Development of a continuous glucose monitor based on microfluidics

De ontwikkeling en toepassing van een continue glucosemonitor vormt een belangrijk onderdeel van diabetes-gerelateerd onderzoek. Het belangrijkste doel van continue glucose monitoring is om beter inzicht te geven in de dagelijkse glucose schommelingen zoals die wordt ervaren door patiënten met diabetes, en om hen te helpen glucosespiegels beter te handhaven. De bestaande conventionele manieren om veranderingen in glucoseconcentraties te volgen door discontinue metingen te verrichten, zoals met de vinger-prik methode, zijn ontoereikend voor accurate detectie van hyperglycemische, en vooral belangrijk, hypoglycemische episodes. In dit proefschrift beschrijven we de ontwikkeling en toepassing van een geminiaturiseerd systeem voor continue onderhuidse glucose meting met behulp van microdialyse bemonstering gecombineerd met microfluïdische glucoseanalyse. Het systeem bestaat uit een enzymatische microreactor, gemaakt van poly (dimethylsiloxaan) (PDMS) – glas met microkanaaltjes, voor de snelle reactie van glucose met zuurstof met behulp van het enzym glucoseoxidase. Snelle menging van glucoseoxidase met glucose werd bereikt door integratie van een array van schuine microgroeven in het PDMS microreactorkanaal om chaotische menging te bewerkstelligen. In in vitro experimenten werd het alsdus gevormde waterstofperoxide gemeten met behulp van elektrochemische (amperometrische) detectie aan geïntegreerde vlakke Pt microelektroden, of door middel van optische (chemiluminescentie) detectie met een silicium fotodiode die was geïntegreerd in de enzymatische microreator. Voor in vivo toepassing is een microdialyseprobe gekoppeld aan de enzymatische microreactor zodat in ratten glucoseconcentraties onderhuids continu gemeten kunnen worden. Deze ‘Proof-of-Concept’ studie toonde de haalbaarheid van het gebruik van microfluïdische chip voor continue monitoring van glucose