北京
加州大学欧文分校的研究人员打造了一款无需电池的可穿戴汗液传感器，可追踪多种健康生物标志物，并具备自我再生能力。
科学家们开发出一种无需电池的可穿戴汗液传感器，它能通过再生传感表面并无线从智能手机或读取器获取电能，持续追踪多种健康生物标志物。这一成果有望改变临床外长期健康监测的方式。
这款设备由加州大学欧文分校的研究团队研发，名为 IREM-W2MS3（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）。它是一种柔性皮肤贴片，能够实时分析汗液，检测与健康相关的关键分子。
与市面上常用穿戴设备不同，这套系统不会因时间推移而性能退化，专门为长时间保持高精度工作而设计。它还能按需触发出汗，无需运动或外部刺激。
该系统通过近场通信与智能手机或腕式小型读取器无线连接，不依赖传统电池，而是利用读取器产生的电磁场为传感功能供电。
自清洁传感器核心
其关键创新在于可再生的传感表面。该设备施加低电压即可刷新传感层，清除长期生物传感过程中积累的、通常会导致精度下降的分子。
“IREM-W2MS3的再生能力解决了长期可穿戴生物传感领域最大的障碍之一，”该研究的资深作者拉希姆·埃斯凡迪亚普尔表示，“即传感器表面因分子持续结合到传感层而在反复测量后性能下降的问题。”
该系统可同时追踪汗液中的四种生物标志物：皮质醇、葡萄糖、乳酸和尿素。这些标志物分别关联压力、代谢、体力消耗和肾功能，能够提供随时间变化的广谱健康状况视图。
由于汗液采集无创，研究人员认为该设备可在日常生活中支持连续监测，无需临床就诊或血液检查。
多信号健康追踪
该贴片将分子传感与环境稳定性改进相结合，使其能在温度、湿度和pH变化的环境下正常工作。经测试，它连续运行21天而未出现可测量的信号衰减。
该设备还解决了可穿戴健康技术中长期存在的一项挑战：无需体力活动即可生成汗液。通过无线能量传输激活水凝胶，系统可以在需要测量时诱导出汗。
“尽管该领域进展迅速，但现有的可穿戴设备在几个关键方面始终存在不足，”埃斯凡迪亚普尔说，“它们缺乏在真实世界、实验室之外使用的环境稳定性，无法再生传感表面以实现重复长期使用，并且很大程度上无法同时高精度检测多种分子生物标志物。”
研究人员表示，再生、无线供电和多生物标志物传感这三大功能的结合，有望使针对糖尿病、压力障碍、肾脏疾病及代谢监测等问题的长期健康追踪变得更加切实可行。
团队已通过加州大学欧文分校比尔应用创新办公室提交专利申请，目前正致力于进一步开发和可能的商业化。
该研究发表在《自然·生物医学工程》期刊上。
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