掃描電鏡對葡萄糖分子印跡試紙表面 洗脫前后進行掃描( 圖 2) 。圖中的紋理由印跡材料 聚合在試紙表面形成，比較發現洗脫后的葡萄糖 試紙表面更為粗糙，說明洗脫對試紙表面產生了 影響，使分子空穴產生。

3 結 論

本文以自制的葡萄糖印跡檢測盒作為血液中葡萄糖的分離、顯色裝置，配合智能手機的攝相頭進 行拍照，再采用免費軟件 GIMP 2. 8 檢測色度，實現了血液中葡萄糖的測定，該方法檢測速度快、吸附 量大、選擇性高、成本低廉、操作方便，可為居家診斷及治療打下基礎。