河北工大：激光写入多孔石墨烯泡沫，用于多路电化学汗液传感器

成果简介

可穿戴电化学传感器提供了从生物液体中的生化标记物检测分子水平信息的方法，用于生理健康评估。然而，要在复杂的生物液体中对多种标记物进行多重检测，通常需要高密度阵列，这对低成本制造方法提出了挑战。本文，河北工业大学杨丽、美国宾夕法尼亚州立大学Huanyu Cheng团队在《ACS Appl. Mater. Interfaces》期刊发表铭文“Direct Laser Writing of the Porous Graphene Foam for Multiplexed Electrochemical Sweat Sensors”的论文，研究提出低成本直接激光写入多孔石墨烯泡沫作为柔性电化学传感器来检测汗液中的生物标记物和电解质。

所制备的电化学传感器对汗液中的多种生物标记物具有高灵敏度和低检出限的特点（例如，对尿酸/多巴胺/酪氨酸/抗坏血酸的灵敏度为6.49/6.87/0.94/0.16 μA μM-1 cm-2，检出限为0.28/0.26/1.43/11.3 μM）。这项工作的结果为无创连续监测痛风、水合状态和药物摄入/过量提供了机会。

图文导读

图1.示意图显示（a）制备，（b）结构和（c）多路电化学传感器的应用，用于痛风管理和身体水合作用状态的评估。

图2.多孔石墨烯电化学传感器的材料与结构表征

图3.多孔石墨烯传感器的电化学性能

图4.多孔石墨烯电化学传感器的稳定性、选择性和重现性

图5.多孔石墨烯电化学传感器在汗液分析中的应用

小结

总之，这项工作报道了一种基于3D多孔石墨烯的高灵敏度多路复用电化学传感器，该传感器利用DPV和EIS方法选择性地检测各种浓度的汗液生物标志物和电解质。高嘌呤饮食后汗液UA增加和运动期间汗液电解质浓度的变化为无创监测人体的痛风和水合作用状态提供了机会。此外，监测药物摄入后汗液中的CAF和APAP可以帮助药物评估，避免过量服用。虽然该传感器可以通过DPV检测UA和Tyr，但同时检测汗液等复杂生物流体中超低浓度的AA、DA、UA、Tyr、CAF和APAP仍需进一步开发。可能的解决方案可能包括修改多孔石墨烯以形成纳米复合材料或探索多路复用传感器阵列。通过低成本和可扩展的制造工艺制备的最终设备也提供了无创和有效监测健康状况的机会，以进行早期疾病诊断和治疗评估。

文献：

https://doi.org/10.1021/acsami.3c02485