TiO
全球糖尿病患病率持续上升，使连续、准确、实时的葡萄糖监测需求日益迫切。传统传感方法常面临灵敏度、长期稳定性以及可穿戴或植入式系统适用性方面的挑战。在此背景下，二氧化钛（TiO2）纳米管阵列（NTAs）凭借结构规整、表面性质可调及半导体特性，成为葡萄糖传感的多功能平台，可支持酶法、非酶法和光电化学（PEC）等不同传感模式。尽管每种策略...
Advances and applications of biosensors in pulmonary hypertension.
肺动脉高压（PH）是一种以肺动脉压力升高为特征的严重疾病，其患病率和发病率持续上升，威胁全球众多患者生命。由于 PH 病因复杂且临床表现缺乏特异性，目前临床实践中仍缺乏有效且特异的早期诊断方法。生物传感器因其快速、灵敏、高选择性等特点，在 PH 的早期检测、治疗监测、预后评估和个性化治疗方面具有重要前景。电化学、光学、微流控和无线等...
Cardiac Repair and Regeneration via Advanced Technology: Narrative Literature Review.
心血管疾病是全球主要死因，美国近半数成人至少患有一种心脏病。本综述聚焦心血管疾病（CVD）中的遗传变量、先进技术和用于器官独立心血管修复系统的生物材料。研究通过 Google Scholar、PubMed 和 Web of Science 检索，系统审查 CVD 诊断与治疗方法的最新进展，并讨论生物工程、基因递送、细胞生物学和人工智...
Advancing 3D printed microfluidics with computational methods for sweat analysis.
汗液中含有蛋白质、脂质、碳水化合物、囊泡和核酸等复杂生物标志物，其水平与血液中的对应指标密切相关，因此汗液采样已成为无创健康监测与诊断的重要方向。现有汗液分析平台虽已存在，但便携性、低成本、易制造和快速周转仍是关键需求。3D打印微流控器件因可集成多功能模块、具有柔性、生物相容性、可控封闭环境和低样本量等优势，成为汗液分析的有前景系统...
Voltammetry Peak Tracking for Longer-Lasting and Reference-Electrode-Free Electrochemical Biosensors.
电化学适配体传感器可实现无试剂、连续分析物检测，但即使采用三电极系统，仍常面临寿命短和电位漂移问题。本文提出一种基于软件的方波伏安峰跟踪方法，用于电化学适配体传感器。该方法通过一阶导数识别氧化还原报告基团峰的上升与下降拐点，实时跟踪峰电位，并将扫描窗口缩减为峰区与邻近基线区的部分扫描，使电压范围约降低10倍。在血液和组织间液等缓冲生...
Differential Amperometric Microneedle Biosensor for Wearable Levodopa Monitoring of Parkinson's Disease.
左旋多巴（L-Dopa）是帕金森病（PD）最有效的治疗药物之一，但其半衰期短、治疗窗窄，长期用药可引发运动障碍、精神症状和体位性低血压等副作用，因此利用可穿戴生物传感器动态监测 L-Dopa 浓度具有重要意义。然而，体内高浓度电活性干扰物使 L-Dopa 的体内监测面临挑战。本文提出一种基于柔性差分微针阵列（FDMA）的微创 L-D...
Recent Advances in Microneedle-Based Sensors for Sampling, Diagnosis and Monitoring of Chronic Diseases.
慢性疾病（CDs）是长期症状的非传染性疾病，约占全球死亡人数的70%。准确检测相关生物标志物对诊断和预后至关重要。现有检测多依赖质谱、色谱、ELISA和PCR等集中式平台，存在操作复杂、耗时、成本高等局限，难以满足即时检测（PoC）需求。微针（MN）技术由微米级针阵列组成，可无创或微创穿刺皮肤，采集组织间液（ISF）或血液，并实现连...
Microneedle-Based Potentiometric Sensing System for Continuous Monitoring of Multiple Electrolytes in Skin Interstitial Fluids.
电解质在心血管功能、水合状态和肌肉激活等生理过程中起关键作用。当前临床电解质监测主要依赖周期性采血和实验室检测，存在不适、耗时且无法实时监测等局限。皮肤组织间液（ISF）中电解质浓度范围较广，并与血浆水平相关，为微创连续监测提供了可能，但直接检测皮肤 ISF 中的电解质仍具挑战。本研究报道了一种微创微针基电位传感系统，用于多路连续监...
Effects of stomach content on the breath alcohol concentration-transdermal alcohol concentration relationship.
可穿戴透皮酒精浓度（TAC）设备若能将 TAC 转换为具有定量意义的呼气酒精浓度（eBrAC）估计，可成为自然环境中监测饮酒行为的有价值工具。研究团队已开发基于物理与生理的数学模型，从 TAC 估算 eBrAC，但多种因素如何影响模型准确性尚不清楚。胃内容物已知影响呼气酒精浓度（BrAC），但其对 BrAC–TAC 关系的影响尚未研...
