综述：可穿戴无创葡萄糖生物传感器：生物代谢、化学传感与生物应用

本综述系统探讨了可穿戴无创葡萄糖传感器的最新进展，重点分析了其在糖尿病管理中的应用潜力。文章深入解析了葡萄糖代谢途径与多种生物体液中浓度的关联性，并详细评述了传感器核心组件的工作原理，为无创连续葡萄糖监测（CGM）技术的发展提供了重要理论依据与方向指引。

　　

Abstract

近年来，随着糖尿病全球患病率的持续攀升以及对高效监测方案需求的增长，葡萄糖传感技术在糖尿病管理领域取得了显著进展。采用无创体液分析的可穿戴葡萄糖传感器已成为一种前景广阔的技术路径，其在无创连续葡萄糖监测（CGM）中展现出更高的安全性和用户体验。本综述系统性地探讨了可穿戴葡萄糖传感器技术的当前应用与未来发展方向。文章首先深入剖析葡萄糖代谢途径及其在不同生物体液中的浓度变化，为理解血糖水平与无创测量值之间的关联奠定理论基础；继而详细评估现代可穿戴葡萄糖传感器的核心组件与工作机制；最后通过批判性分析基于无创体液的新型传感系统的应用前景，强调其在糖尿病护理领域的变革潜力与实践意义。通过这一系统分析，本文旨在明确该快速发展领域中的关键挑战与机遇，并为未来研究方向提供指引。

Conflict of Interest

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葡萄糖代谢与体液浓度变化

葡萄糖代谢涉及多种生化途径，包括糖酵解（Glycolysis）、糖原合成（Glycogenesis）以及磷酸戊糖途径等。血液中的葡萄糖浓度通常维持在3.9–6.1 mmol/L范围内，而在间质液、唾液、汗液和泪液等其他体液中，其浓度虽较低但仍与血糖水平存在一定相关性。这种相关性为开发无创葡萄糖监测技术提供了理论依据，尤其是利用间质液进行连续葡萄糖监测（CGM）已成为当前主流无创策略之一。

可穿戴传感器的核心组件与工作机制

现代可穿戴葡萄糖传感器的核心包括生物识别元件、信号转换器及数据处理单元。常见的传感机制涉及电化学法（如葡萄糖氧化酶（GOx）催化反应）、光学传感（包括荧光与拉曼光谱）以及阻抗谱分析等。其中，酶电极传感器因具有高选择性和灵敏度而被广泛应用，而非酶传感器则因其更好的稳定性和更低成本逐渐受到关注。此外，柔性电子材料和微针阵列技术的进步进一步提高了传感器的穿戴舒适度与信号准确性。

无创体液传感系统的应用前景

基于汗液、唾液或泪液的无创葡萄糖传感系统正处于快速发展阶段。这些系统通常集成于贴片、眼镜或腕带等可穿戴设备中，可实现近乎实时的葡萄糖水平监测。尽管目前已取得一定成果，该类技术仍面临挑战，如个体间体液成分差异、信号滞后性问题以及环境干扰等。然而，随着多模态传感与人工智能算法的引入，无创CGM系统的准确性与可靠性正不断提升，未来有望成为糖尿病日常管理的重要工具。

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