Glukosekonzentration messen ohne Enzyme

Gemeinsam mit ihrem Team hat sie sich auf die Suche nach einem alternativen Sensormaterial begeben. Fündig geworden ist Prof. Yvonne Joseph im Labor ihres Kollegen, Prof. Hermann Ehrlich. Der Experte für Biomimetik entwickelt schon seit mehreren Jahren neuartige bio-basierte Werkstoffe mit Potenzial für die Sensorik. Ein mit dem Mineral Atacamit versehener Badeschwamm kam für die Glukose-Messung in Frage. "Die einzigartige Struktur des mikroporösen 3D-Schwammgerüsts fördert effizient die Aktivität von Atacamit als Elektrokatalysator. Daher können Glukosemoleküle schnell und einfach in das poröse 3D-Netzwerk diffundieren, was die Elektronenübertragung zwischen Glukose und Atacamit erleichtert und zu den leistungsstarken Eigenschaften des Glukosesensors führt," erklärt die wissenschaftliche Mitarbeiterin Dr. Parvaneh Rahimi.

Sie zerkleinerte das Sensormaterial aus dem Schwamm und versetzte es mit Kohlenstoff als elektrischem Leitmaterial und Paraffin-Öl als Binder. Dann brachte sie die homogene Paste auf einen Teflonhalter auf, der als Elektrodenkörper diente. Tauchte Dr. Parvaneh Rahimi die Elektrode mit dem neuartigen Funktionsmaterial nun in eine Glukoselösung, diffundierten die Zuckermoleküle in den porösen beschichteten Schwamm. An dessen Oberfläche reagierten sie und gaben Elektronen ab, was zu einem messbaren Stromfluss führte.

Die Forschenden testeten die neuartige Messmethode in zwei Schritten; mit einer glukose-haltigen Lösung sowie mit drei verschiedenen Blutproben anonymer Spenderinnen und Spender aus einer Freiberger Arztpraxis. "Beide Tests erwiesen sich als langzeitstabil. Das heißt, sie ergaben über den Zeitraum von einem Monat dasselbe Messergebnis. Als Sensor wäre das Material also wiederverwendbar", sagt Prof. Yvonne Joseph. Bis zu einer möglichen Anwendung in Teststreifen für Diabetesmanagement müsste das neuartige Sensormaterial weitere Tests sowie klinisch-pharmakologische Studien durchlaufen.

MEDICA.de; Quelle: TU Bergakademie Freiberg