可穿戴生物电子汗液传感器，实现多种生物标志物连续监测
2026-05-16 20:59:37 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
美国加州大学尔湾分校研发出一款可穿戴、无线、无需电池的生物电子传感器，可通过分析人体汗液中的分子生物标志物来监测用户健康状况。该传感器被命名为“原位可再生、环境稳定、多模态、无线可穿戴分子汗液传感系统”。
据麦姆斯咨询报道，近期，美国加州大学尔湾分校（UCI）研发出一款可穿戴、无线、无需电池的生物电子传感器，可通过分析人体汗液中的分子生物标志物来监测用户健康状况。该传感器被命名为“原位可再生、环境稳定、多模态、无线可穿戴分子汗液传感系统（IREM-W²MS³）”。相关研究成果以“Wireless and in situ regenerable multimodal wearable bioelectronic sweat sensor for continuous biomarker monitoring in everyday settings”为题，发表在Nature Biomedical Engineering期刊上。
IREM-W²MS³为柔性皮肤贴片形态，可搭配智能手机或定制腕表式读取器使用，同时监测汗液中的多种生物标志物
该研究论文通讯作者、加州大学尔湾分校助理教授Rahim Esfandyar-pour表示，IREM-W²MS³的核心创新点包括：传感表面可原位再生、可按需诱导佩戴者排汗、可长期连续监测。
Rahim Esfandyar-pour说道：“IREM-W²MS³的再生能力，解决了可穿戴生物传感领域长期以来的一大难题——多次检测之后，待测分子会吸附于传感层，造成传感表面性能衰减。该传感器可实现自身更新、诱导排汗，并可在实验室或临床环境外长期佩戴，为用户提供稳定可靠、实用性极强的健康监测平台。”
生物标志物传感技术的优化突破
IREM-W²MS³可搭配智能手机或定制腕表式读取器，同时监测汗液中的皮质醇、葡萄糖、乳酸及尿素。这些生物标志物能够反映人体应激水平、代谢活动、运动强度及肾功能状况。
研究团队表示，IREM-W²MS³未来可应用于慢性病管理、压力与心理健康监测、运动表现评估、预防医学、疾病早期筛查研究及社区远程健康监测等领域。
Rahim Esfandyar-pour表示：“全球数亿人受慢性病与压力相关疾病困扰，早期诊断与持续健康监测对减轻疾病负担、提升患者生活质量至关重要。我们研发的IREM-W²MS³达成了这一目标——可实现稳定、不间断、长期的汗液生物标志物监测。”
IREM-W²MS³设计与功能
实现无创连续监测
可穿戴传感器凭借成本可控、操作简便的优势，已成为持续健康监测的热门工具。汗液可无创采集，并且含有的离子与代谢物能够反映人体生理变化，是理想的检测样本。
但Rahim Esfandyar-pour指出，实现长期稳定的汗液传感一直存在技术难点：多数分子传感器会因待测分子在传感表面积聚，导致检测精度下降。
其它类型传感器依靠酶、抗体或适配体开展检测，这类物质易受温度、湿度、pH值变化影响而降解；现有传感系统同样难以同时高精度检测多种生物标志物。
Rahim Esfandyar-pour表示：“尽管该领域发展迅速，但现有可穿戴传感器在多项关键性能上始终存在短板。该类器件无法在实验室外的真实环境下稳定工作，传感表面无法再生以满足长期反复检测需求，且大多难以同时高精度检测多种分子生物标志物。”
Rahim Esfandyar-pour称，IREM-W²MS³的关键进步在于汗液传感表面可原位再生。该器件工作时，会自动向传感表面施加低电压，以此恢复传感器的灵敏度与选择性，无需人工清洁、更换或其它操作。经多次循环测试，该再生过程可实现传感性能近乎完全的恢复。
攻克可穿戴汗液监测的核心难题
该系统还解决了汗液监测的另一项关键问题：无需运动即可生成足量新鲜汗液用于检测。
IREM-W²MS³贴片无需内置电池，可通过具备近场通信功能的智能手机或定制腕表式读取器无线供电。当用户将手机或读取器靠近贴片时，感应产生的电磁场会输出微弱电流，激活器件内置的生物相容性水凝胶，无需剧烈运动即可诱导并采集汗液样本。
研究团队在不同pH值、温度条件下，对IREM-W²MS³开展了为期21天的连续测试，器件的传感性能保持稳定，无可测信号衰减。研究人员表示，该稳定性为分子可穿戴传感技术从受控实验室环境落地至真实应用场景奠定了基础。
检测四项临床相关的汗液生物标志物
IREM-W²MS³可同时检测四种具有临床参考价值的汗液生物标志物：皮质醇是一种应激响应激素，可反映人体焦虑、抑郁及下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴功能紊乱；葡萄糖用于糖尿病前期与糖尿病监测；乳酸可反映运动强度或代谢功能紊乱；尿素则关联肾脏健康与肾功能水平。
通过长期连续、同时监测上述生物分子，IREM-W²MS³可提供比单一标志物监测器件更全面的健康数据。
Rahim Esfandyar-pour表示：“IREM-W²MS³的应用场景十分广泛，可用于慢性病管理、压力与心理健康监测、运动科学与运动表现优化、预防医学及疾病早期筛查、社区远程健康监测等。我们设计这款可穿戴传感器时，兼顾了耐用性、易用性与高可靠性。”
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-026-01670-2
延伸阅读：
上一篇：基于3D打印微针的电化学传感器，改善连续血糖监测系统
下一篇：最后一页