铂铜纳米结构修饰碳布线程的可穿戴贴片：用于人体样本中葡萄糖的无创酶促监测

为解决传统血糖检测方法的侵入性和不便捷性问题，研究人员开发了一种基于铂铜(Pt-Cu)纳米复合物修饰碳布线程(CCT)的可穿戴电化学葡萄糖传感器贴片。通过电聚合聚酚(Pphe)-葡萄糖氧化酶(GOx)薄膜固定技术，该传感器在人工汗液和尿液中分别实现了31.1 μM和64.4 μM的超低检测限，并成功集成至便携式原型设备"Nanopot"中，为糖尿病无创管理提供了创新解决方案。

　　

糖尿病是全球最紧迫的健康挑战之一，预计到2045年将影响7亿人。传统血糖监测方法需要反复采血，既痛苦又难以实现连续监测，而现有非侵入式技术往往面临灵敏度不足或设备笨重的局限。面对这一难题，研究人员开发了一种突破性的解决方案——将纳米工程技术与柔性电子相结合，打造出像创可贴一样贴合的智能监测设备。

这项发表在《Biosensors and Bioelectronics: X》的研究，由国内科研团队完成。研究人员创新性地采用碳布线程(CCT)作为柔性基底，通过电沉积铂铜(Pt-Cu)纳米复合材料增强催化活性，再通过电聚合酚类与葡萄糖氧化酶(GOx)形成仿生粘附层。这种三层结构设计既保证了电子传递效率，又完美固定了生物酶活性。

关键技术包括：1) 循环伏安法(CV)电沉积Pt-Cu纳米结构；2) 电聚合酚类与GOx共固定技术；3) 自制微型恒电位仪"Nanopot"集成；4) 人工汗液/尿液样本验证体系。

【3.1 电极制备与表征】
通过25次CV循环优化Pt-Cu沉积，20次循环完成Pphe-GOx固定。场发射扫描电镜(FESEM)显示Pt-Cu纳米花结构使电极表面积倍增，FTIR证实GOx特征酰胺带(1642 cm^-1)。电化学测试显示Pt-Cu/CCT的活性面积达1.29×10^-2 cm²，较未修饰电极提升112%。

【3.2 葡萄糖电化学响应】
在0.6 V工作电位下，传感器对葡萄糖氧化产生明显电流响应，而对照组无GOx时无响应。缺氧实验证实反应依赖GOx催化产生的H₂O₂，符合葡萄糖→葡萄糖酸内酯→H₂O₂的酶促反应路径。

【3.5 实际样本检测】
在人工汗液中实现31.1 μM检测限(线性范围0.1-1.5 mM)，尿液检测限64.4 μM。即使存在10倍浓度的抗坏血酸、乳酸等干扰物，仍保持98.7%特异性，这归功于GOx的生物识别特性。

【3.7 原型设备开发】
将传感器集成到商用绷带，配合自研"Nanopot"电路，在0.3-1.5 mM范围内线性优异(R²=0.984)，检测限降至25.8 μM。该设计使用Ag/AgCl线参比电极和裸CCT对电极，兼顾柔性与稳定性。

这项研究通过多学科交叉创新，解决了非侵入式葡萄糖监测的三大瓶颈：柔性基底与催化材料的兼容性、生物酶长期稳定性、微型化设备集成。相比同类技术，其检测范围(覆盖正常与异常血糖水平)和抗干扰性更具临床实用价值。特别是将贵金属用量减少的Pt-Cu纳米结构设计，为可穿戴设备的成本控制提供了新思路。该成果标志着糖尿病管理向"无痛、连续、精准"方向迈出关键一步，未来通过临床验证后，或将成为血糖监测的新标准。