Į Europą cukrų atnešė kryžiuočiai maždaug 1200 metais po Kristaus ir greitai jis paplito bei buvo vertinamas kaip prabangos prekė. Cukraus kaina buvo prilyginama taip pat importuojamiems šafranui ar pipirams. Tokia didelė cukraus kaina vertė europiečius ieškoti kitų būdų, kaip būtų galima išskirti juos iš vietinių augalų. 1600 metais prancūzų agronomas Olivier de Serres pastebėjo, kad verdant ridiką išsiskiria saldus raudonos spalvos sirupas, o 1717 metais vokiečių chemikas Andreas Marggraf sėkmingai iš ridiko iškristalizavo cukrų. Jau 1838 europiečiai mokėjo išskirti cukrų iš vynuogių, razinų bei kitų uogų ir vaisių.
Gliukozė organizmui reikalinga
Gliukozė ir kiti cukrūs iš principo nėra pavojinga ar nuodinga medžiaga. Atvirkščiai, ji yra labai reikalinga organizmui. Iš gliukozės gaunama energija naudojama ląstelių gyvybiniams bei metabolitiniams procesams palaikyti, sudėtingesni cukrų junginiai – polisacharidai plačiai paplitę maisto pramonėje, tačiau per didelis cukraus vartojimas sukelia ligas. Viena žinomiausių yra Cukrinis diabetas (lot. Diabetes mellitus). Pirmieji šios ligos aprašymai randami 2500 metų senumo Egiptiečių papirusuose. Pagrindinis ligos požymis būdavo tas, jog žmogaus šlapimas pritraukdavo muses ir skruzdėles. Ši liga pirmą kartą diabetu buvo pavadinta 230 metais prieš Kristų, o 500-taisais mūsų eros metais du indų fiziologai sugebėjo išskirti I ir II tipo diabetą.
Pasaulio sveikatos organizacijos duomenimis šiuo metu diabetas yra septinta daugiausiai mirčių nulemianti liga pasaulyje. 2014 metais pasaulyje buvo 382 milijonai diabetu sergančių žmonių, o tai sudarė 8,3% visos pasaulio populiacijos. Diabetas susijęs su organizmo senėjimo procesais ir nekontroliuojamas gali sukelti tokias ligas, kaip inkstų nepakankamumą, regos sutrikimus, ketoacitozę ir kt. Deja diabetas vis dar yra nepagydoma liga, todėl susirgus būtina nuolatinė gliukozės kiekio organizme nustatymo ir insulino dozavimo sistema.
Efektyvi cukrinio diabeto kontrolė priklauso nuo tikslios gliukozės koncentracijos kraujyje monitoringo sistemos. Šiuolaikinės gliukozės koncentracijos nustatymo sistemos gali būti tiek invazinės tiek ir neinvazinės. Tačiau medicininiams tikslams šiuo metu vis dar yra naudojami invaziniai gliukozės jutikliai, kuriais gliukozės koncentracijos yra nustatomos paciento kraujo mėginiuose. Šiuolaikiniai mokslo ir technologijų pasiekimai leidžia pagerinti nustatymo tikslumą, analizėje sunaudoja mažesnį kraujo kiekį bei perduoda informaciją iš gliukozės kiekį nustatančio įrenginio insuliną dozuojančiam įrenginiui ir netgi jį valdo. Taip pat jie gali operatyviai informuoti apie hipo- arba hiper-glikemiją. Kai kuriems šiuo metu rinkoje esantiems gliukozės matavimo aparatams tereikia nuo 0,3 iki 1,5 mikrolitrų kraujo. Mėginio analizėje dažniausiai panaudojami fermentai: gliukozės oksidazę arba gliukozės dehidrogenazę.
Nuo 2002 metų Korėjoje, o nuo 2008 metu Amerikoje telefonų kompanija LG siūlo išmaniuosius telefonus su integruotu gliukozės matuokliu, kurie informaciją apie kraujo būklę interneto ryšiu perduoda į duomenų bazę. Šiuo metu tokią paslaugą teikia ne tik LG, bet ir Samsung, bei iPhone telefonų gamintojai. Europoje tą pačią informaciją galima persiųsti naudojant Bluetooth ryšį, tačiau tą turi inicijuoti pats pacientas.
