眼淚，咸咸的。

其實，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，剩下的就是少量無機鹽、蛋白質、溶菌酶，多種代謝產物和極少量的葡萄糖。當我們情緒激動流淚時，眼淚中的應激激素會增加——這些物質，可能來自細胞的分泌，還可能來自血液的被動滲出。

一般來講，血液和眼淚之間有一道由多種細胞組成的屏障，一些脂溶性差的分子會被攔截下來，但一些低分子量物質還是可以通過血漿滲出進入眼淚，并且，這些物質在眼淚中的濃度，可以在一定程度上反映它們在血液中的濃度。

這一特點吸引了大批科學家，他們渴望開發出用眼淚測定一些生物指標的方法，不僅能減少抽血帶來的緊張和痛苦，還方便多次測量，甚至達到實時監測的目標。比如，對眼淚中含量極低的葡萄糖的測量，就可以幫助糖尿病人無創測血糖。

數量龐大的糖尿病患者群體

從前，糖尿病尚有“富貴病”之稱。現在，它越來越常見。

2019年《世界糖尿病聯盟糖尿病圖譜》顯示，全球范圍內20-79歲成人群體有9.3%患有糖尿病，總數達到4.63億——其中，四分之一來自中國。2019年，我國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有意識到自己患病，所以真實的患者數目可能還有更多。

對于糖尿病患者，醫生會有五項建議：飲食控制、運動療法、藥物治療、血糖監測及糖尿病教育——其中，對血糖的監測是重中之重，不僅可以幫助醫生了解患者病情，也能幫助患者掌握自身血糖狀況，以便及時地調整自己的生活方式。

目前對絕大多數患者來講，便攜式血糖儀是最方便快捷的檢測方式，只要用采血針刺破手指取指血，用試紙測定就能知道當前的血糖水平。

使用便攜式血糖儀需要扎手指 | Pixabay

這個方法看似簡單，但根據《中國血糖監測臨床應用指南》的建議，部分患者每天需要監測7次。想想，每天要扎自己7次……遵醫囑的人生著實有點難。而且，和健康人群相比，糖尿病患者往往更容易發生感染，高頻地扎手指無疑增加了他們感染的風險。

眼淚也能測血糖

有無可能，同時解決疼痛和感染這兩個關鍵問題？

有的。比方說，根據2019年7月發表在《生物傳感器與生物電子學》（Biosensors and Bioelectronics）上的一篇文章，來自巴西圣保羅大學圣卡洛斯物理研究所和美國加州大學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，通過測定眼淚中的葡萄糖來評價血糖水平。

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

研究者對眼鏡進行了一番改造：在眼鏡鼻托上加裝了一個小裝置，小裝置的一端是一個小漏斗，佩戴時剛好靠近內眼角，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，在這里完成對眼淚中葡萄糖濃度的測定。

傳感器的電極與一個電流恒定的電路相連。當眼淚流入傳感器，淚液中的葡萄糖和電極上的葡萄糖氧化酶發生氧化反應，產生過氧化氫。過氧化氫進一步與電極上的普魯士藍薄膜反應，生成水和自由電子，從而改變電路中電流大小，由此產生信號。裝在眼鏡腿上的信號處理裝置對信號進行轉換、放大，再通過藍牙把數據發送到電腦或手機上。

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

眼鏡鼻托上的裝置結構 | 參考文獻[4]

等等，如果戴眼鏡的人流不出眼淚怎么辦？別擔心，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，眼淚就會不由自主地涌出來。

由于我們體內的血糖會隨著吃飯出現波動，所以，為了測試這種眼淚傳感器，研究者們請了幾位志愿者吃飯，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他們的血糖進行了多次測量。

結果發現，一餐前后，眼淚傳感器微小的電流變化準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完全一致；在一日三餐的連續監測中，眼淚傳感器也同樣探測到了每餐過后血糖的上升和餐間血糖的回落。

而且，這副眼鏡可以實現更多功能。比如，只需要簡單更換鼻托上的電極，這副眼鏡就可以搖身一變，成為交管部門的好幫手，測定人體內的酒精含量。再換上另一個電極，測定體內維生素含量也不是難事。

更換電極，可以測量體內酒精、葡萄糖、維生素等含量 | 參考文獻[4]

從目前的研究到眼淚傳感器大規模投入商業應用，還有很長一段路要走，但隨著各種生物傳感器的開發，監測血糖、維生素甚至是一些疾病相關標記物的儀器，都會向著便攜式可穿戴設備發展。如今，我們已經可以用運動手表實時監測自己的心率，也許未來我們每個人的手機里都擁有一套實時的監測數據，隨時向我們匯報著身體的健康狀況。

這樣看來，我們的眼淚真是可“鹽”可“甜”的寶貝呢。

腦洞時刻：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

題圖來源：《蠟筆小新》劇照

參考文獻：

[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]中國血糖監測臨床應用指南（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.

原標題：《不用血液用淚液，測血糖不用再挨針扎啦！》

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