糖尿病是美国重大慢性病，影响近1.2亿成年人并呈年轻化趋势，2017年成为美国第七大死因。严格血糖控制是降低微血管并发症风险的关键。连续血糖监测（CGM）系统通过皮下植入或贴附传感器测量组织间液葡萄糖，并转换为血糖值，已成为糖尿病血糖管理的理想工具。目前商用CGM主要采用电化学原理，以葡萄糖氧化酶（GOx）为识别元件，通过检测过氧化...
近年来，全球糖尿病患病率持续上升，传统指尖采血式血糖仪因反复穿刺带来疼痛、感染风险和耗材成本，促使非侵入式血糖监测成为国际研究热点。本文综述了非侵入血糖检测技术的进展与主要挑战，按检测原理将其分为光学、微波和电化学三类，并涵盖医学、材料、光学、电磁波、化学、生物学和计算科学等交叉领域。文章横向比较了侵入式与非侵入式技术、以及非侵入体...
可穿戴电化学传感器能够检测人体生物标志物，从而全面评估健康状况。ELSAH项目旨在开发一种微创传感器系统，实时连续监测真皮组织间液中的葡萄糖和乳酸。本研究在开发早期比较ELSAH贴片预期规格与潜在终端用户的期望和要求。方法为向383名受访者发放问卷。结果显示，参与者对该系统有较高需求，并愿意将其用于不同医疗和体能应用；首选与传感器通...
在集成Lab-on-PCB可穿戴贴片通过微针提取组织间液的应用背景下，集成生物传感部分的要求不同于静态葡萄糖电化学生物传感器。本研究提出并评估了一种完全PCB集成的酶促葡萄糖定量Lab-on-Chip器件，重点考察其是否满足贴片应用的两项特殊要求：检测范围与检出限需兼容糖尿病患者组织间液葡萄糖水平，以及样品流速对传感平台性能的影响。...
子痫前期（PE）是妊娠特有高血压综合征，是全球母胎发病和死亡的主要原因。疼痛采血或无创方法准确性不足，亟需更快、患者友好且更灵敏的诊断技术。本文报道基于纳米多孔微针（nMNs）的无痛高灵敏检测平台，可快速捕获亚纳克级生物标志物。nMN表面高孔隙纳米结构由铝微针阳极氧化制备，并固定捕获抗体功能化，基于免疫分析检测目标标志物。免疫功能化...
为可靠监测血糖，糖尿病患者常需频繁指尖采血，存在疼痛、不便及交叉污染风险。本文报道一种基于聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微针阵列的表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器，用于原位皮内葡萄糖检测。PMMA微针阵列表面先以聚多巴胺锚定银纳米颗粒，再修饰1-癸硫醇（1-DT）作为葡萄糖捕获剂。该传感器在皮肤模型中于0–20 mM范围内完成校...
左旋多巴（L-Dopa）是治疗帕金森病（PD）最有效的药物，但当前剂量优化主要依赖患者对症状的主观报告，而患者往往难以准确描述症状，因此PD管理具有挑战性。本文报道了一种用于连续微创正交电化学监测L-Dopa的微针传感平台。该多模态微针传感平台在同一传感器贴片上利用不同微针，并行、同时且独立地采用酶促安培法和非酶伏安法检测L-Dop...
可穿戴设备正从医疗诊断扩展到生物医学监测系统，实现对关键生物标志物的连续测量，用于医学诊断、生理健康监测与评估。随着全球老龄化加剧，慢性与急性疾病负担上升，医疗产业因即时诊断（POC）和长期健康状况实时监测需求而快速变化。可穿戴设备已逐步演变为配饰、集成服装、体表附着器件和体内植入器件。过去数十年，电子器件、生物相容材料和纳米材料的...
本研究开发了一种基于自组装单分子层（SAM）固定葡萄糖氧化酶（GOx）的电化学生物传感器，用于实时监测鱼类应激。以往无线血糖生物传感器中，GOx 在电极表面固定不均匀，导致高血糖浓度范围内响应下降。作者将 GOx 通过 3-巯基丙酸（MPA）SAM 和 EDC/NHS 活化共价固定于铂铱（Pt-Ir）工作电极表面，并在传感器表面涂覆...
本文提出一种非侵入、非接触生物传感器，采用波长调制差分光热辐射法（WM-DPTR）通过人体中指组织间液（ISF）探测监测血糖浓度（BGC）。WM-DPTR在中红外波段工作，选择葡萄糖分子基频吸收峰（约9.67 μm）与基线（约8.5 μm）两个差分波长，实时差分消除背景波动，提高葡萄糖灵敏度与特异性。研究在口服葡萄糖耐量试验（OGT...
