眼淚，咸咸的。

其實(shí)，淚液也里有少少的甜。

眼淚的秘密

眼淚，這種由淚腺分泌的透明液體，絕大部分是水，剩下的就是少量無(wú)機(jī)鹽、蛋白質(zhì)、溶菌酶，多種代謝產(chǎn)物和極少量的葡萄糖。當(dāng)我們情緒激動(dòng)流淚時(shí)，眼淚中的應(yīng)激激素會(huì)增加——這些物質(zhì)，可能來(lái)自細(xì)胞的分泌，還可能來(lái)自血液的被動(dòng)滲出。

一般來(lái)講，血液和眼淚之間有一道由多種細(xì)胞組成的屏障，一些脂溶性差的分子會(huì)被攔截下來(lái)，但一些低分子量物質(zhì)還是可以通過(guò)血漿滲出進(jìn)入眼淚，并且，這些物質(zhì)在眼淚中的濃度，可以在一定程度上反映它們?cè)谘褐械臐舛取?/p>

這一特點(diǎn)吸引了大批科學(xué)家，他們渴望開(kāi)發(fā)出用眼淚測(cè)定一些生物指標(biāo)的方法，不僅能減少抽血帶來(lái)的緊張和痛苦，還方便多次測(cè)量，甚至達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目標(biāo)。比如，對(duì)眼淚中含量極低的葡萄糖的測(cè)量，就可以幫助糖尿病人無(wú)創(chuàng)測(cè)血糖。

數(shù)量龐大的糖尿病患者群體

從前，糖尿病尚有“富貴病”之稱(chēng)?，F(xiàn)在，它越來(lái)越常見(jiàn)。

2019年《世界糖尿病聯(lián)盟糖尿病圖譜》顯示，全球范圍內(nèi)20-79歲成人群體有9.3%患有糖尿病，總數(shù)達(dá)到4.63億——其中，四分之一來(lái)自中國(guó)。2019年，我國(guó)20-79歲成年人中，每9人就有1位是糖尿病患者。此外，由于部分患者可能沒(méi)有意識(shí)到自己患病，所以真實(shí)的患者數(shù)目可能還有更多。

對(duì)于糖尿病患者，醫(yī)生會(huì)有五項(xiàng)建議：飲食控制、運(yùn)動(dòng)療法、藥物治療、血糖監(jiān)測(cè)及糖尿病教育——其中，對(duì)血糖的監(jiān)測(cè)是重中之重，不僅可以幫助醫(yī)生了解患者病情，也能幫助患者掌握自身血糖狀況，以便及時(shí)地調(diào)整自己的生活方式。

目前對(duì)絕大多數(shù)患者來(lái)講，便攜式血糖儀是最方便快捷的檢測(cè)方式，只要用采血針刺破手指取指血，用試紙測(cè)定就能知道當(dāng)前的血糖水平。

使用便攜式血糖儀需要扎手指 | Pixabay

這個(gè)方法看似簡(jiǎn)單，但根據(jù)《中國(guó)血糖監(jiān)測(cè)臨床應(yīng)用指南》的建議，部分患者每天需要監(jiān)測(cè)7次。想想，每天要扎自己7次……遵醫(yī)囑的人生著實(shí)有點(diǎn)難。而且，和健康人群相比，糖尿病患者往往更容易發(fā)生感染，高頻地扎手指無(wú)疑增加了他們感染的風(fēng)險(xiǎn)。

眼淚也能測(cè)血糖

有無(wú)可能，同時(shí)解決疼痛和感染這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題？

有的。比方說(shuō)，根據(jù)2019年7月發(fā)表在《生物傳感器與生物電子學(xué)》（Biosensors and Bioelectronics）上的一篇文章，來(lái)自巴西圣保羅大學(xué)圣卡洛斯物理研究所和美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校納米工程系的研究者，提供了這樣一種方案：佩戴可以收集眼淚的眼鏡，通過(guò)測(cè)定眼淚中的葡萄糖來(lái)評(píng)價(jià)血糖水平。

安裝在眼鏡上的生物傳感器 | Juliane R. Sempionatto Moreto/University of California

研究者對(duì)眼鏡進(jìn)行了一番改造：在眼鏡鼻托上加裝了一個(gè)小裝置，小裝置的一端是一個(gè)小漏斗，佩戴時(shí)剛好靠近內(nèi)眼角，可以收集眼淚，眼淚順著小軌道流入裝置的核心部分——生物傳感器，在這里完成對(duì)眼淚中葡萄糖濃度的測(cè)定。

