综述：增强电化学生物传感的工程信号界面

这篇综述系统阐述了电化学生物传感中信号界面设计的突破性进展，包括3D打印传感平台（FFF）、激光诱导石墨烯（LIG）电极和柔性可拉伸电极的创新应用，通过纳米材料功能化（如MOFs、碳纳米管）和微流控集成技术显著提升了检测限（LOD）与实时监测能力，为无创健康监测（如葡萄糖、UA检测）和精准医疗提供了新范式。

　　

3D-printed sensing platforms

增材制造技术彻底改变了电极设计范式。通过熔融沉积成型（FFF）等3D打印工艺，研究者可精确调控电极的几何结构与层级孔隙率，例如导电CB-PLA复合材料经金纳米颗粒修饰后，对炎症标志物TNF-α的检测限低至0.8 pg/mL。这种定制化架构不仅增大了电化学活性表面积，还实现了与微流控通道的一体化集成，为便携式诊断设备开发铺平道路。

LIG electrodes

激光诱导石墨烯技术通过CO₂
激光直写聚酰亚胺薄膜，瞬间生成具有三维多孔网络的导电基底。调整激光参数可调控表面氧官能团含量，使其适配不同生物标志物检测需求。例如，经普鲁士蓝修饰的LIG电极对汗液中的皮质醇表现出^?12
mol/L级超高灵敏度，且能在30%拉伸应变下保持信号稳定性。

Soft and stretchable electrodes

基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的弹性体复合电极突破了传统刚性材料的局限。通过嵌入金纳米线/碳纳米管杂化网络，这类电极在皮肤动态变形时仍维持导电性，成功实现了运动状态下乳酸和K⁺
的连续监测。其中，蛇形互联结构设计将工作应变阈值提升至200%，远超人体皮肤形变极限。

Embedded microfluidics with sensing interfaces

微流控与电化学检测的联用开创了"芯片实验室"新范式。毛细管驱动的水凝胶微通道仅需3 μL汗液样本即可完成pH、葡萄糖、Na⁺
的多重检测，其层流设计有效避免了电活性物质交叉干扰。特别值得注意的是，近期开发的空心微针阵列能穿透角质层直接获取间质液（ISF），将检测延迟时间缩短至20秒。

Comparative analysis and unresolved challenges

尽管各类技术各具优势，但规模化生产的一致性和长期稳定性仍是瓶颈。3D打印电极面临导电墨水配方的批间差异，而LIG电极在体液长期浸泡中会出现石墨烯片层剥离。更关键的是，复杂生物基质中蛋白质非特异性吸附导致的信号漂移，仍需通过仿生抗污涂层（如两性离子聚合物）进一步解决。

Conclusion and future perspectives

融合人工智能算法的无线传感系统代表着下一代发展方向。机器学习可实时校正温度、运动伪影等因素干扰，而蓝牙5.0传输使云端数据分析成为可能。不过，要实现慢性病管理的闭环监测，仍需在电源微型化（如生物燃料电池）和临床验证（通过FDA认证）方面取得突破。