近日，我?；瘜W(xué)學(xué)院周明教授團(tuán)隊(duì)在全集成可穿戴體液傳感器領(lǐng)域取得系列重要研究進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)將柔性電子技術(shù)與微型化系統(tǒng)相結(jié)合，通過(guò)將生物傳感器與微流控采樣、信號(hào)處理模塊高度集成，實(shí)現(xiàn)了無(wú)創(chuàng)體液中多種生理標(biāo)志物的原位、動(dòng)態(tài)、全集成、可穿戴監(jiān)測(cè)。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)有創(chuàng)檢測(cè)的局限，有望為健康監(jiān)測(cè)、疾病診斷、精準(zhǔn)醫(yī)療、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等方面提供創(chuàng)新性解決方案。相關(guān)研究成果陸續(xù)發(fā)表于A(yíng)CS Nano、Analytical Chemistry、ACS Sensors、TrAC Trends in Analytical Chemistry、《分析化學(xué)》等國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊。
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了“全集成可穿戴生物仿生微流控傷口滲出液追蹤器”（圖1），實(shí)現(xiàn)了傷口滲出液的高效仿生定向運(yùn)輸和傷口滲出液中氧氣、尿酸、乳酸、pH值和溫度的原位、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為臨床傷口的實(shí)時(shí)評(píng)估與精準(zhǔn)診療提供了技術(shù)支撐。該成果以“A Fully Integrated Wearable Biomimetic Microfluidic Wound Tracker for In Situ Dynamic Monitoring of Wound Exudate Oxygen”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊ACS Nano, 2025, 19(16): 16163-16174。我校化學(xué)學(xué)院博士研究生鄧威為論文第一作者，白靜副教授和周明教授為共同通訊作者。
圖1. “全集成可穿戴生物仿生微流控傷口滲出液追蹤器”示意圖（ACS Nano, 2025, 19(16): 16163-16174）
研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了“基于皮膚界面的全集成可穿戴汗液肌醇傳感器”（ 圖2，左圖），利用離子電滲技術(shù)和微流控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人體靜息狀態(tài)下，汗液在皮膚表面的原位持續(xù)分泌、采集和更新，并通過(guò)集成的傳感和電子模塊實(shí)現(xiàn)汗液肌醇的原位、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為無(wú)創(chuàng)個(gè)性化健康監(jiān)測(cè)提供了新方案。該成果以“Skin-Interfaced Entirely Self-Contained Wearable Biosensor for the Noninvasive and Dynamic Monitoring of Sweat Myo-Inositol”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊ACS Sensors, 2025, 10(7): 5166-5175。我?；瘜W(xué)學(xué)院博士研究生鄧威為論文第一作者，白靜副教授和周明教授為共同通訊作者。
研究團(tuán)隊(duì)提出了“全集成電致變色表皮貼片”（圖2，右圖），實(shí)現(xiàn)了汗液中多種生物標(biāo)志物的原位動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和無(wú)需額外數(shù)據(jù)讀取設(shè)備（如手機(jī)等）對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的實(shí)時(shí)可視化顯示，極大提升了器件在多種場(chǎng)景下的便攜性與實(shí)用性。該成果以“Entirely Self-Contained Electrochromic Epidermal Patch for Visualized and Multiplexed In Situ Sweat Analysis”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊ACS Sensors, 2025, 10(6): 4220–4231。我?；瘜W(xué)學(xué)院博士研究生曹夢(mèng)祝為論文第一作者，孫咪咪博士、白熙琳博士和周明教授為共同通訊作者。
圖2. “基于皮膚界面的全集成可穿戴汗液肌醇傳感器”（ACS Sensors, 2025, 10(7): 5166-5175）和“全集成電致變色表皮貼片”（ACS Sensors, 2025, 10(6): 4220–4231）示意圖
研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了“基于單根碳絲的全集成可穿戴織物汗液傳感器”（圖3，左圖），器件采用魔術(shù)貼設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了在各類(lèi)織物和織物不同區(qū)域上，對(duì)人體汗液生物標(biāo)志物的原位、無(wú)創(chuàng)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為智能織物在運(yùn)動(dòng)生理監(jiān)測(cè)和慢性病管理等領(lǐng)域提供新的技術(shù)路徑。該成果以“A Single Carbon Microyarn-Based Integrated Wearable Textile Sweat Sensor Built into a Hook-and-Loop Fastener”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Analytical Chemistry, 2025, 97(29): 15771-15779，同時(shí)被選為期刊正封面論文（免費(fèi)）。我?；瘜W(xué)學(xué)院博士研究生蔡健為論文第一作者，薄祥潔副教授和周明教授為共同通訊作者。
