Wiederverwendbare Teststreifen Biobasiertes Sensormaterial bietet enzymfreie Blutzuckermessung

Bisher können Teststreifen zur Messung des Blutzuckerspiegels nur einmal verwendet werden. Funktionsmaterialien aus gezüchteten Schwämmen könnten das ändern. Statt einer biochemischen Reaktion dient bei ihnen der Stromfluss als dauerhafter Glukosemesser.

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TU Bergakademie Freiberg

Diabetiker sind auf die Messung ihres Blutzuckerspiegels angewiesen. Dafür wird ein Tropfen Blut aus der Fingerspitze auf einen Teststreifen aufgebracht. Dieser enthält Enzyme, die mit der Glukose im Blut reagieren. Das Blutzuckermessgerät wertet anschließend den Teststreifen aus. Der Nachteil: Einmal angewendet, funktioniert die herkömmliche photometrische oder elektrochemische Messung mit Hilfe der Enzyme nicht mehr und der Teststreifen muss entsorgt werden.

Ein interdisziplinäres Forscherteam der TU Bergakademie Freiberg hat nun aus einem biobasierten Werkstoff ein neuartiges Sensormaterial entwickelt, welches eine enzymfreie Messung der Glukosekonzentration im Blut ermöglichen könnte. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Applied Bio Materials.

Gezüchtete Schwämme als Sensormaterial

Wie die Wissenschaftler mitteilen, kam als alternatives Material der eigen entwickelte Werkstoff Sponging-Atacamit in Frage. Das Mineral Atacamit entsteht, wenn die Fasern eines gezüchteten marinen Schwamms mit einer kupferhaltigen Ammoniaklösung reagieren. Es heftet sich so stark an die Schwammfasern, dass ein robustes Material entsteht. Sein mikroporöses dreidimensionales Schwammgerüst fördere effizient die Aktivität von Atacamit als Elektrokatalysator, heißt es. Daher könnten Glukosemoleküle schnell und einfach in das poröse Netzwerk diffundieren, was die Elektronenübertragung zwischen Glukose und Atacamit erleichtere und zu leistungsstarken Eigenschaften führe.

Laut TU Freiberg wurde das schwammartige Sensormaterial zerkleinert und mit Kohlenstoff als elektrischem Leitmaterial sowie Paraffin-Öl als Binder versetzt. Anschließend wurde das neuartige Funktionsmaterial als homogene Paste auf einen Elektrodenkörper aufgetragen. Eingetaucht 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.

Potenzial für wiederverwendbare Teststreifen gegeben

Die Forschenden testeten die neuartige Messmethode in zwei Schritten – mit einer glukosehaltigen Lösung sowie mit drei verschiedenen Blutproben. Beide Tests erwiesen sich als langzeitstabil, heißt es. Somit wäre das Material als Sensor wiederverwendbar. Bis zu einer möglichen Anwendung in Teststreifen für ein Diabetesmanagement müsste das neuartige Sensormaterial jedoch noch weitere Tests sowie klinisch-pharmakologische Studien durchlaufen.

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