Ein internationales Forschungsteam der Universität Oulu hat ein tragbares optisches Glukose-Messsystem entwickelt, das nicht-invasiv Glukosekonzentrationen im Schweiß detektiert. Die Ergebnisse wurden am 26. Januar 2026 in der Fachzeitschrift Microsystems & Nanoengineering veröffentlicht (DOI: 10.1038/s41378-025-01152-6).
Diabetes betrifft weltweit Hunderte Millionen Menschen und erfordert häufige Glukosekontrollen, um Komplikationen zu vermeiden. Bisherige kontinuierliche Glukosemesssysteme basieren meist auf subkutanen elektrochemischen Sensoren, die Infektionsrisiken, Entzündungen und reduzierte Langzeitakzeptanz mit sich bringen. Schweiß gilt als attraktives nicht-invasives Biofluid, da seine Glukosewerte mit denen im Blut korrelieren. Allerdings liegen Schweiß-Glukosekonzentrationen 10–100-fach niedriger als im Blut und werden leicht durch interferierende Stoffe überlagert.
Das neue System integriert plasmonische Nanopillar-Sensoren mit einem optischen Uhren-Prototyp. Es nutzt rotes Licht zur Anregung von lokalisierter Oberflächenplasmonenresonanz (LSPR) in silberbeschichteten Silizium-Nanopillars, die mit 4-Mercaptophenylboronsäure funktionalisiert sind. Diese bindet selektiv Glukose über deren cis-Diol-Struktur und verändert die lokale optische Umgebung – messbar als Änderung der reflektierten Lichtintensität, ohne Enzyme oder Fluoreszenzmarker.
Die Forscher optimierten die Sensorik mit Raman-Spektroskopie und Reflexionsmessungen und erreichten eine Nachweisgrenze von etwa 22 µmol/L – ausreichend für physiologische Schweiß-Glukosewerte. Silber statt Gold sorgt für schärfere plasmonische Resonanzen. Der Uhren-Prototyp enthält LED, Photodiode und Bluetooth-Modul; Daten werden drahtlos an ein Smartphone übertragen.
Tests mit künstlichem Schweiß und Proben von Probanden während Sport zeigten gute Übereinstimmung mit enzymatischen Standardmethoden – bei hoher Selektivität in komplexen biologischen Matrices.
Die Technologie könnte die Lebensqualität von Diabetikern verbessern, indem sie schmerzhafte, invasive Messungen ersetzt und Langzeit-Monitoring erleichtert. Der modulare Aufbau erlaubt Anpassung auf andere Schweiß-Biomarker (z. B. Laktat, Elektrolyte, Stressmetabolite). Mit weiterer klinischer Validierung, automatisierter Schweißstimulation und Mikrofluidik könnte sie zu einem autonomen „Lab-on-a-Watch“ werden.
Objektive Bewertung der Bedeutung
Die Arbeit ist ein relevanter Fortschritt in der nicht-invasiven Glukosemessung. Sie löst zwei zentrale Probleme: niedrige Konzentrationen im Schweiß und Interferenzen durch andere Stoffe. Die enzymfreie, label-freie Detektion via Plasmonik ist innovativ und vermeidet die bekannten Schwächen elektrochemischer Sensoren (Drift, Biofouling, Infektionsrisiko). Die Nachweisgrenze von ~22 µmol/L liegt im relevanten Bereich für Schweiß-Glukose (typisch 10–200 µmol/L), und die Übereinstimmung mit Referenzmethoden ist vielversprechend.
Vorteile: geringer Energieverbrauch (sichtbares Licht), einfache Hardware (LED + Photodiode), drahtlose Datenübertragung und potenziell niedrige Kosten bei Skalierung. Die Uhren-Integration zeigt Machbarkeit für Wearables. Langfristig könnte das System die Akzeptanz kontinuierlicher Messung steigern – besonders bei Typ-2-Diabetes oder Prädiabetes.
Grenzen: Die Studie ist rein in-vitro und mit künstlichem/gesammeltem Schweiß; reale Trageversuche mit kontinuierlichem Schwitzen, Temperaturschwankungen und Bewegungsartefakten fehlen. Korrelation Schweiß-Blut ist individuell variabel (Schweißrate, Hautdurchblutung, Stress). Klinische Validierung gegen Blutglukose (z. B. CGM-Vergleich) steht aus. Die Technologie ist noch nicht für den Routineeinsatz bereit; weitere Optimierungen (Driftstabilität, Miniaturisierung, automatisierte Kalibrierung) sind nötig.
Insgesamt ein solider, vielversprechender Proof-of-Concept mit hohem Potenzial für nicht-invasive, patientenfreundliche Glukosemonitoring – aber noch mehrere Entwicklungsstufen bis zur Marktreife entfernt. Die Arbeit stärkt den Trend zu optischen, enzymfreien Biosensoren in Wearables.
