合成生物电子学正推动下一代可穿戴与植入式器件发展。本文报道了一种通过合成生物电子策略构建的酶水凝胶电极（GelZymes），用于克服传统酶电极在机械匹配和界面稳定性方面的局限。GelZymes 实现两项核心进展：一是形成整体式、可放大的三维结构，将酶膜与电极统一为单一结构，简化制备并消除界面失稳；二是具备类组织粘弹性，兼具拉伸性与粘...
用于连续监测的酶生物传感器通常依赖安培法读出，该方法持续耗电、引入欧姆降，并要求参比电极具有足够可靠性。为应对这些挑战，本文提出一种用于有线葡萄糖生物传感器的实验性“零电流”计时电位法读出。该方法记录葡萄糖在酶催化下转化时，将电极上有线红ox探针化学还原所需的过渡时间。先施加电化学氧化步骤使红ox探针氧化，随后开路电位随时间变化，因...
高精度偏振测量对传感与成像应用至关重要，尤其适用于生理范围（50–400 mg/dL）的葡萄糖监测。传统方法通常依赖磁光或液晶偏振调制器，需要较高电压或电流，限制了其在可穿戴或植入式器件中的实用性。本文提出一种偏振切换技术，使光在两个离散偏振态之间交替，从而提供具有微型化潜力的低功耗替代方案。采用该方法，在生理葡萄糖范围内实现了 7...
基于微创植入葡萄糖传感器的连续葡萄糖监测具有高精度和良好稳定性。目前，基于荧光葡萄糖胶囊传感器的葡萄糖浓度监测成为新的发展趋势。本文设计了一种荧光葡萄糖胶囊传感器，并开展设计优化研究。基于蒙特卡洛方法模拟荧光凝胶层中入射光的运动轨迹，绘制光强云图以及光接收层的光强分布。通过改变荧光分子密度、组织层厚度和入射角偏转，研究这些参数变化对...
连续葡萄糖监测仪（CGM）在无糖尿病人群中的使用增加。本研究描述无已知代谢疾病、身体活动量较大的成年男女在饮食、睡眠和运动期间的 CGM 指标，以理解正常血糖反应。12,504 名活跃成人（40±11 岁，BMI 23.8±3.6 kg/m²；23% 女性）佩戴 Abbott Libre Sense Sport CGM，并用手机应用...
本研究旨在开发一种高度微型化、低功耗的生物传感平台，用于连续葡萄糖监测（CGM）。该平台以定制专用集成电路（ASIC）芯片为核心，并与安培式葡萄糖传感元件接口。为同时降低尺寸和功耗，ASIC 芯片采用 65 nm 互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺实现。将该芯片与具备存储功能的频率计数微处理器连接后，可构建适用于小型实验动物的微型...
植入式电化学葡萄糖监测设备的寿命受异物反应以及抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）等生理介质中干扰物的限制。聚合物涂层可屏蔽生物传感器免受这些干扰并延长其功能寿命。本研究通过设计六种目标化多层传感器架构，探索保护氧化还原聚合物基葡萄糖生物传感器免受上述干扰的方法。结果表明，细胞、蛋白等生物干扰物以及 UA 和 AA 对葡萄糖生物传感器的电...
用于连续健康监测的可穿戴生物传感器，尤其是葡萄糖检测传感器，常因生物降解和污损而工作寿命有限，患者需频繁更换，增加成本与不适。由多个可单独按需激活的传感器组成阵列，可延长整体运行寿命，从而降低成本并改善患者结局。本文通过电流脉冲分解可燃硝化纤维素膜，验证了该策略的可行性；该膜用于保护单个传感器，避免其过早接触生物分析物。金属触点经膜...
连续监测生物代谢物需要稳健、通用、可微型化且可靠的传感器。电化学生物传感器因稳健、低成本而长期占据主导地位，但传统安培法和伏安法信号依赖电极面积，易受污损影响。本文提出开路电位法作为安培/伏安法的可靠替代，用于代谢物监测。该传感器将氧化酶包埋于壳聚糖水凝胶中，氧化酶提供代谢物特异性；当酶遇到底物时消耗氧气并生成过氧化氢，过氧化氢主导...
