近日，我院周明教授团队在全集成可穿戴体液传感器领域取得系列重要研究进展。研究团队将柔性电子技术与微型化系统相结合，通过将生物传感器与微流控采样、信号处理模块高度集成，实现了无创体液中多种生理标志物的原位、动态、全集成、可穿戴监测。该技术突破了传统有创检测的局限，有望为健康监测、疾病诊断、精准医疗、运动医学等方面提供创新性解决方案。相关研究成果陆续发表于ACS Nano、Analytical Chemistry、ACS Sensors、TrAC Trends in Analytical Chemistry、《分析化学》等国际知名学术期刊。

研究团队开发了“全集成可穿戴生物仿生微流控伤口渗出液追踪器”（图1），实现了伤口渗出液的高效仿生定向运输和伤口渗出液中氧气、尿酸、乳酸、pH值和温度的原位、实时监测，为临床伤口的实时评估与精准诊疗提供了技术支撑。该成果以“A Fully Integrated Wearable Biomimetic Microfluidic Wound Tracker for In Situ Dynamic Monitoring of Wound Exudate Oxygen”为题，发表于国际知名学术期刊ACS Nano, 2025, 19(16): 16163-16174。我校化学学院博士研究生邓威为论文第一作者，白静副教授和周明教授为共同通讯作者。

图1. “全集成可穿戴生物仿生微流控伤口渗出液追踪器”示意图（ACS Nano, 2025, 19(16): 16163-16174）

研究团队设计了“基于皮肤界面的全集成可穿戴汗液肌醇传感器”（ 图2，左图），利用离子电渗技术和微流控技术，实现人体静息状态下，汗液在皮肤表面的原位持续分泌、采集和更新，并通过集成的传感和电子模块实现汗液肌醇的原位、实时监测，为无创个性化健康监测提供了新方案。该成果以“Skin-Interfaced Entirely Self-Contained Wearable Biosensor for the Noninvasive and Dynamic Monitoring of Sweat Myo-Inositol”为题，发表于国际知名学术期刊ACS Sensors, 2025, 10(7): 5166-5175。我校化学学院博士研究生邓威为论文第一作者，白静副教授和周明教授为共同通讯作者。

研究团队提出了“全集成电致变色表皮贴片”（图2，右图），实现了汗液中多种生物标志物的原位动态监测和无需额外数据读取设备（如手机等）对监测结果的实时可视化显示，极大提升了器件在多种场景下的便携性与实用性。该成果以“Entirely Self-Contained Electrochromic Epidermal Patch for Visualized and Multiplexed In Situ Sweat Analysis”为题，发表于国际知名学术期刊ACS Sensors, 2025, 10(6): 4220–4231。我校化学学院博士研究生曹梦祝为论文第一作者，孙咪咪博士、白熙琳博士和周明教授为共同通讯作者。

图2. “基于皮肤界面的全集成可穿戴汗液肌醇传感器”（ACS Sensors, 2025, 10(7): 5166-5175）和“全集成电致变色表皮贴片”（ACS Sensors, 2025, 10(6): 4220–4231）示意图

研究团队构建了“基于单根碳丝的全集成可穿戴织物汗液传感器”（图3，左图），器件采用魔术贴设计，实现了在各类织物和织物不同区域上，对人体汗液生物标志物的原位、无创、动态监测，为智能织物在运动生理监测和慢性病管理等领域提供新的技术路径。该成果以“A Single Carbon Microyarn-Based Integrated Wearable Textile Sweat Sensor Built into a Hook-and-Loop Fastener”为题，发表于国际知名学术期刊Analytical Chemistry, 2025, 97(29): 15771-15779，同时被选为期刊正封面论文（免费）。我校化学学院博士研究生蔡健为论文第一作者，薄祥洁副教授和周明教授为共同通讯作者。

