در بدن انسان، متابولیسم انرژی عمدتاً به چرخه اسید تری کربوکسیلیک متکی است که از D-گلوکز به عنوان یک ماده انرژی زا استفاده می کند. در تکامل طولانی مدت، بدن انسان یک سیستم بیولوژیکی پیچیده و خاص را تشکیل داده است که مولکول های گلوکز را شناسایی و متابولیزه می کند. با ارتقای سطح زندگی مردم، دیابت «قاتل خاموش» سلامت مردم را به طور جدی به خطر انداخته و بار اقتصادی سنگینی را بر دوش جامعه وارد کرده است. سطوح مکرر گلوکز خون و تزریق انسولین باعث ناراحتی بیماران می شود. همچنین خطرات بالقوه ای مانند مشکل در کنترل دوز تزریق و گسترش بیماری های خونی وجود دارد. بنابراین، توسعه مواد زیستی بیونیک برای آزادسازی انسولین با رهش کنترل شده هوشمند راه حلی ایده آل برای دستیابی به کنترل طولانی مدت سطح گلوکز خون در بیماران دیابتی است.
انواع مختلفی از ایزومرهای گلوکز هم در غذا و هم در مایعات بدن انسان وجود دارد. آنزیم‌های بیولوژیکی بدن انسان می‌توانند مولکول‌های گلوکز را با دقت تشخیص دهند و از ویژگی بالایی برخوردار باشند. با این حال، شیمی مصنوعی تشخیص خاصی از مولکول های گلوکز دارد. ساختار بسیار دشوار است. این به این دلیل است که ساختار مولکولی مولکول های گلوکز و ایزومرهای آن (مانند گالاکتوز، فروکتوز و غیره) بسیار شبیه به هم هستند و تنها یک گروه عاملی هیدروکسیل دارند که شناسایی دقیق آن از نظر شیمیایی دشوار است. لیگاندهای شیمیایی معدودی که گزارش شده است دارای توانایی تشخیص خاص گلوکز هستند تقریباً همگی دارای مشکلاتی مانند فرآیند سنتز پیچیده هستند.
اخیراً، تیم پروفسور یونگمی چن و دانشیار وانگ رنچی از دانشگاه علم و فناوری شانشی با استادیار می یینگ وو از دانشگاه ژنگژو برای طراحی نوع جدیدی بر اساس سیستم هیدروژل bidentate-β- از سیکلودکسترین همکاری کردند. با معرفی دقیق یک جفت گروه جایگزین فنیل بورونیک اسید بر روی 2،6-دی متیل-β-سیکلودکسترین (DMβCD)، یک شکاف مولکولی منطبق با ساختار توپولوژیکی D-گلوکز تشکیل می شود که می تواند به طور خاص با مولکول های D-گلوکز ترکیب شود. و پروتون آزاد می کند و باعث تورم هیدروژل می شود و در نتیجه باعث می شود انسولین از پیش بارگذاری شده در هیدروژل به سرعت در محیط خون آزاد شود. آماده سازی bidentate-β-cyclodextrin فقط به سه مرحله واکنش نیاز دارد، به شرایط سنتز سخت نیاز ندارد و بازده واکنش بالا است. هیدروژل مملو از bidentate-β-cyclodextrin به سرعت به هیپرگلیسمی پاسخ می دهد و انسولین را در موش های دیابتی نوع I آزاد می کند که می تواند در عرض 12 ساعت به کنترل طولانی مدت سطح گلوکز خون برسد.
