مقایسه ای بر سنسورهای الکتروشیمیایی آنزیمی و غیرآنزیمی گلوکز بر اساس مرور مقالات

زمینه و هدف: دیابت بیماری است که برای کنترل عوارض آن نیاز به پایش مداوم سطح گلوکز خون دارد. در حال حاضر اندازه گیری گلوکز خون با استفاده از دستگاه های پرتابل صورت می گیرد که غالب الکترودهای این دستگاه ها با استفاده از آنزیم گلوکز اکسیداز کار می کند. به دلیل قیمت بالای آنزیم و ناپایداری آن استفاده از سنسورهای الکتروشیمیایی غیرآنزیمی می تواند کمک شایانی به پیدایش دستگاه های نسل جدید کند. روش کار: در این مطالعه از پایگاه‫های elsevier، scopus، science direct و pubmed کلیدواژه ‫های اندازه گیری گلوکز، سنسورهای الکتروشیمیایی غیرآنزیمی در بازه زمانی 1962 تا 2020 جستجوگردید و مطالعه شدند.یافته ها: در این مقاله مروری، ابتدا به نسل‫های مختلف سنسورهای گلوکز و نحوه ساخت آنها اشاره شده است و انواع مواد بکار رفته در تهیه سنسورهای بر پایه آنزیم مورد بحث قرار گرفته است. در ادامه، به پیشرفت های حاصل در زمینه ساخت سنسورهای غیرآنزیمی اشاره شده و مزایا و چالش‫های موجود در زمینه این نوع از حسگرهای گلوکز مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. از جمله مواد بکار رفته در تهیه سنسور الکتروشیمیایی غیر آنزیمی گلوکز می توان به پلاتین، مس، آلیاژ های پلاتین، نانومواد طلا و پلاتین و پلیمرهای قالب مولکولی اشاره کرد. مشکل عمده این ترکیبات مربوط به عدم گزینش پذیری این ترکیبات و سیگنال ضعیف آنها به علت مداخله گونه های مزاحم است. به هرحال، برای حل این مشکل استفاده از پلیمرهای قالب مولکولی گزینه مناسبی به نظر می‫رسد.نتیجه گیری: سنسورهای الکتروشیمیایی غیرآنزیمی گلوکز از مزیت پایداری بالا و قیمت پایین برخوردار هستند و با اندازه گیری میزان گلوکز در مایعات بیولوژیکی می توانند به کنترل دیابت کمک شایانی کنند. پیشرفت در علم نانو و فناوری نانو و پلیمرهای قالب مولکولی امکان تولید نانومواد جدیدی را برای ایجاد سیستم‫های فاقد آنزیم برای تشخیص گلوکز فراهم کرده است ولی مطالعات متعددی نیاز است تا این سنسورها وارد بازار مصرف شوند. 

Comparison of Electrochemical Enzymatic and Non-enzymatic Glucose Sensors Based on Literature Review

Background & objectives: Diabetes is a disease that requires continuous monitoring of blood glucose levels to control its complications. At present, blood glucose is measured using portable devices; most of the electrodes of these devices work using the enzyme glucose oxidase. Due to the high cost of the enzyme and its instability, nonenzymatic electrochemical sensors can significantly contribute to the emergence of new generation devices. Methods: In this study, keywords of glucose measurement, nonenzymatic electrochemical sensors in the period 1962 2020, were searched and studied from Elsevier, Scopus, Science Direct and PubMed databases. In this review, first, the different generations of glucose sensors and how they are made are mentioned, and the types of materials used in the preparation of enzymebased sensors are discussed. The progress made in nonenzymatic sensors is mentioned in the following, and the advantages and challenges of these types of glucose sensors are discussed. Results: Materials used to prepare nonenzymatic glucose electrochemical sensors are platinum, copper, platinum alloys, gold and platinum nanomaterials, and molecular mold polymers. The main problem of these compounds is the lack of selectivity of these compounds and their weak signal due to the intervention of disturbing species. However, using molecular mold polymers seems an excellent option to solve this problem. Conclusions: Nonenzymatic glucose electrochemical sensors have the advantage of high stability and low cost, and measuring the amount of glucose in biological fluids can be helpful in controlling diabetes. Advances in nanoscience and nanotechnology and molecularly formulated polymers have made it possible to produce new nanomaterials to create enzymefree systems for glucose detection, but several studies are needed to bring these sensors to market.