인체에서 에너지 대사는 주로 D-포도당을 에너지 물질로 사용하는 트리카르복실산 회로에 의존합니다. 장기적인 진화에서 인체는 포도당 분자를 인식하고 대사하는 정교하고 특정한 생물학적 시스템을 형성했습니다. 사람들의 생활 수준이 향상됨에 따라 "침묵의 살인자"인 당뇨병은 사람들의 건강을 심각하게 위협하고 사회에 무거운 경제적 부담을 가져 왔습니다. 잦은 혈당치와 인슐린 주사는 환자에게 불편함을 안겨줍니다. 주사 용량 조절의 어려움, 혈액질환 확산 등 잠재적 위험도 있다. 따라서 지능형 제어 방출 인슐린 방출을 위한 바이오닉 생체 재료의 개발은 당뇨병 환자의 혈당 수준을 장기적으로 제어하기 위한 이상적인 솔루션입니다.

인체의 음식과 체액에는 많은 종류의 포도당 이성질체가 있습니다. 인체의 생물학적 효소는 포도당 분자를 정확하게 인식하고 고도의 특이성을 가질 수 있습니다. 그러나 합성 화학은 포도당 분자를 특정하게 인식합니다. 구조가 매우 어렵습니다. 이는 포도당 분자와 그 이성질체(예: 갈락토오스, 과당 등)의 분자 구조가 매우 유사하고 단일 수산기 작용기만 가지고 있어 화학적으로 정확하게 식별하기 어렵기 때문입니다. 포도당 특이적 인식 능력이 있다고 보고된 소수의 화학적 리간드는 거의 모두 복잡한 합성 과정과 같은 문제를 안고 있다.

최근 산시성 과학 기술 대학의 Yongmei Chen 교수와 Wang Renqi 부교수 팀은 정저우 대학의 Mei Yingwu 부교수와 협력하여 시클로덱스트린의 두자리-β-하이드로겔 시스템을 기반으로 하는 새로운 유형을 설계했습니다. 2,6-디메틸-β-사이클로덱스트린(DMβCD)에 한 쌍의 페닐보론산 치환기를 정확하게 도입함으로써 D-글루코스의 위상 구조에 부합하는 분자 슬릿이 형성되며, 이는 D-글루코스 분자와 특이적으로 결합할 수 있습니다. 양성자를 방출하여 하이드로겔을 부풀게 하여 하이드로겔에 미리 로드된 인슐린이 혈액 환경으로 빠르게 방출되도록 합니다. bidentate-β-cyclodextrin의 제조는 3단계의 반응만 필요로 하고, 가혹한 합성 조건을 요구하지 않으며, 반응 수율이 높습니다. bidentate-β-cyclodextrin이 포함된 하이드로겔은 고혈당증에 빠르게 반응하고 I형 당뇨병 마우스에서 인슐린을 방출하여 12시간 이내에 혈당 수치를 장기간 조절할 수 있습니다.