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综述:可持续性开发柔性可穿戴传感器用于低分子量蛋白检测
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月06日 来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry 11.8
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本综述系统探讨了柔性可穿戴传感器在低分子量蛋白(LMW)检测领域的创新应用与可持续发展路径,重点分析了生物相容性材料、信号转导机制及临床转化挑战,为突破传统金属/半导体传感器在灵敏度与延展性方面的局限提供了前瞻性解决方案。
LMW蛋白作为转化医学标志物
低分子量蛋白(如C反应蛋白CRP、血清淀粉样蛋白A SAA、白细胞介素-6 IL-6)在疾病诊断中具有重要价值,但其在血清中的丰度极低(皮摩尔至飞摩尔级),且受高丰度蛋白干扰,传统检测方法面临巨大挑战。
临床检测技术的瓶颈
当前主要依赖预分离(如分子量截留离心)和富集技术(亲和色谱法),但存在样本损耗大、操作复杂等问题。相比之下,柔性传感器通过整合纳米材料与生物识别元件,可实现对LMW蛋白的原位捕获与信号放大。
柔性传感器工作原理
基于压力、应变、电化学、光电等多模态传感机制,将生理信号转化为可量化电信号。关键突破在于采用天然材料(丝素蛋白、纤维素)与合成聚合物(聚二甲基硅氧烷PDMS)复合基底,兼具机械强度(杨氏模量0.1-1 GPa)与生物相容性。
可持续发展评估
从生物降解性、能耗、规模化生产等维度分析,指出当前技术需优化器件寿命(>30天连续使用)与回收率(目标>85%)。未来应开发可编程降解的蛋白质基传感器,并建立标准化评估体系。
结论与展望
通过整合人工智能算法与微流控技术,新一代传感器有望实现LMW蛋白的动态监测,推动个性化医疗发展。但需解决环境微塑料污染等潜在风险,平衡技术创新与生态可持续性。
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