Jau yra pasiūlytas, tačiau praktikoje dar nenaudojamas dalinai invazinis gliukozės jutiklis – tatuiruotė, turinti integruotą specialų sensorių, kuris esant gliukozei fluorescuoja. Ir kuo gliukozės daugiau, tuo fluorescencinis signalas yra stipresnis.
Naujos kartos jutikliai
Neinvaziniai gliukozės jutikliai galėtų būti vadinami antrąją jutiklių karta. Nors vartotojui jie dar nėra prieinami, tačiau mokslininkai intensyviai dirba šioje srityje. Pritaikydami įvairius fizikinius ir cheminius procesus kuria jutiklius, kurie savo jautrumu ir tikslumu nenusileistų invaziniams gliukozės jutikliams. Negana to, jie galėtų veikti nuolat ir registruotų cukraus kiekį kraujyje visą dieną nustatytu laiko tarpu, pavyzdžiui kas minutę. Taip būtų galima registruoti gliukozės koncentracijos svyravimą dienos bėgyje.
Neinvaziniai jutikliai įdomūs tuo, kad jiems nereikia kraujo mėginio, o cukraus koncentraciją jie gali nustatyti naudodami kitus kūno skysčius, pavyzdžiui prakaitą, ašaras, arba būti tiesiog priglaudžiami prie odos. Jų naudojami matavimo metodai yra labai įvairūs: pavyzdžiui, ultragarsas, fluorescencija, šiluminės talpos ir laidumo matavimai, piršto ar ausies spenelio optinių parametrų nustatymas, elektromagnetinių bangų sklidimo kūnų registravimas, artimoji infraraudonoji spektroskopija, gliukozės, esančios ašarose, ar kito signalo matavimas.
Prie tokių inovatyvių neinvazinių gliukozės jutiklių kūrimo prisideda ir Vilniaus universiteto Chemijos fakulteto mokslininkai. Vykdydami Nacionalinės mokslo programos „Sveikas senėjimas“ projektą „Neinvazinis gliukozės jutiklis“ (Sut. Nr 21/2015) mokslininkai kuria jutiklį, kuris gebės nustatyti gliukozės kiekį kraujyje registruodamas gliukozės difuziją per odą. Neinvaziniame gliukozės biologiniame jutiklyje bus panaudotas kombinuotas gliukozės koncentracijos nustatymo metodas, kuris leis nustatyti gliukozės koncentraciją nepaimant paciento kraujo mėgino. Kadangi diabetu sergantys pacientai privalo kelis kartus per dieną atlikti gliukozės koncentracijos matavimus, tai šio projekto rėmuose kuriamais jutikliais atliekant kraujo tyrimus bus išvengiama galimo paciento infekavimo, bei problemų susijusių su lėtu odos pažeidimų gijimu pasireiškiančiu senesnio amžiaus pacientams.
Neinvaziniai gliukozės jutikliai ilgą laiką nebuvo aktyviai kuriami, tačiau šiuolaikiniai mokslo ir technologių pasiekimai leidžia išvengti praeityje silpnus signalus registruoti trukdžiusių triukšmų, kuriuos sukelia įvairūs faktoriai. Šiuolaikinės technologijos ir nauji žinių pritaikymo būdai leidžia mokslininkams įveikti praeityje kilusias kliūtis ir kurti tikrai neinvazinio jutiklius, įgalinčius tiksliai nustatyti gliukozės koncentraciją kraujyje. Ir ne tik nustatyti, tačiau išmatavus rezultatus nusiųsti į duomenų bazę, prie kurios turės galimybę prisijungti paciento gydytojas, bei apskaičiuoti tikslią dozę ir laiką, kada pacientui yra reikalinga insulino injekcija. Tokių išradimų dėka vis daugiau žmonių net ir sergančių cukriniu diabetu galės gyventi visavertį gyvenimą.