研究团队开发了名为“皮肤上的运动实验室”的面向运动员汗液监测的全集成柔性表皮汗液传感器（图3，右图），实现了人体汗液中Na⁺、K⁺、乳酸及出汗速率等运动相关生物标志物的体上、无创、原位监测，有望应用于运动员运动状态的监控。该成果以“Flexible Epidermal Wearable Sensor for Athlete’s Sweat Biomarkers Monitoring”为题，发表于国际知名学术期刊Talanta, 2025, 282: 126986，同时被选为期刊正封面论文（免费）。我校化学学院博士研究生蔡健为论文第一作者，薄祥洁副教授和周明教授为共同通讯作者。

图3. “基于单根碳丝的全集成可穿戴织物汗液传感器”（Analytical Chemistry, 2025, 97(29): 15771-15779）和“皮肤上的运动实验室”（Talanta, 2025, 282: 126986）相关论文被选为期刊正封面（免费）

研究团队发展了“基于橡胶手套上的可穿戴无创体液尿酸传感器”，器件以橡胶手套为支撑基底，通过丝网印刷技术将碳纳米管-聚硅氧烷复合材料精准印刷于其表面，实现了汗液、唾液以及尿液中尿酸的高效分析。该成果以“碳纳米管-聚硅氧烷手套式可穿戴传感器的构建及用于无创尿酸检测”为题，发表于国际知名学术期刊《分析化学》（分析化学，2025，53（7）：1082-1089）。我校化学学院博士研究生曹梦祝为论文第一作者，薄祥洁副教授和周明教授为共同通讯作者。

基于研究团队在全集成可穿戴体液传感器的创新性进展，团队近期受邀在多个国际知名学术期刊发表系列综述性论文（图4），系统梳理全集成可穿戴体液传感器领域的核心技术脉络，从材料创新、器件构筑到系统集成等多维度构建了完整的技术图谱，为相关领域的基础研究与临床转化提供了兼具理论深度与技术前瞻的学术指引：

图4. 系列综述性论文示意图（从左至右：ACS Sensors, 2025, 10(4): 2388–2408、TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2024, 179, 117889、Nanoscale, 2024, 16(1): 44-60）

在多模态可穿戴汗液传感技术领域，研究团队系统评述了该技术在下一代健康监测中的技术突破与临床转化路径。该成果以“Emerging Multifunctional Wearable Sensors: Integrating Multimodal Sweat Analysis and Advanced Material Technologies for Next-Generation Health Monitoring”为题，发表于国际知名学术期刊ACS Sensors, 2025, 10(4): 2388–2408，我校化学学院教师马崇博博士为论文第一作者，周明教授为通讯作者。

针对无创健康监测技术需求，研究团队全面总结了纳米尺度柔性电子器件在无创健康监测中的研究进展。该成果以“Evolving Health Monitoring: Nanoscale Flexible Electronics for Noninvasive Uric Acid Analysis in Sweat”为题，发表于国际知名学术期刊TrAC Trends in Analytical Chemistry, 2024, 179: 117889，我校化学学院教师马崇博博士为论文第一作者，白静副教授和周明教授为共同通讯作者。

在电化学生物传感技术前沿，研究团队系统阐述了模拟酶在便携和可穿戴传感技术中的创新与前沿应用。该成果以“Artificial Enzyme Innovations in Electrochemical Devices: Advancing Wearable and Portable Sensing Technologies”为题，发表于国际知名学术期刊Nanoscale, 2024, 16(1): 44-60，我校化学学院博士研究生郑龙为论文第一作者，孙咪咪博士、马崇博博士和周明教授为共同通讯作者。

以上相关研究成果得到了国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项、国家基金委面上项目、中国博士后科学基金、吉林省科技厅自然科学基金以及中央高校基本业务费的资助。

相关论文链接：

https://doi.org/10.1021/acsnano.5c04304

https://doi.org/10.1021/acssensors.5c01284

https://doi.org/10.1021/acssensors.5c00386

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5c01624

https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126986

https://doi.org/10.1021/acssensors.4c03396

https://doi.org/10.1016/j.trac.2024.117889

https://doi.org/10.1039/D3NR05728C

https://doi.org/10.19756/j.issn.0253-3820.251110

初审：周明

复审：黄宇彬

终审：李威