本研究开发了一种集成微针阵列与金属-酚纳米酶的比色即时检测平台（Colorisensor），用于检测乙酰胆碱酯酶（AChE）活性及其药物抑制剂。核心传感元件为具有过氧化物酶样活性的铁(III)-聚多巴胺（Fe-PD）纳米棒。检测机制基于 AChE 催化硫代乙酰胆碱（ATCh）水解生成硫代胆碱（TCh），TCh 抑制 Fe-PD 纳米...
酪氨酸酶（TYR）是调控黑色素合成的关键酶，也是黑色素瘤检测的重要生物标志物，但真实皮肤中 TYR 浓度的原位检测仍具挑战。不同于体外检测方法，本研究提出一种将微针（MN）生物传感器与表面增强拉曼光谱（SERS）技术相结合的新型传感平台，用于人体皮肤中 TYR 的原位检测。该平台以多巴胺（DA）功能化金纳米颗粒（Au NPs）作为捕...
皮肤间质液（ISF）已成为可替代血清和血浆用于疾病诊断与治疗的生物流体样本。与采血相比，皮肤ISF采样具有易获取、不损伤血管、感染风险低等优点；微针（MN）平台可微创穿透皮肤组织采集ISF，具有疼痛小、便于携带、可连续监测等优势。本综述系统总结了微针集成透皮传感器在ISF采集与疾病生物标志物检测中的研究进展。首先按结构设计将微针分为...
支持血氧饱和度和血浆葡萄糖连续实时测量的技术已显著改善人体性能状态监测，但用于监测过度训练和整体健康相关激素等其他性能分子标志物的技术仍滞后。本文以叙述性文献综述形式，回顾可能支持此类连续体内测量的生物传感器方法，并梳理最具监测价值的分子。尽管已有大量工作利用生物分子识别的特异性、亲和力和通用性构建连续体内分子测量平台，但多数方法难...
毛霉菌病是一种危及生命的侵袭性真菌感染，也是新冠后患者可能出现的严重并发症之一。由于侵袭性毛霉菌病死亡率高且易扩散，早期识别和及时治疗对阻断疾病进展至关重要。传统诊断方法包括临床诊断、血清学、组织病理学和影像学，但在早期诊断中存在敏感性、特异性不足或无法确定病原等局限。因此，需要核酸诊断、高级血清学检测（如ELISpot）、PCR（...
微针在生物医学尤其是生物传感中具有微创、便捷检测的独特优势。本综述介绍用于微创分析的微针基电化学传感器概念，并结合皮肤结构为设计成功微针提供依据。文章讨论开发微针生物传感器的要求，包括金属、纳米材料和导电聚合物等材料的电学与电化学行为，这些是灵敏生物传感器的关键因素。进一步强调将生物识别元件固定到电极材料上的策略，并详述需要先进制备...
近年来，基于微针（MN）的糖尿病诊疗装置在微创可穿戴生物传感器和连续血糖监测方面取得显著进展。在这类新兴的皮肤佩戴式微针传感器中，组织间液（ISF）可作为富含生物标志物的来源，用于糖尿病诊断。早期微针装置主要关注ISF的提取，而近期研究趋势已转向开发与光学或电化学（EC）仪器耦合的体内葡萄糖传感器。本文概述了微针葡萄糖传感器的基本传...
开发小型化、低成本且智能的糖尿病闭环系统可显著改善患者生活质量。传统闭环装置体积大、价格高。本文首次展示一种电控制柔性闭环贴片，用于糖尿病连续管理，其将中空可降解微针与生物传感器件和电渗泵集成。中空微针通过软光刻与微加工结合制备；微针外层功能化为生物传感器件，用于原位灵敏、准确地监测组织间液葡萄糖；内层集成柔性电渗泵用于递送胰岛素，...
钠是评估健康状况的重要预后生物标志物，钠失衡包括低钠血症和高钠血症，是住院及重症监护患者死亡和发病的重要预测因子。目前钠检测依赖采血或离线分析，设备笨重、耗时且无法连续监测。本文报道一种可拉伸、贴合皮肤、响应快速的微针扩展栅场效应晶体管（MN-EGFET）生物传感器，用于组织间液中钠的实时、微创检测。该传感器由可更换微针传感部分和可...
近期新冠疫情、埃博拉等传染病暴发凸显快速准确诊断对启动治疗和阻断传播的重要性。成功诊断策略依赖高效生物采样和及时分析，但现有方法多具侵入性，且依赖专业设备、设施与人员，集中检测可及性差，可能增加传播风险。可自我操作的即时诊断（PoC）微针装置有望解决上述问题。微针阵列能以微创方式从皮肤中检测生物标志物，实现近实时诊断。目前专门用于传...
