芯片實(shí)驗(yàn)室適用于開發(fā)早期診斷和糖尿病預(yù)防的血糖儀。只需要一小滴汗液，一種光流控裝置就可以檢測(cè)汗液溶液中的血糖。

  據(jù)報(bào)道，香港理工大學(xué)和浙江大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種將光纖葡萄糖傳感器集成到微流控芯片中的技術(shù)，該技術(shù)可以應(yīng)用于便攜式、高性能和低功耗的無創(chuàng)血糖測(cè)量設(shè)備。

（a）光纖生物傳感器集成微流控芯片的設(shè)計(jì)示意圖：①為兩個(gè)入口，②為出口，③為螺旋式混合物，④為光纖，⑤為嵌入式長周期光纖光柵傳感器；（b）長周期光纖光柵傳感器內(nèi)部的模式耦合和光纖共振；（c）用于血糖感測(cè)和信號(hào)增強(qiáng)的多層膜運(yùn)作機(jī)理。

  電化學(xué)葡萄糖生物傳感器可以集成于微流控通道中，用來開發(fā)操作簡(jiǎn)便、低功耗、便攜式微流控設(shè)備，但是電化學(xué)傳感器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電活性干擾問題。香港理工大學(xué)的研究員們指出，光纖傳感器可以針對(duì)上述問題提供解決方案，因?yàn)楣饫w傳感器不受電磁干擾影響。

  通過將光纖生物傳感器和微流控芯片結(jié)合在一起，A. Ping Zhang教授及其同事制作了一款抗干擾的光流控裝置，該裝置可用于血糖水平的超靈敏檢測(cè)。他們給出的方法包含制備一個(gè)周期為390μm的長周期光纖光柵(optical fiber long-period grating, LPG)和一組包層直徑為80μm的小直徑光纖。

  研究人員表示，這款光纖裝置通過共振散射產(chǎn)生強(qiáng)烈的同向模式耦合。由此而產(chǎn)生的中心波長，對(duì)通過光纖包層模消逝場(chǎng)的周圍介質(zhì)的折射率（refractive index, RI)變化十分敏感。

  為了將光纖折射率傳感器轉(zhuǎn)變成葡萄糖傳感器，該團(tuán)隊(duì)選取葡萄糖氧化酶作為可以與溶液中的葡萄糖發(fā)生反應(yīng)的傳感材料。為了支撐傳感薄膜并放大折射率變化，在固定傳感薄膜之前，該團(tuán)隊(duì)在長周期光纖光柵傳感器的側(cè)面，沉積由聚乙烯亞胺與聚丙烯酸（polyethylenimine and polyacrylic acid, PAA）制成的pH感應(yīng)多層膜。

  Zhang教授指出，PEI/PAA多層膜“監(jiān)測(cè)葡萄糖氧化酶催化葡萄糖的氧化，并通過多層膜的膨脹或收縮映射氧化反應(yīng)。”

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，就其本身而言，新的光纖傳感器非常靈敏，可檢測(cè)的葡萄糖氧化酶濃度低至1 nM。該團(tuán)隊(duì)稱，將光纖傳感器集成于微流控芯片后，傳感器性能在檢測(cè)范圍和反應(yīng)時(shí)間方面獲得了進(jìn)一步改善。

  值得注意的是，在實(shí)驗(yàn)期間生物分子活性沒有明顯降低，這意味著逐層自組裝技術(shù)對(duì)傳感薄膜內(nèi)部的葡萄糖氧化酶呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的靜電吸附能力。相關(guān)研究發(fā)表于美國光學(xué)學(xué)會(huì)出版物《生物醫(yī)學(xué)光學(xué)快訊》。