【產(chǎn)通社，11月27日訊】上海交通大學(xué)（Shanghai Jiao Tong University, SJTU）官網(wǎng)消息，其電子信息與電氣工程學(xué)院感知學(xué)院王侃副研究員團(tuán)隊的研究論文“Finger-actuated wireless-charging wearable multifunctional sweat-sensing system for levodopa and vitamin C”（用于左旋多巴和維生素C檢測的手指驅(qū)動泵式無線充電可穿戴式多功能汗液感應(yīng)系統(tǒng)）在期刊《Nano Research》上發(fā)表。該研究以實(shí)現(xiàn)人體汗液及體溫多功能無創(chuàng)檢測為目的，設(shè)計開發(fā)了一個自泵式柔性可穿戴傳感系統(tǒng)。通過一系列優(yōu)化研究和在體實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)人體汗液中左旋多巴、維生素C及體溫的快速檢測和分析，具有重要應(yīng)用前景。

研究背景

汗液中除了包含常見的葡萄糖等代謝物及離子化合物之外，還存在一些攝入的藥物分子與營養(yǎng)物質(zhì)等重要成分。目前，可穿戴汗液傳感器正面臨著酶修飾不穩(wěn)定、采樣效率低下、系統(tǒng)供電焦慮等挑戰(zhàn)。因此通過所設(shè)計的系統(tǒng)（基于MOF功能材料的修飾、集成自驅(qū)動泵和閥門的微流控芯片、集成無線充電功能）能對汗液中的重要生物標(biāo)志物進(jìn)行定量分析，進(jìn)而為人體健康狀況和營養(yǎng)狀況的評估提供重要參考價值。

創(chuàng)新成果

可穿戴傳感系統(tǒng)主要包括微流體通道、吸收墊、電化學(xué)傳感電極、粘貼層（醫(yī)用膠帶）、柔性印刷電路板和智能手機(jī)APP六個部分。研究人員設(shè)計了集成自驅(qū)動泵和防回流特斯拉閥的柔性微流控芯片，用于采集與運(yùn)輸人體皮膚表面的汗液至電化學(xué)傳感電極層，具有采樣效率高、防樣本逆流、無需外置驅(qū)動泵等優(yōu)點(diǎn)。吸收墊用于聚集儲液室內(nèi)的汗液�；诮饘儆袡C(jī)框架（Metal Organic Framework，MOF）材料制備了電化學(xué)傳感電極，使得傳感器酶的穩(wěn)定性提高，且傳感器電化學(xué)響應(yīng)提高。團(tuán)隊設(shè)計和制作了具有無線充電和無線數(shù)據(jù)傳輸功能的小體積柔性印刷電路板，其在滿足了檢測者的功能需求的同時具備了可穿戴的便利性。此外，所開發(fā)的智能手機(jī)APP代替了電化學(xué)工作站所配備的電腦上位機(jī)，這種方式不僅更加便利，還能更好地滿足用戶個性化管理需求。

通過手指按壓就可以方便地獲取新鮮汗液，也可以按需排出舊的多余汗液。相比于商用電化學(xué)工作站，自主開發(fā)的無線充電柔性傳感系統(tǒng)在保證與之相當(dāng)?shù)臋z測性能的同時有著便攜性強(qiáng)、成本低、易操作等優(yōu)勢。經(jīng)離體實(shí)驗(yàn)和在體實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證，所開發(fā)的系統(tǒng)能較好地實(shí)現(xiàn)對汗液中的目標(biāo)分析物的定量檢測。

論文信息

上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院碩士生寧齊紅和第九人民醫(yī)院馮少清副主任醫(yī)師為論文的共同第一作者，王侃副研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金（32171373）和上海交通大學(xué)醫(yī)工交叉學(xué)科項(xiàng)目（YG2021QN141）的資助。

期刊信息

《Nano Research》（《納米研究》）是一本國際化、多學(xué)科交叉的專業(yè)學(xué)術(shù)期刊，主要刊登納米研究領(lǐng)域的高質(zhì)量、原創(chuàng)性的研究論文和綜述文章，內(nèi)容涉及納米科技研究領(lǐng)域的各個方面。2007年由清華大學(xué)出版社創(chuàng)辦，2008年正式出刊，創(chuàng)刊一年半即被SCI收錄，期刊影響因子穩(wěn)步上升，目前有近20個數(shù)據(jù)庫收錄該刊。自2010年1月被SCI收錄后，期刊影響因子在2023年達(dá)到9.9，在中科院分區(qū)材料科學(xué)中處于Q1區(qū)，WOS分區(qū)等級為Q1區(qū)。

查詢進(jìn)一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://news.sjtu.edu.cn/jdzh/20231125/191117.html。（張嘉汐，產(chǎn)通發(fā)布）    （完）