Optical Non-Invasive Glucose Monitoring Using Aqueous Humor: A Review.
本综述探讨以房水（aqueous humor, AH）为介质实现无创血糖监测（NIGM）的光学技术，旨在克服传统有创血糖检测在糖尿病管理中的局限。文章系统分析拉曼光谱、旋光法以及中红外和近红外光谱等关键技术，并指出各自面临的挑战；同时讨论光声光谱和光学相干断层扫描等新兴混合方法。作者强调，这些光学方法若要实现便携式无创监测，关键在于...
Detecting Hypoxia Through the Non-Invasive and Simultaneous Monitoring of Sweat Lactate and Tissue Oxygenation.
缺氧表现为组织氧合不足，若未及时识别可导致组织损伤和器官衰竭。现有方法多依赖症状或单一指标（如组织氧合），难以全面判断缺氧发生。欧洲压疮咨询小组已将汗液乳酸列为压疮早期识别的潜在标志物，但汗液乳酸或组织氧合单独均不足以诊断缺氧。本研究制备了一种可穿戴设备，可非侵入、同步监测汗液乳酸和组织氧合。该装置由三部分构成：基于水凝胶的比色乳酸...
Application of the Single Source-Detector Separation Algorithm in Wearable Neuroimaging Devices: A Step toward Miniaturized Biosensor for Hypoxia Detection.
目前多数用于非侵入检测缺氧的可穿戴设备采用空间分辨光谱（SRS）方法计算脑组织氧饱和度（StO2）。本研究将单源—探测器分离（SSDS）算法应用于StO2计算。使用包含两个源—探测器分离（SDS）的可穿戴近红外光谱（NIRS）设备，在26名健康成人志愿者执行呼吸暂停任务时采集NIRS数据，并据此推导氧合血红蛋白（HbO）变化与StO...
Non-Invasive Alcohol Concentration Measurement Using a Spectroscopic Module: Outlook for the Development of a Drunk Driving Prevention System.
酒精作为中枢神经系统抑制剂，会损害认知警觉、肌肉协调并诱发疲劳，酒驾者引发事故的风险显著升高。现有呼气式酒精测试仪需口吹接触，存在卫生隐患；色谱法依赖专业人员；半导体传感器灵敏度随时间漂移且寿命短；非色散红外分析仪存在结构限制；车内空气检测易受口香糖、车载香氛等干扰并需定期校准。本研究在近红外波段探索用于非侵入测量血液酒精浓度的最佳...
Nanoreporter Identifies Lysosomal Storage Disease Lipid Accumulation Intracranially.
脂质代谢失调与神经退行性病变及神经功能下降密切相关，也见于溶酶体贮积病。尼曼-匹克A型（NPA）是一种致命的神经退行性溶酶体贮积病，其特征是酸性鞘磷脂酶（ASM）缺乏导致鞘磷脂（SM）在内溶酶体腔异常积累。能够监测脑内脂质稳态异常，有助于基础研究和有效治疗策略开发。本研究开发并验证了一种基于单壁碳纳米管（SWCNT）的脑内脂质检测纳...
In Vivo Monitoring of Acute and Intermittent Fatigue in Sport Climbing Using Near-Infrared Spectroscopy Wearable Biosensors.
客观量化急性疲劳（等长肌肉收缩期间）和累积疲劳（多次间歇等长肌肉收缩所致）对运动攀岩训练与比赛具有重要意义。本研究纳入42名健康参与者，采用最大攀岩特异性保持时间（CSHT，通过悬垂保持测试）表征攀岩表现。测试先测量初始握力（HGS），随后进行三次间歇性CSHT和HGS测量；测试期间使用近红外光谱（NIRS）可穿戴生物传感器连续记录...
The Effects of Silicone Enclosure Colour on the Function of Optical Sensors.
植入式反射式光学探针中硅胶封装的颜色对传感器性能具有关键影响。本研究比较了红、蓝、黑等彩色硅胶的光学性质，并将其与植入式近红外光谱（NIRS）传感器功能关联。结果显示，对红光和近红外光高反射的红色封装可促进浅层组织散射，使660–950 nm波段光电探测器功率提高约6倍，并使测得的心脏搏动幅度较传统黑色探针提高约3倍，从而增强对心脏...
A wireless, skin-interfaced biosensor for cerebral hemodynamic monitoring in pediatric care.
许多儿科和新生儿神经重症监护单元采用有线设备连续监测脑血流动力学，但胶布固定和导线缠绕可能引起医源性皮肤损伤并限制患儿活动。本文报道一种无线、微型、机械柔软且可贴合皮肤的柔性设备，用于实时监测全身与脑血流动力学。系统包含多光电二极管阵列和一对近红外发光二极管，通过多波长反射式光电容积脉搏波和功能近红外光谱，测量脑氧饱和度、心率、外周...
Evaluation of some non-invasive approaches for the detection of red palm weevil infestation.
红棕象甲（red palm weevil, RPW）严重危害椰枣树，若不能及时检测并处理会导致树木死亡，而早期侵害识别困难是防控主要障碍。本研究在沙特阿拉伯利雅得田间条件下，评估数码相机、热像仪、TreeRadarUnit（TRU，Radar 2000和Radar 900）、电阻图仪（resistograph）、磁DNA生物传感器和...
Quantification of Neuropeptide Y with Picomolar Sensitivity Enabled by Guided-Mode Resonance Biosensors.
评估人体神经肽Y（NPY）水平具有多种医学用途。本文报道采用导模共振（GMR）生物传感器方法对 NPY 生物标志物进行定量检测。该无标记传感器在近红外光谱区工作，呈现特征共振峰。NPY 与传感器表面生物选择性分子相互作用会引起光谱位移，无需额外处理即可直接识别结合事件。实验中，将 NPY 抗体固定于传感器表面以赋予操作特异性。针对目...
Novel optical biosensor method to identify human blood types using free-space frequency-modulated wave of NIR photon technology.
本文提出一种基于自由空间宽带频率调制近红外（NIR）光子传输与背散射模式的光学生物传感器方法，用于测量、识别并提取不同血型的光学特性。方法在30–1000 MHz宽带范围内对入射调制信号进行测量，以插入损耗（IL）和插入相位（IP）表征调制光子与血液相互作用后的幅度和相位变化。研究分两阶段：第一阶段采用NIR传输模式对30例盲样患者...
Non-invasive sensing for food reassurance.
消费者与政府日益关注食品的安全性、真实性与质量，这推动了用于快速分析食品的非侵入传感技术。本文综述了基于非侵入传感技术的食品保障研究现状与可选方案。非侵入传感关注的食品质量特性主要包括感官特性、化学组成、理化性质、保健功能、营养特性与安全性。文章按物理原理对光学、声学、电学、核磁、X射线、生物传感器、微波与太赫兹等广泛技术进行归纳，...