智能手机血糖测定方法分析

葡萄糖是生物体中新陈代谢不可缺少的能量物质，其在生物体内发生氧化还原反应时所释放出的 能量是生物体生命活动的直接能量来源。如果人的胰岛素分泌缺陷或生物作用受损，将引起糖尿病这 种 “不治之症”，长期的高血糖将导致各种组织，特别是眼、肾、血管、神经的慢性损伤及功能障碍， 给人类健康和生活带来了极大影响。目前，血液中葡萄糖的检测方法主要有碘量法、化学发光 法、高效液相色谱法、酶法等。其中酶法已成为居家诊断的常用方法，但其检测血糖所用的 酶价格较高，且还需血糖仪配合诊断。若能利用价格低廉的化学试剂代替酶，再应用智能手机代替血 糖仪，检测成本将更加低廉，使用更方便。

FA1004 型电子天平( 上海良平仪器仪表有限公司) ; KQ － 300V 型超声波清洗器( 昆山舒美超声仪器 有限公司) ; 场发射扫描电镜 FEI Quanta 250FEG( 美国 FEI 公司) ; TU1810 型紫外可见分光光度计( 上 海普析) ; 真空采血管、血细胞过滤器、4 孔检测板、醋酸纤维膜套装购于上海金标生物科技有限 公司。 葡萄糖标准品购于酷尔化学试剂公司; α-甲基丙烯酸、N，N-二亚甲基双丙烯酰胺购于上海阿拉丁 试剂有限公司; 显色剂由 0. 05 mL 甲基橙指示剂、0. 05 mL 甲基红指示剂、0. 2 mL 甲基红 － 溴甲酚绿 指示剂和 2 mL 0. 6 mg /mL 硼酸混匀后超声数秒制得。其余试剂均为分析纯，实验用水为超纯水。

精确移取 25 μL 功能单体 α-甲基丙烯酸分别加入到 5 mL 1. 0 mg /mL 的葡萄糖水溶液中，超声混合 10 min，加入 0. 041 0 g 交联剂( N，N-二亚甲基双丙烯酰胺) ，再 超声 40 min 后于 5 ℃冰箱中静置 12 h。取出恢复至室温后加入 20 mg 引发剂( 过硫酸铵) ，再超声 8 min 即得粘稠状的葡萄糖分子印迹聚合物。

将醋酸纤维素膜浸入制备的葡萄糖分子印迹聚合物 中 30 min 后，置真空干燥箱中于 45 ℃下干燥 25 min。然 后用打孔器将葡萄糖分子印迹聚合物的醋酸纤维素膜打 出圆形小片，即得葡萄糖分子印迹试纸。将制备好的试 纸置于 4 孔检测板的空穴中，用纯化水对反应区进行多 次洗脱，直至采用硫酸 － 苯酚法检测不出洗脱液中的葡 萄糖，最后置于真空干燥箱内于 45 ℃ 干燥 30 min，即得 葡萄糖分子印迹检测盒( 图 1) 。

在洗脱后的检测盒反应区内滴加 20 μL 试样溶液，静置 5 min 后用 100 μL 氯仿洗涤反应区( 20 μL /次) ，以清洗去除游离物质。再滴加 20 μL 显色剂于反应区，静置 10 min 使其 反应显色。将检测盒与智能手机放置于自制的手机拍照装置中，对检测盒中反应区进行拍照，然后用 免费软件 GIMP 2. 8 中的拾色器检测孔中的红色色度数据，以色度为测定值，代入工作曲线，计算试样 中的葡萄糖含量。

2 结果与讨论

2. 1 葡萄糖分子印迹材料设计

制备分子印迹材料的方法有本位聚合、悬浮聚合、表面印迹、冰胶印迹等，考虑到所 制备的分子印迹试纸须有一定的韧性，避免在打孔、安装时引起聚合材料破损从而影响结果的精密度， 本文采用冰胶聚合法，以 N，N-二亚甲基双丙烯酰胺为交联剂。实验考察了 4-乙烯吡啶、α-甲基丙烯 酸和丙烯酰胺常用的功能单体对测定的影响，结果发现，以 4-乙烯吡啶为功能单体时，生成的聚合物有颜色，干扰测定，以丙烯酰胺为功能单体时的 吸附性能较差，而以 α-甲基丙烯酸为功能单体时 测定效果最佳。

采用场扫描电镜对葡萄糖分子印迹试纸表面 洗脱前后进行扫描( 图 2) 。图中的纹理由印迹材料 聚合在试纸表面形成，比较发现洗脱后的葡萄糖 试纸表面更为粗糙，说明洗脱对试纸表面产生了 影响，使分子空穴产生。

3 结 论

本文以自制的葡萄糖印迹检测盒作为血液中葡萄糖的分离、显色装置，配合智能手机的摄相头进 行拍照，再采用免费软件 GIMP 2. 8 检测色度，实现了血液中葡萄糖的测定，该方法检测速度快、吸附 量大、选择性高、成本低廉、操作方便，可为居家诊断及治疗打下基础。