精准农业有望在减少传统投入的同时提高全球粮食产能，但其推广取决于能否在不干扰作物生长的前提下实时判别作物状态。电学阻抗谱为非破坏性作物监测提供了可行途径。本文报道了一种基于微针（MNs）的植物生物阻抗传感器，利用微针刺穿植物蜡质表皮，使电极直接接触表皮下的细胞外液，从而在开放空气环境中获得高灵敏度阻抗谱，平均相对噪声为3.83%。传...
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...
透皮生物传感器能够以实时、连续、无创方式检测并监测目标分子，有望以低成本改善健康结局。许多透皮生物传感器包含微针及其他微型化组件，但临床上仍缺乏更准确、快速、可靠的微针透皮生物传感器，以实现对疾病实时监测的分子水平洞察。石墨烯作为具有独特材料特性的二维材料，能够定量分析物与生理状态，有助于检测与人类疾病相关的关键生物标志物。开发用户...
本文报道了一种用于透皮生物传感的微针基电化学生物传感器，其核心为含普鲁士蓝–金纳米杂化物的丝网印刷电极。普鲁士蓝–金纳米杂化物由聚乙烯亚胺（PEI）介导的普鲁士蓝纳米颗粒（PBNP）与金纳米颗粒（AuNP）同步合成获得；PEI 保护的结晶性 PBNP 可在酸性介质中以六氰合铁酸钾为单一前驱体、60 °C 下合成。由于 PEI 还能在...
本文报道了一种基于丝素蛋白/D-山梨醇微针的电化学生物传感器，用于微创连续葡萄糖监测。该器件由三根金字塔形丝素蛋白/D-山梨醇复合微针构成，在制备过程中将铂丝（Pt）和银丝（Ag）分别集成为工作电极、对电极和参比电极，并将葡萄糖氧化酶（GOD）固定于工作电极区域。丝素蛋白/D-山梨醇复合基体可为酶提供生物相容、可溶胀且多孔的微环境，...
连续葡萄糖监测（CGM）有望显著改善糖尿病管理。本文报道一种概念验证型微创CGM设备，可在真皮组织间液（ISF）中原位、低延迟地检测葡萄糖，兼具微针系统与商用CGM的优点。该设备将超微型三电极电化学酶探针集成于单根空心硅微针腔内，两部分分别采用标准硅微加工制备。传感电极位于腔内并朝向真皮侧开口，使葡萄糖仅通过短距离分子扩散即可被实时...
当前血糖监测依赖疼痛性采血，危重儿童尤其需要微创且可靠的替代方法。本研究提出一种利用微针（MN）采集经皮葡萄糖（TG）的微创技术，并在猪皮扩散池和人体不同部位开展扩散研究。采集的TG样品用大肠杆菌葡萄糖结合蛋白（GBP）L255C突变体连接荧光探针进行测量。His标签GBP的表观解离常数Kd为0.67 μM，表明其对葡萄糖具有微摩尔...
本文是一篇关于微针与纳米针在药物递送和生物传感中应用的社论/综述。微针和纳米针是能够穿透生物膜的小尺度器件，可克服药物扩散阻力，实现无痛给药与微创采样。文章回顾了微针在经皮递送中的发展，包括固体微针、可溶微针、载药微针贴片、微注射、滚轮及与射频、离子导入、光动力和激光联合治疗，并指出多项微针相关临床试验已进入中后期，涉及疫苗、糖尿病...
治疗药物监测（TDM）通常需要疼痛性采血。本文提出一种微创且近乎无痛的替代方案，利用空心微针采集小于1 nL的皮层液（ISF）以测定药物浓度。微针内腔经功能化，在采样过程中作为微反应器，直接捕获并结合同类目标药物，无需样品转移。将该微针与光流体器件集成，可通过简单吸收方案快速、高灵敏度地定量药物分析物。目前万古霉素检测通常需50–1...
同时监测葡萄糖和乳酸是理解生理或病理状态下脑能量代谢的重要挑战。本文报道了一种基于大鼠脑微创单次植入的通用方法，研制并测试了硅/SU8 聚合物多传感针状生物传感器。该多电极阵列由三个铂平面微电极组成，电极面积为 40×200 μm²，间距 200 μm，微加工于单根长 3 mm、横截面 100×50 μm² 的微针上，以降低植入组织...