في جسم الإنسان ، يعتمد استقلاب الطاقة بشكل أساسي على دورة حمض الكربوكسيليك ، والتي تستخدم الجلوكوز D كمواد طاقة. على المدى الطويل ، شكل جسم الإنسان نظامًا بيولوجيًا معقدًا ومحددًا يتعرف على جزيئات الجلوكوز ويستقلبها. مع تحسن مستويات معيشة الناس ، تسبب مرض السكري ، "القاتل الصامت" ، في تعريض صحة الناس لخطر جسيم وفرض عبئًا اقتصاديًا ثقيلًا على المجتمع. تؤدي المستويات المتكررة من الجلوكوز في الدم وحقن الأنسولين إلى إزعاج المرضى. هناك أيضًا مخاطر محتملة مثل صعوبة التحكم في جرعة الحقن وانتشار أمراض الدم. لذلك ، فإن تطوير المواد الحيوية الإلكترونية من أجل إطلاق الأنسولين المحكوم بذكاء هو الحل الأمثل لتحقيق السيطرة على المدى الطويل لمستويات الجلوكوز في الدم لدى مرضى السكري.
هناك أنواع عديدة من ايزومرات الجلوكوز في كل من الطعام وسوائل الجسم في جسم الإنسان. يمكن للأنزيمات البيولوجية لجسم الإنسان التعرف بدقة على جزيئات الجلوكوز ولديها درجة عالية من الخصوصية. ومع ذلك ، فإن الكيمياء التركيبية لها تمييز محدد لجزيئات الجلوكوز. الهيكل صعب للغاية. وذلك لأن التركيب الجزيئي لجزيئات الجلوكوز وأيزومراته (مثل الجالاكتوز والفركتوز وما إلى ذلك) متشابهة جدًا ، ولديها مجموعة وظيفية واحدة فقط من الهيدروكسيل ، والتي يصعب تحديدها كيميائيًا بدقة. إن الروابط الكيميائية القليلة التي تم الإبلاغ عن امتلاكها القدرة على التعرف على الجلوكوز ، تعاني جميعها تقريبًا من مشاكل مثل عملية التخليق المعقدة.
في الآونة الأخيرة ، تعاون فريق البروفيسور Yongmei Chen والبروفيسور المشارك Wang Renqi من جامعة Shaanxi للعلوم والتكنولوجيا مع الأستاذ المساعد Mei Yingwu من جامعة Zhengzhou لتصميم نوع جديد يعتمد على نظام bidentate-β- Hydrogel من cyclodextrin. من خلال التقديم الدقيق لزوج من مجموعات بدائل حمض فينيل بورونيك على 2،6-ثنائي ميثيل-بيتا-سيكلودكسترين (DMβCD) ، يتم تكوين شق جزيئي يتوافق مع التركيب الطوبولوجي للجلوكوز D ، والذي يمكن دمجه على وجه التحديد مع جزيئات D- الجلوكوز. وإطلاق البروتونات ، مما يتسبب في تضخم الهيدروجيل ، مما يؤدي إلى إطلاق الأنسولين المحمّل مسبقًا في الهيدروجيل بسرعة في بيئة الدم. يتطلب تحضير ثنائي دكسترين-بيتا-سيكلودكسترين ثلاث خطوات فقط من التفاعل ، ولا يتطلب ظروف تركيب قاسية ، ويكون ناتج التفاعل مرتفعًا. يستجيب هيدروجيل المحمل بـ bidentate-β-cyclodextrin بسرعة لفرط سكر الدم ويطلق الأنسولين في الفئران المصابة بداء السكري من النوع الأول ، والتي يمكن أن تحقق تحكمًا طويل الأمد في مستويات الجلوكوز في الدم في غضون 12 ساعة.
