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　　本期文章引用格式：刘睿宁,陈太菊,刘宏杰,张洪,罗阳.可穿戴传感技术在检验医学中的应用与挑战[J].重庆医科大学学报,2022,47(08):877-882.

　　现代医学更加强调疾病主动预防与生物标志物的持续监测，尤其是针对糖尿病、心血管疾病等慢性病的诊治 。如何适应新时期下疾病早诊断、早预防的要求，是现代检验检测技术面临的最重要挑战之一。

　　可穿戴传感技术因其无创、便携等特征被广泛用于生物医学领域，尤其是对检验医学生物标志物的监测发挥重要作用。但传统检验技术往往需要训练有素的专业人员和大型仪器设备，限制了其在长期、便携式监测中的应用。

　　广义而言，可穿戴传感技术是指整合传感、电化学、无线通信等平台，以构建便携式、微型化的目标信号监测技术，通过穿戴或与皮肤贴合等形式，实现定时或连续动态的目标信号获取。

　　从传统的刚性电子材料生物传感器到新近发展的柔软皮肤微针贴片，可穿戴传感技术已被广泛用于汗液和间质液中葡萄糖、电解质、乳酸等监测。

　　随着可穿戴传感技术从传统刚性结构到柔性贴片的发展，其灵敏度、特异性、稳定性、实用性等性能获得极大提升。可穿戴传感技术应用于检验医学领域可持续、动态监测机体身体活动和健康状况，可免受检测场景限制，为疾病的早诊早治提供契机。

　　因无创性、延展性、高效性等特点，可穿戴传感技术为各 种慢性疾病连续监测提供便携和易用的个性化分析平台。

　　较传统血液检测而言，皮肤汗液和皮下间质液富含丰富的蛋白质、核酸、小分子等生物标志物，为整合可穿戴传感技术无创监测提供样本来源。

　　但受限于汗液、间质液的采集与提取技术发展，目前可穿戴传感技术主要被用于葡萄糖、电解质、乳酸等小分子监测，并逐步向蛋白质、核酸等定量分析发展。

　　连续监测血糖变化对糖尿病患者精准血糖控制、提高预后具有重要价值。然而传统连续监测方法依赖针刺采血的便携式血糖仪， 具有侵入性，且连续刺破手指对患者带来诸多不适。

　　一款由过氧化物酶、葡萄糖氧化酶和氧气产生器组成 的“CataFlower ”贴片用于监测汗液中的葡萄糖，其最低检测限（LOD）为 10 μmol/L。

　　为进一步简化监测程序，一种集成的基于葡萄糖氧化酶催化反应的自供电智能手表被设计出来，无需外部电源即可监测汗液中的葡萄糖。但该智能手表的设计较为复杂，易受外部环境干扰，稳定性有待进一步提升。

　　较汗液监测而言，皮下间质液作为血液、细胞、淋巴液交换形成的产物，其生物标志物浓度与血液波动水平更为一致，稳定性更佳。

　　基于此，一种基于微针阵列的无痛监测间质液葡萄糖的透皮贴片被研发 。通过动物模型实验验证，该传感器获得的间质液葡萄糖浓度与商业血糖仪测定的血糖水平一致 ，其灵敏度为0.1622 μA·mm-1·cm-2，检出限为0.66 mmol/L。

　　一款利用反向离子电泳提取和基于酶的安培生物传感器，开发的柔性表皮纹身式可穿戴传感技术，可在抗坏血酸、尿酸和对乙酰氨基酚干扰的同时 ，实现间质液葡萄糖高选择性监测，检测限为3 μmol/L。

　　能否实现持续供电是可穿戴传感技术连续监测的关键。基于电化学葡萄糖传感器的水凝胶贴片，可连续7 h 监测不同部位（指尖、手掌和手背）信号， 检测限低至4 μmol/L。

　　额外的供电装置严重限制了可穿戴传感技术的便携式监测 。研究人员将自发电的纸基电池整合于超薄的皮肤传感器内，可满足5 d监测所需电量。

　　不难看出，上述方法大多依赖酶催化反应，然而葡萄糖氧化酶作为一种酶氧化剂，极易降解而导致其监测稳定性相对不足。相比之下，基于金属或金属氧化物的非酶葡萄糖传感器则表现出优异的稳定性和灵敏度。后续研究中如何将非酶葡萄糖传感器与衣服织物、类皮肤等柔性传感器整合，以提高监测灵敏度与稳定性将是可穿戴领域持续关注的重点。

　　钠、氯化物、钾、磷、钙等电解质作为体液的主要部分，其监测对甲亢、心力衰竭等多种疾病的诊治具有重要价值。

　　带有集成盐桥的可穿戴式生物传感器 ，平均仅需（13. 1±11.4）μL汗液量即可实时测量汗液中的氯离子，且与标准电离子导入法一致性较好。

　　柔软的皮肤贴纸，无需复杂的校准程序和外部分析设备，通过比色原理促使贴纸颜色改变，以此实现氯离子的实时定量分析，LOD低至100 mmol/L。

　　整合智能手机的皮肤贴片，通过荧光强度变化实现氯、钠、锌离子同步监测，其线 mmol/L，但稳定性有待进一步提升。

　　由于疏水亲水界面的静水压力阈值降低，微液滴可以自发地从疏水纳米纤维传递到亲水纤维表面，从而能够自抽取汗液。

　　最后通过测量电化学信号实现汗液中的葡萄糖（LOD为4 μmol/L）、乳酸（LOD为10 mmol/L）、钾离子（LOD为 0.3 mmol/L）和钠离子（LOD 为60 mmol/L）同步定量分析。

　　可拉伸的基于栅场效应管微针生物传感器，可长达8个月实时微创连续监测间质液中的钠离子，其灵敏度为5.61 mA/mm，LOD低至2.78 μmol/L。

　　因间质液呈半胶体状，微针的吸收性能决定了监测的可靠性。基于甲基丙烯酸明胶和透明质酸的双网络水凝胶膨胀微针贴片，该贴片显示出高达700%的高膨胀性能；通过新鲜猪皮和琼脂糖模拟皮肤验证， 证明其可实现间质液内铜离子和microRNA 同时监测。

　　除了广泛用于葡萄糖、电解质等定量分析外，可穿戴传感技术也被研发用于乳酸、尿酸、酪氨酸、循环核酸（cfDNA） 等生物分子监测。

　　可贴于皮肤的柔性电化学酶生物传感器，可在运动过程中实时、无创性监测汗液中的乳。