傳感器的電極與一個(gè)電流恒定的電路相連。當(dāng)眼淚流入傳感器，淚液中的葡萄糖和電極上的葡萄糖氧化酶發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生過(guò)氧化氫。過(guò)氧化氫進(jìn)一步與電極上的普魯士藍(lán)薄膜反應(yīng)，生成水和自由電子，從而改變電路中電流大小，由此產(chǎn)生信號(hào)。裝在眼鏡腿上的信號(hào)處理裝置對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、放大，再通過(guò)藍(lán)牙把數(shù)據(jù)發(fā)送到電腦或手機(jī)上。

測(cè)定完成后，多余的眼淚會(huì)從容器的裂口接觸到濾紙做的淚液出口（下圖中的3）。濾紙會(huì)立刻吸走這些淚液，并將淚液揮發(fā)到空氣中，使裝置恢復(fù)初始狀態(tài)，方便下一次測(cè)量。

眼鏡鼻托上的裝置結(jié)構(gòu) | 參考文獻(xiàn)[4]

等等，如果戴眼鏡的人流不出眼淚怎么辦？別擔(dān)心，研究者有催淚殺手锏——薄荷棒。只需用薄荷棒在眼睛下方1厘米左右的皮膚上輕輕一劃，眼淚就會(huì)不由自主地涌出來(lái)。

由于我們體內(nèi)的血糖會(huì)隨著吃飯出現(xiàn)波動(dòng)，所以，為了測(cè)試這種眼淚傳感器，研究者們請(qǐng)了幾位志愿者吃飯，并分別在飯前和飯后用眼淚傳感器和便攜式血糖儀同步對(duì)他們的血糖進(jìn)行了多次測(cè)量。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，一餐前后，眼淚傳感器微小的電流變化準(zhǔn)確地反映了血糖濃度的變化，兩種方法得到的血糖變化趨勢(shì)完全一致；在一日三餐的連續(xù)監(jiān)測(cè)中，眼淚傳感器也同樣探測(cè)到了每餐過(guò)后血糖的上升和餐間血糖的回落。

而且，這副眼鏡可以實(shí)現(xiàn)更多功能。比如，只需要簡(jiǎn)單更換鼻托上的電極，這副眼鏡就可以搖身一變，成為交管部門(mén)的好幫手，測(cè)定人體內(nèi)的酒精含量。再換上另一個(gè)電極，測(cè)定體內(nèi)維生素含量也不是難事。

更換電極，可以測(cè)量體內(nèi)酒精、葡萄糖、維生素等含量 | 參考文獻(xiàn)[4]

從目前的研究到眼淚傳感器大規(guī)模投入商業(yè)應(yīng)用，還有很長(zhǎng)一段路要走，但隨著各種生物傳感器的開(kāi)發(fā)，監(jiān)測(cè)血糖、維生素甚至是一些疾病相關(guān)標(biāo)記物的儀器，都會(huì)向著便攜式可穿戴設(shè)備發(fā)展。如今，我們已經(jīng)可以用運(yùn)動(dòng)手表實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)自己的心率，也許未來(lái)我們每個(gè)人的手機(jī)里都擁有一套實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，隨時(shí)向我們匯報(bào)著身體的健康狀況。

這樣看來(lái)，我們的眼淚真是可“鹽”可“甜”的寶貝呢。

腦洞時(shí)刻：你還希望眼鏡能干嘛？

作者名片

作者：郭懌暄

編輯：悲催的鉈寶寶

排版：雷穎

題圖來(lái)源：《蠟筆小新》劇照

參考文獻(xiàn)：

[1] IDF Diabetes Atlas Ninth Edition 2019 (https://www.idf.org/e-library/epidemiology-research/diabetes-atlas/159-idf-diabetes-atlas-ninth-edition-2019.html)

[2] Factsheet for Western Pacific Region (https://diabetesatlas.org/upload/resources/material/20191218_144638_wp_factsheet_en.pdf)

[3]中國(guó)血糖監(jiān)測(cè)臨床應(yīng)用指南（2015年版）(http://rs.yiigle.com/CN115791201510/706941.htm)

[4] Sempionatto J R, Brazaca L C, García-Carmona L, et al. Eyeglasses-based tear biosensing system: Non-invasive detection of alcohol, vitamins and glucose[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2019, 137: 161-170.

[5] Farandos N M, Yetisen A K, Monteiro M J, et al. Contact lens sensors in ocular diagnostics[J]. Advanced healthcare materials, 2015, 4(6): 792-810.

原標(biāo)題：《不用血液用淚液，測(cè)血糖不用再挨針扎啦！》

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