基于MXene@金纳米颗粒的可穿戴电化学适体传感器实现无创汗液皮质醇检测

针对慢性压力监测的临床需求，东南大学团队开发了基于MXene/AuNPs修饰丝网印刷电极(SPE)的可穿戴电化学适体传感器。通过构象转换型适体与金硫键固定技术，结合集成微流控采样系统，实现了汗液中0.1-500 ng/mL皮质醇的高特异性检测（R2>0.99），为心理健康管理提供了无创、实时监测新方案。

　　

现代社会快节奏生活使慢性压力成为全球性健康问题，皮质醇作为下丘脑-垂体-肾上腺轴（HPA轴）调控的关键激素，其异常波动与肥胖、焦虑症等疾病密切相关。传统检测方法如酶联免疫吸附试验(ELISA)虽精确但依赖大型设备，而唾液、血液采样易受应激反应干扰。汗液因与血液浓度高度相关（21.8–389.1 nM）且可无创获取，成为理想监测介质。然而现有电化学传感器面临灵敏度不足（如抗体修饰石墨烯电极仅达ng级）、汗液蒸发污染等技术瓶颈。

东南大学研究团队在《Biosensors and Bioelectronics》发表的研究中，创新性地将二维材料MXene与金纳米颗粒(AuNPs)复合修饰丝网印刷电极(SPE)，开发出柔性可穿戴适体传感器。通过甲基蓝(MB)标记的皮质醇特异性适体（K_d=6.9 μM）与AuNPs的金硫键固定，结合微流控汗液收集系统，实现了0.1 ng/mL级高灵敏度检测。该工作突破了传统抗体传感器稳定性差、成本高的局限，为心理健康监测提供了穿戴式解决方案。

关键技术包括：1）MAX相(Ti₃AlC₂)氢氟酸蚀刻制备多层MXene，通过X射线衍射(XRD)验证相变；2）原位还原法在MXene表面负载AuNPs增强导电性；3）5'端MB修饰的HS-SH C6适体通过Au-S键固定；4）差分脉冲伏安法(DPV)检测信号；5）人工汗液验证抗干扰性能。

【材料表征】
SEM显示MXene呈松散多层结构（图1b），XRD证实MAX相成功转化为MXene（图1d）。AuNPs修饰后出现金特征峰（2θ=38.2°），TEM显示5-10 nm颗粒均匀分布（图1c），比表面积提升3.8倍（图2c）。

【电化学性能】
循环伏安法(CV)显示MXene/AuNPs电极氧化还原电流提升217%（图3a），电子转移电阻降低82%（图3b）。DPV检测显示0.5-500 ng/mL线性范围（R²=0.993），人工汗液中LOD达0.14 ng/mL（图4d），较同类抗体传感器灵敏度提高6倍。

【特异性验证】
对孕酮、睾酮等结构类似物的交叉反应<3.2%（图5b），连续弯曲500次信号衰减<8.7%（图6c），证实优异选择性与机械稳定性。

该研究通过材料-器件-系统三级创新，首次将MXene/AuNPs复合材料应用于汗液皮质醇检测。相比传统方法，检测限降低一个数量级且成本缩减90%，其微流控集成设计解决了汗液采样时效性难题。适体传感器在37℃下保持7天稳定性（信号损失<12%），为建立个人健康大数据平台提供了技术基础。未来通过5G物联网整合，可实现压力水平的全天候预警，对心身疾病早期干预具有重要临床价值。