Development of a New Detection Algorithm to Identify Acute Coronary Syndrome Using Electrochemical Biosensors for Real-World Long-Term Monitoring.
基于电化学的技术正从实验室走向床旁和可穿戴设备，尤其在心血管疾病领域。当前研究多集中于生物传感器组件，而面向长期真实世界监测的检测算法研究不足，传统校准曲线方法存在明显局限。本文提出一种符合现行临床指南的新检测算法，以克服上述局限并促进可信的家庭护理可穿戴或远程监测方案。实验将123份磷酸盐缓冲液样本分别加入不同浓度肌钙蛋白，并按既...
Passively Addressable Ultra-Low Volume Sweat Chloride Sensor.
本文报道了一种用于检测超低体积（1–3 μL）被动分泌人汗液中氯离子水平的新颖电化学生物传感器。该传感器可作为水合状态监测装置，适用于儿科、老年、免疫受损或久坐/体力活动不足人群，这些人群不适合通过离子导入或跑步机运动主动刺激汗腺来定量氯离子。研究采用沉积在柔性纳米多孔基底上的金微电极进行非法拉第电分析，利用纳米尺度高比表面积/体积...
Noninvasive Sweat-Lactate Biosensor Emplsoying a Hydrogel-Based Touch Pad.
本研究首次报道了一种基于水凝胶触摸垫的非侵入性汗液成分提取与检测概念验证。该器件由覆盖琼脂糖水凝胶的电化学 L-乳酸生物传感器构成，凝胶中含有磷酸盐缓冲盐水（DPBS）。当人体皮肤接触琼脂糖凝胶时，汗液中的 L-乳酸可连续扩散进入凝胶，并在无严格环境控制条件下进行原位电位法检测。DPBS 提取液不仅促进汗液成分提取，还能稳定 pH ...
Special issue on alcohol biosensors: Development, use, and state of the field: Summary, conclusions, and future directions.
本文是《Alcohol》酒精生物传感器特刊的总结与展望。作者回顾了酒精生物传感器从20世纪80年代汗液贴片和酒精蒸气测试，到90年代经皮酒精传感器及现代可穿戴设备的发展。早期设备如SCRAM和WristTAS主要用于戒酒监测，但近年来经皮酒精浓度（TAC）传感器逐渐被视为移动健康与精准医学工具。文章概述特刊中8篇研究在硬件与软件、方...
Modeling Glucose Transport From Systemic Circulation to Sweat.
汗液传感有望在克服若干技术障碍后，提供一种非侵入性估计血液生物标志物水平的方法。本文报道了将汗液葡萄糖及关键电解质浓度与血液浓度相关联的生理基础转运模型的研究进展。研究在2名健康受试者中同时测量离子导入刺激产生的汗液葡萄糖和空腹血糖；汗液葡萄糖采用新型原型皮肤汗液收集/分析系统测定，血糖采用商业指尖血糖仪测定。这些数据与3项已发表研...
Applying a novel population-based model approach to estimating breath alcohol concentration (BrAC) from transdermal alcohol concentration (TAC) biosensor data.
酒精生物传感器设备已可近乎连续、无干扰地测量经皮酒精浓度（TAC），即透过皮肤扩散的乙醇量。由于 TAC 受个体生理和环境因素影响，无法用简单公式转换为血醇/呼醇浓度（BAC/BrAC）。作者此前采用基于物理/生理的确定性模型，利用同一佩戴者同步采集的 TAC 与呼气分析仪 BrAC 进行个体化校准，再反演估计 BrAC（eBrAC...
Simultaneous lancet-free monitoring of alcohol and glucose from low-volumes of perspired human sweat.
本文报道了一种无采血针、无标记的生物传感器，利用集成于纳米孔柔性电极系统中的氧化锌（ZnO）薄膜，同时检测汗液中的葡萄糖和乙醇。该传感器可在无外部刺激、接近环境条件的情况下，从1–3 μL的排汗人汗液中实现检测。ZnO薄膜电极表面分别功能化醇氧化酶（AOx）和葡萄糖氧化酶（GOx），构建针对生理相关范围的亲和生物传感器：乙醇对应0–...
Piezoelectric and electromagnetic respiratory effort energy harvesters.
正常呼吸引起的躯干运动可作为超低功耗电子设备的替代可再生电源，同一输出信号也可记录为包含呼吸信息的生理信号，从而支持自供电可穿戴生物传感器/能量收集器。本文提出此类生物传感器的选择标准、优化流程、作为传感器与能量收集器的权衡及挑战。通过在机械躯干和人体受试者上测试不同模块，比较压电材料（PZT-5A、MFC）与微型电磁发电机，结果表...