糖尿病是一种由于内分泌代谢紊乱而导致血液中胰岛素绝对或相对不足，从而出现血糖过高、糖尿及脂肪和蛋白质代谢紊乱等现象的慢性疾病。据统计，现阶段全球共有3.87亿糖尿病患者。糖尿病控制和并发症试验清楚地表明，血糖控制在糖尿病患者的治疗中是至关重要的，控制血糖可以避免糖尿病对患者的健康产生的负面影响。因此，对糖尿病患者进行连续无创血糖监测的需求日益增加。

寻找一种快速、便捷、准确的检测方法来诊断和监测糖尿病患者的病症是必要的，研究者在葡萄糖检测方面发明了多种方法，也开发了各种检测仪器，其原理主要是利用特定物质催化或识别葡萄糖，然后检测由此引起的信号变化，从而实现对葡萄糖的检测。现有的监测血糖浓度的方法主要是采用生物电化学酶传感器；然而，这种监测方式具有许多缺点，如反应的不可逆性，不可重复使用和难以实时连续监测葡萄糖浓度等。另外，血糖仪多需要随身携带，且需每次刺破皮肤取血样才能实施检测，手指针刺的疼痛严重降低了患者对频繁血糖监测的依从性，不利于糖尿病的诊断与控制。

若有一种无创、无痛的传感装置可以实时连续监测血液中的葡萄糖浓度，将对无创葡萄糖检测具有很大的意义。开发准确、可靠、连续和无创葡萄糖检测方法可以显著改善糖尿病患者的生活，减少持续性高血糖症的长期并发症和低血糖的直接风险。

光子晶体葡萄糖传感水凝胶材料由嵌在含有苯硼酸基团的聚丙烯酰胺-聚乙二醇水凝胶聚合物网络中的晶体胶体阵列组成，它可以在测定生理相关的葡萄糖浓度。光子晶体葡萄糖水凝胶传感器具有随着外部葡萄糖浓度的变化而改变衍射峰位置，颜色可视化，可重复使用，响应范围宽，不需要外部电能等优点，而且有望作为微器件植入人体。因此，这种新的传感器材料可以利用光学检测实现葡萄糖浓度的无创连续实时检测，避免现今不断刺破皮肤取血检测的麻烦和痛苦。

有研究者早在1993年即提出利用光子晶体良好的光衍射特性构建随葡萄糖浓度改变而改变颜色的传感器; 2003年其构建的传感器可对5 ~ 20 mmol /L 范围的葡萄糖水溶液产生响应，肉眼可观传感器颜色发生红移；后改进原料实现在含Na (130 mmol/L) 溶液(模拟生理条件) 对葡萄糖的监测，具有Na 依赖性；2006年其通过对晶胶阵列的修饰，缩短了反应时间，5mmol /L 葡萄糖用时90 s，0.15 mmol /L 葡萄糖用时300 s。优点在于实时观测，用肉眼可见的颜色改变来评估葡萄糖水平；缺点在于安全性可疑，灵敏性不足，对低浓度响应能力差，精确性低。

2013 年Hu等利用近红外晶胶陈列( NIR-PCCA) 构建传感器，提高了光子晶体水凝胶类传感器的灵敏度，最低响应的葡萄糖浓度为0.33 mmol /L，但近红外光段肉眼不可见。总之，如何利用光子晶体传感器实现葡萄糖监测的灵敏性、精确性、专一性等的统一，仍需要做大量的研究工作。

本设计将制备具有葡萄糖可视化检测功能的磁性微球，然后将葡萄糖分子识别单元与磁性光子晶体水凝胶微球相结合，葡萄糖分子的有无或多少由光子晶体微球的反射峰位移或者颜色来体现。由于磁性微球具有磁性这一特质，可利用磁铁使所述磁性微球聚集，提高肉眼对磁性微球颜色观察的准确性。这种基于具有葡萄糖可视化检测功能的磁性微球的葡萄糖可视化检测方法不仅具有灵敏度高、特异性强、操作简易、成本低廉、观测准确等优点，还具有组装迅速、方便、适合大面积制备的优势，具有广阔的应用前景。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究基本内容

1．了解国内外葡萄糖传感器的研究概况和发展趋势，了解葡萄糖检测与社会、健康以及成本等因素的关系；

2．采用丙烯酰胺、丙烯酸以及3-丙烯酰胺基苯硼酸作为单体，单分散磁性粒子作为光子晶体组装基元，通过自由基聚合制备凝胶基光子晶体葡萄糖传感器；