用于间质液无偏置纵向监测的无线光控光电化学微针可穿戴设备

《Nature Communications》：Wireless light-gated photoelectrochemical microneedle wearables for zero-bias longitudinal monitoring in interstitial fluid

　　

摘要

可穿戴化学传感器有望实现持续的健康监测，但在间质液中进行长期检测会受到能耗、电化学干扰以及佩戴过程中信号漂移的制约。本文介绍了一种基于光控的光电化学微针可穿戴装置，可用于无偏压条件下对皮下间质液中的化学物质进行监测。该装置由耐肿胀的导电水凝胶微针阵列、等离子体增强型光电极以及用于光激发、电流记录和蓝牙传输的微型模块组成。可见光可在无需外加电压的情况下驱动氧介导的氧化还原反应，从而减少电化学干扰并降低能耗。以尿酸作为代表性分析物，该可穿戴装置能够在潮湿环境和机械变形条件下实现无线数据采集。在雄性大鼠和小鼠身上进行的体内疾病模型验证表明，该装置能够监测慢性肾病、糖尿病高尿酸血症以及细菌感染治疗过程中的尿酸变化趋势，这些趋势与血液检测结果相一致。这种光控微针架构为间质液化学成分的长期监测提供了模块化解决方案。