本刊編譯整理

　　與眼淚、唾液和尿液等生物液體相比，汗液因其方便的體外采樣方式可快速反映身體狀況而成為連續(xù)、無創(chuàng)生物標(biāo)記物檢測的理想選擇。盡管汗液傳感設(shè)備潛力巨大，但在實時汗液采樣方面仍面臨挑戰(zhàn)，需要一個高靈敏度、高選擇性和長期穩(wěn)定的傳感平臺。此外，生物傳感器的讀數(shù)往往會受到汗液pH 值、鹽度、溫度和其他因素變化的影響。人體汗液的鹽度（10-100 毫米）和pH 值，會隨著運動和環(huán)境條件的變化而變化，從而影響生物標(biāo)志物的測量。

　　對汗液的連續(xù)監(jiān)測可以揭示有關(guān)人體健康的寶貴信息，例如體內(nèi)的葡萄糖水平。然而，賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員表示，以前為此目的開發(fā)的可穿戴傳感器一直存在不足，無法承受連續(xù)監(jiān)測所需的嚴(yán)苛條件或?qū)崿F(xiàn)特異性。現(xiàn)在，該研究小組創(chuàng)造出了一種新型可穿戴貼片，或許可以勝任這一任務(wù)。

　　研究人員在《先進(jìn)功能材料》雜志上報告說，該裝置采用激光改性石墨烯納米復(fù)合材料制成，可連續(xù)三周檢測汗液中的特定葡萄糖水平，同時監(jiān)測體溫和pH 值。“汗液是實時、連續(xù)和無創(chuàng)生物標(biāo)記物檢測的理想選擇。”該項目主要研究人員賓夕法尼亞州立大學(xué)工程科學(xué)與力學(xué)副教授HuanyuCheng 這樣表示。

　　但是，汗液中生物標(biāo)記物濃度水平較低，加上pH 值、鹽度和溫度等其他因素的變化，使得以前的汗液生物傳感器的檢測能力和準(zhǔn)確性都達(dá)到了極限。這種設(shè)備能夠考慮到這種可變性，同時以所需的特異性連續(xù)數(shù)周測量葡萄糖。

　　Cheng 和他的同事們從之前的傳感器研究和其他研究人員的工作中認(rèn)識到，激光誘導(dǎo)石墨烯（LIG）電極——用激光劃線一步就能制成的納米材料制作的電極——可以為開發(fā)更有效的可穿戴汗液傳感器提供一個很好的起點。Cheng 說，盡管LIG 電極對葡萄糖的靈敏度較低，而且用于必要電化學(xué)反應(yīng)的表面積有限，但它制造簡單、價格低廉且靈活。

　　研究人員報告說，他們在納米尺度上使用簡單的激光處理方法，在多孔LIG 電極上創(chuàng)建了一個穩(wěn)定的高導(dǎo)電性貴金屬合金，金、銀以及碳基納米復(fù)合材料的三維網(wǎng)絡(luò)。貴金屬不僅導(dǎo)電性強且耐氧化。通過簡單的激光處理加熱金銀合金納米復(fù)合材料，這種材料還能防止團聚。這是一種常見現(xiàn)象，即納米粒子凝聚成團，限制了材料的表面積。

　　論文第一作者、博士后學(xué)者Farnaz Lorestani 說：“改性LIG 電極表面的葡萄糖會在較低電位下氧化。這種氧化作用會產(chǎn)生可測量的電流或電位變化，這種變化與溶液中葡萄糖的總體濃度成正比。隨著時間的推移，我們還看到了更高的穩(wěn)定性，經(jīng)過激光處理的傳感器在三周內(nèi)只損失了9% 的靈敏度，而未經(jīng)激光處理的傳感器則損失了20% 的靈敏度。”

　　研究人員表示，除了測量葡萄糖，改良的LIG 電極還能對pH 值的變化做出反應(yīng)。為了制造這種可穿戴設(shè)備，他們將葡萄糖和pH 值雙傳感器與另一個基于LIG 的溫度傳感器和一個帶有線圈狀微流體通道的可拉伸層結(jié)合在一起，以持續(xù)收集和輸送汗液樣本。

　　Cheng 說，該設(shè)備可以根據(jù)運動和進(jìn)食等活動引起的汗液pH 值和體溫波動，校準(zhǔn)葡萄糖測量值。它是一個貼片，寬度大約是郵票的兩倍，用膠帶貼在皮膚上，可以將收集到的數(shù)據(jù)無線傳到電腦或移動設(shè)備上，進(jìn)行實時監(jiān)測和分析。

　　Cheng 談到：我們的研究成果是一種傳感器，它具有顯著的靈敏度和穩(wěn)定性，可在數(shù)周內(nèi)監(jiān)測血糖水平。這是一種低成本平臺，可在不同條件下提供方便、準(zhǔn)確和持續(xù)的汗液分析，在個人和人群健康、個性化醫(yī)療和精準(zhǔn)營養(yǎng)方面具有巨大潛力。

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