近红外铱(III)配合物多模态探针：实现过氧亚硝酸盐体内外多信号检测的创新策略

为解决慢性肾病(CKD)患者血液标志物检测中存在的操作复杂、灵敏度不足及生物安全风险等问题，研究人员开发了一种集成于商用采血管的双功能电化学传感系统。该系统采用电沉积氧化铱(IrOx)实现71.28 mV/pH的超能斯特响应pH传感，结合葡萄糖氧化酶(GOx)/普鲁士蓝-金纳米粒子(AuNPs)复合体系实现46.5 μA·mM-1·cm-2的高灵敏度葡萄糖检测。通过V2O5锌离子电池供电的无线模块，该平台在临床验证中展现出优于金标准的性能，为基层医疗提供了安全便捷的解决方案。

　　

慢性肾病(CKD)已成为全球公共卫生挑战，仅英国就有190万成人患者。随着肾功能衰退，患者常伴随酸碱失衡和糖代谢紊乱，传统检测依赖大型仪器和专业人员操作，且存在血液暴露风险。这些痛点催生了对安全、精准、便捷的床旁检测(POC)技术的迫切需求。

针对这一临床空白，研究人员创新性地将双功能传感器集成到标准采血管中。该系统采用柔性聚酰亚胺(Kapton)基底，通过电化学沉积构建氧化铱(IrO_x)pH传感器，其海绵状多孔结构(扫描电镜证实)赋予71.28 mV/pH的超能斯特响应，较传统理论值(59.16 mV/pH)提升20%。葡萄糖检测模块则通过金纳米颗粒(AuNPs)增大电化学活性面积，结合普鲁士蓝(PB)的电子中介作用和壳聚糖固定化技术，实现46.5 μA·mM^-1·cm^-2的灵敏度，对尿素、尿酸等干扰物的抗干扰性>95%。

关键技术包括：1) 采用三电极系统设计共享Ag/AgCl参比电极；2) 基于V₂O₅的锌离子电池提供373 mAh/g高能量密度；3) 定制电路板集成蓝牙低功耗(BLE)传输模块；4) 使用6例CKD患者和2例健康人血液样本进行临床验证。

pH传感器表征

循环测试显示pH 2-10范围内响应稳定，漂移率仅0.02 pH/小时。X射线能谱(EDS)证实IrO_x均匀分布，5周储存后灵敏度衰减<0.52 mV/pH/周。临床样本检测中与商用pH计偏差<0.05单位，成功识别CKD患者特征性酸中毒(pH 7.19-7.22)。

葡萄糖传感器优化

AuNPs修饰使电极有效面积增加37%，普鲁士蓝将H₂O₂检测过电位降低至0.2V。Nafion保护膜使表面粗糙度降至0.03nm，选择性阻挡带负电干扰物。在3-12mM线性范围内，血液与PBS缓冲液的信号差异<0.45%，对8.9-10.6mM的CKD特征性高血糖检测准确。

系统集成验证

锌离子电池支持电路连续工作2小时，1000次循环后容量保持80%。PCB电路板(4.5×4.5cm)集成高阻抗放大器(pH)和跨阻放大器(葡萄糖)，无线传输数据与台式设备一致性达99.2%。

该研究开创了"采血即检测"的新型诊断范式，通过免开盖设计彻底规避医护人员血液暴露风险。其创新点在于：1) 首次实现采血管内原位双参数检测；2) IrO_x超能斯特响应机制解析；3) PVO-Zn电池在医用传感器的首例应用。未来可扩展至肌酐、尿素等更多CKD标志物的同步监测，为分级诊疗提供关键技术支撑。论文发表于《Sensors and Actuators B: Chemical》，为柔性电子与临床医学的交叉研究树立了新标杆。