研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了名為“皮膚上的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”的面向運(yùn)動(dòng)員汗液監(jiān)測(cè)的全集成柔性表皮汗液傳感器（圖3，右圖），實(shí)現(xiàn)了人體汗液中Na?、K?、乳酸及出汗速率等運(yùn)動(dòng)相關(guān)生物標(biāo)志物的體上、無(wú)創(chuàng)、原位監(jiān)測(cè)，有望應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控。該成果以“Flexible Epidermal Wearable Sensor for Athlete’s Sweat Biomarkers Monitoring”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Talanta, 2025, 282: 126986，同時(shí)被選為期刊正封面論文（免費(fèi)）。我校化學(xué)學(xué)院博士研究生蔡健為論文第一作者，薄祥潔副教授和周明教授為共同通訊作者。
圖3. “基于單根碳絲的全集成可穿戴織物汗液傳感器”（Analytical Chemistry, 2025, 97(29): 15771-15779）和“皮膚上的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室”（Talanta, 2025, 282: 126986）相關(guān)論文被選為期刊正封面（免費(fèi)）
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了“基于橡膠手套上的可穿戴無(wú)創(chuàng)體液尿酸傳感器”，器件以橡膠手套為支撐基底，通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)將碳納米管-聚硅氧烷復(fù)合材料精準(zhǔn)印刷于其表面，實(shí)現(xiàn)了汗液、唾液以及尿液中尿酸的高效分析。該成果以“碳納米管-聚硅氧烷手套式可穿戴傳感器的構(gòu)建及用于無(wú)創(chuàng)尿酸檢測(cè)”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《分析化學(xué)》（分析化學(xué)，2025，53（7）：1082-1089）。我校化學(xué)學(xué)院博士研究生曹夢(mèng)祝為論文第一作者，薄祥潔副教授和周明教授為共同通訊作者。
基于研究團(tuán)隊(duì)在全集成可穿戴體液傳感器的創(chuàng)新性進(jìn)展，團(tuán)隊(duì)近期受邀在多個(gè)國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表系列綜述性論文（圖4），系統(tǒng)梳理全集成可穿戴體液傳感器領(lǐng)域的核心技術(shù)脈絡(luò)，從材料創(chuàng)新、器件構(gòu)筑到系統(tǒng)集成等多維度構(gòu)建了完整的技術(shù)圖譜，為相關(guān)領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究與臨床轉(zhuǎn)化提供了兼具理論深度與技術(shù)前瞻的學(xué)術(shù)指引：
圖4. 系列綜述性論文示意圖（從左至右：ACS Sensors, 2025, 10(4): 2388–2408、TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2024, 179, 117889、Nanoscale, 2024, 16(1): 44-60）
在多模態(tài)可穿戴汗液傳感技術(shù)領(lǐng)域，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)評(píng)述了該技術(shù)在下一代健康監(jiān)測(cè)中的技術(shù)突破與臨床轉(zhuǎn)化路徑。該成果以“Emerging Multifunctional Wearable Sensors: Integrating Multimodal Sweat Analysis and Advanced Material Technologies for Next-Generation Health Monitoring”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊ACS Sensors, 2025, 10(4): 2388–2408，我?；瘜W(xué)學(xué)院教師馬崇博博士為論文第一作者，周明教授為通訊作者。
針對(duì)無(wú)創(chuàng)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)需求，研究團(tuán)隊(duì)全面總結(jié)了納米尺度柔性電子器件在無(wú)創(chuàng)健康監(jiān)測(cè)中的研究進(jìn)展。該成果以“Evolving Health Monitoring: Nanoscale Flexible Electronics for Noninvasive Uric Acid Analysis in Sweat”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2024, 179: 117889，我?；瘜W(xué)學(xué)院教師馬崇博博士為論文第一作者，白靜副教授和周明教授為共同通訊作者。
在電化學(xué)生物傳感技術(shù)前沿，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)闡述了模擬酶在便攜和可穿戴傳感技術(shù)中的創(chuàng)新與前沿應(yīng)用。該成果以“Artificial Enzyme Innovations in Electrochemical Devices: Advancing Wearable and Portable Sensing Technologies”為題，發(fā)表于國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊Nanoscale, 2024, 16(1): 44-60，我?；瘜W(xué)學(xué)院博士研究生鄭龍為論文第一作者，孫咪咪博士、馬崇博博士和周明教授為共同通訊作者。
以上相關(guān)研究成果得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“政府間國(guó)際科技創(chuàng)新合作”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家基金委面上項(xiàng)目、中國(guó)博士后科學(xué)基金、吉林省科技廳自然科學(xué)基金以及中央高?；緲I(yè)務(wù)費(fèi)的資助。
相關(guān)論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.5c04304
https://doi.org/10.1021/acssensors.5c01284
https://doi.org/10.1021/acssensors.5c00386
https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c01624
https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126986
https://doi.org/10.1021/acssensors.4c03396
https://doi.org/10.1016/j.trac.2024.117889
https://doi.org/10.1039/D3NR05728C
https://doi.org/10.19756/j.issn.0253-3820.251110