可穿戴生物传感器因能够通过汗液、泪液、唾液和组织间液等生物流体中生化标志物的动态、无创测量，提供连续实时生理信息而备受关注。近期进展集中于电化学和光学生物传感器，以及代谢物、细菌和激素等标志物的无创监测。多路复用生物传感、微流控采样与传输系统被集成、微型化，并与柔性材料结合，以提高佩戴舒适性和操作便利性。尽管可穿戴生物传感器前景广阔...
本文报道了首个基于介导微针阵列的生物传感器，用于微创连续检测真皮组织间液（ISF）中的乳酸。为展示微针阵列作为第二代生物传感器的能力，作者将金微针电极表面用纳米碳材料功能化，使乳酸氧化酶（LOX）发生介导电子转移。具体地，微针金表面经三步修饰：电沉积金-多壁碳纳米管（Au-MWCNTs）、电聚合介体亚甲蓝（MB）形成聚亚甲蓝（pMB...
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...
抗微生物药物暴露不足与患者预后不良及耐药性产生相关。目前已有多种机制用于优化个体患者体内药物浓度，但真正实现治疗个体化仍面临血浆药物采样困难、合适检测方法缺乏以及现有剂量调整手段不足等障碍。生物传感器技术能够以微创方式实时监测抗微生物药物浓度。本文综述了将微针生物传感器技术纳入闭环控制系统，以优化个体患者抗微生物治疗的应用潜力。微针...
经皮提取组织间液（ISF）为微创血糖监测提供了有吸引力的方法，但经皮提取的ISF体积极小，需稀释成可操作体积以便采集、运输和葡萄糖检测，因此需要高分辨率葡萄糖检测方法检测稀释ISF中的葡萄糖浓度。本文报道了一种经葡萄糖/半乳糖结合蛋白（GGB）修饰的光学表面等离子共振（SPR）传感器，用于葡萄糖分子的特异性与高灵敏检测。GGB蛋白在...
本文报道一种用于皮下酒精微创电化学连续监测的皮肤佩戴微针传感器件。该器件由多个锥形微针结构组成，每个微针带有微腔开口，并集成铂（Pt）线和银（Ag）线作为微电极。微针开口处先在 Pt 线微换能器上电聚合邻苯二胺（o-PD）形成聚邻苯二胺（PPD）膜，随后在中间壳聚糖（chitosan）层中固定乙醇氧化酶（AOx），最外层覆盖 Naf...
鸟类代谢与其活动和环境精细耦合，因此鸟类系统研究有助于理解生物体对环境变化的响应。然而，现有鸟类生理监测手段难以在飞行过程中实时测量关键代谢物。本研究提出一种可植入式生物传感器系统，用于在飞行等多种活动中连续监测鸟类尿酸水平。该系统由针式酶学生物传感器和轻量化两电极电位计组成：前者用于组织间液中尿酸的安培检测，后者驱动传感器、读取输...
本文报道一种新型自供电微针经皮生物传感器，用于无痛、高精度、实时测量组织间液（ISF）中的血糖。该传感器采用二氧化硅空心微针阵列，其孔径可小至约4 μm，密度最高达1×10^6根/cm2，比现有用于生物传感的微针小约一个数量级且更密集。微针通过毛细作用实现无泵、自供电的ISF采集，采集速率最高约1 μL/s，可在数秒内完成。微针芯片...
本文报道了一种可同时实现连续葡萄糖监测（CGM）与胰岛素输注的新型测量系统。该系统将光学葡萄糖生物传感器和光学参考氧传感器集成于胰岛素泵的输注导管上。两种传感器均基于近红外（NIR）磷光卟啉染料，因此可利用自研相位荧光计测量模块经皮、无创读出信号。作者优化了指示染料的谱学性质和测量模块的光学结构，使两个通道能够独立读出。氧传感器覆盖...
本研究报道了一种基于二硫代双(琥珀酰亚胺丙酸酯)（DTSP）自组装单分子层修饰金微电极阵列的超灵敏、可一次性使用电化学皮质醇免疫传感器。将皮质醇特异性单克隆抗体（C-Mab）共价固定于金微电极阵列表面，使传感器暴露于不同浓度皮质醇溶液中。C-Mab 结合后，使用乙醇胺（EA）封闭 DTSP 上未反应的活性基团，并采用无标记电化学阻抗...