Световодные свойства паучьего шелка позволили китайским ученым разработать практичные, компактные и биосовместимые датчики, способные обнаруживать и измерять незначительные изменения в коэффициенте преломления биологических растворов, например глюкозы. Возможно, однажды такой сенсор будут применять для определения уровня сахара в крови или для других биохимических анализов.

«Датчики глюкозы критически важны для диабетиков, но эти устройства обычно инвазивные, неудобные и не дешевые, — сказал Лю Чэнян из Национального университета Ян Мин, руководитель исследования. — Паучий шелк привлек внимание своими превосходными оптико-механическими свойствами, и мы решили изучить применение этого биосовместимого материала для оптического наблюдения за концентрацией различных сахаров в реальном времени».

Для создания датчиков исследователи взяли нити крупного паука Nephila pilipes диаметром всего 10 микрон, покрыли ее биосовместимой фоточувствительной смолой и добились формирования гладкой защитной поверхности. Так у них получилось оптическое волокно диаметром в 100 микрон, в котором паучий шелк выполнял функции сердцевины, а смола — оболочки. Наконец, чтобы усилить считывающие способности датчика, волокно покрыли нанослоем золота, сообщает EurekAlert. Если один конец такого провода поместить в жидкий образец, а другой соединить с источником света и спектрометром, то датчик начинает считывать коэффициент преломления раствора и, на его основе, определять тип сахара и его концентрацию.

Для испытания стабильности датчика на протяжении длительного времени исследователи использовали его для измерения растворов с неизвестной концентрацией фруктозы, сахарозы или глюкозы при комнатной температуре. Измерения повторялись по 10 раз с 5-минутными интервалами и сравнивались с показаниями коммерческого рефрактометра. Датчик продемонстрировал способность определять тип сахара в растворе и точно определять его концентрацию.

«Датчик сахара на основе паучьего шелка многоразовый, экономичный, простой в применении и позволяет проводить замеры в реальном времени, — сказал Лю. — Более того, поскольку он компактный, он позволяет добраться до таких труднодоступных мест, как мозг или сердце».