实现了对普鲁士蓝（PB）掺杂双面丝网印刷柔性电极上纳米结构聚苯胺（PANI）/葡萄糖氧化酶（GOD）的一步修饰，并成功应用于体内连续葡萄糖监测，同时系统评价了其生物相容性。所提出的制备流程简单、成本低，适合大规模生产。碳墨中掺杂的PB可在低电压下催化过氧化氢（H2O2）还原，有助于消除干扰；PANI/GOD纳米结构使GOD在长期体内...
外膜制备对提升植入式生物传感器的长期稳定性与准确性至关重要。本文采用“自上而下”策略，制备了可适应、可控的多孔外膜，用于植入式葡萄糖生物传感器。以不同孔径和孔隙率的聚砜中空纤维膜（PSfHM）为基膜，通过交叉过滤法在膜内表面层层自组装壳聚糖（CH）和海藻酸钠（SA），构建PSfHM与电极之间的生物相容导电界面。体外与体内实验评价了P...
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...
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...
闭环给药可通过持续监测生物标志物水平实现药物治疗的自主控制。数十年来，研究者致力于开发可治疗糖尿病等慢性病门诊患者的便携式闭环系统。近年来，首批系统已走出实验室并进入商业应用，这反映了长期稳定植入式生物传感器在体内准确测量生物标志物水平方面的进展。本文综述植入式生物传感器在闭环给药中的应用，旨在为相关工程与研究人员提供资源。文章概述...
糖尿病已成为全球主要死因之一。虽然目前尚无根治方法，但血糖监测联合药物治疗可提高疗效、缓解症状并减少并发症。对于即时检测需求，连续葡萄糖监测（CGM）装置被认为是糖尿病治疗的最佳候选方案。本综述聚焦 CGM 技术的当前发展方向，重点讨论皮下植入式电化学葡萄糖传感器。文章首先介绍 CGM 系统的优势，随后分别讨论微创与非侵入式 CGM...
本文报道了一种用于连续葡萄糖监测（CGM）的超微型电化学生物传感器。研究目标是通过整体缩小传感器尺寸，实现真皮层组织间液中的微创葡萄糖监测，而现有较大系统通常需植入皮下层。尺寸缩小有望降低异物反应及其导致的失效风险，从而提高经皮传感器的稳定性与可靠性，并减轻患者侵入性和不适感。所制备器件为微加工三电极酶传感器，传感区总面积小于0.0...
本文报道了一种基于纳米带阵列电极的新型酶促葡萄糖生物传感器。该电极采用标准半导体工艺制造，具有高重复性和可制造性；在纳米带电极表面固定化黑曲霉葡萄糖氧化酶（GOx），构成第一代电化学葡萄糖传感器。纳米带阵列结构可增强葡萄糖和氧气向电极表面的传质，形成稳定的半球扩散，使葡萄糖和氧的扩散限制显著降低，从而相比传统宏观电极实现约三个数量级...
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...
应激性高血糖和低血糖与危重患者发病率和死亡率增加相关。间歇、随机血糖（BG）测量可能漏掉高血糖和低血糖事件。本研究旨在确定 Symphony 连续葡萄糖监测仪（CGM）在重症心脏手术患者中的准确性。15例成人心脏手术患者术后在重症监护病房（ICU）立即评估。使用 Prelude SkinPrep 准备皮肤，并在每位受试者两个测试部位...
血糖监测已成为糖尿病管理中不可或缺的工具。为维持正常血糖水平，过去50年来葡萄糖生物传感器技术迅速发展，涵盖即时检测（POCT）设备、连续葡萄糖监测系统（CGMS）以及无创葡萄糖监测系统。本文综述了葡萄糖生物传感器的发展简史、基本工作原理、分析性能要求及其在临床实践中的应用现状。文章指出，当前大多数商用葡萄糖生物传感器为电化学型，尤...