人体汗液是一种富含信息的生物流体，可通过无创方式持续采集，从而在运动生理学、职业健康以及个性化医疗领域实现实时评估（Gao et al., 2016; Heikenfeld et al., 2019; Sempionatto et al., 2022）。在汗液生物标志物中，乳酸能够反映糖酵解代谢情况以及局部肌肉的工作负荷（Buono et al., 2010; Van Hoovels et al., 2021），而汗液pH值则能体现离子及酸碱微环境的变化，还会影响分析物的存在形态、界面电荷以及电化学检测结果的稳定性（Bariya et al., 2018; Ike et al., 2025）。因此，同时检测乳酸和pH值对于可穿戴汗液分析而言具有非常重要意义：pH值能够提供补充的生理信息，有助于解释在汗液成分和输送过程发生变化时乳酸浓度的变化规律（Du et al., 2025; Niu et al., 2025）。
然而，要在皮肤表面实现稳定的乳酸检测仍然面临诸多挑战。基于酶的传感器虽然具有较高的选择性，但却存在失活、溶出问题，且对温度、水分含量以及基底材料的变化较为敏感（Manjakkal et al., 2021）。非酶法策略则用固态氧化还原界面替代了脆弱的生物识别组件，因此更适用于可穿戴设备（Jannath et al., 2023; D. Li et al., 2025）。大多数无需酶的乳酸传感器都是以铜、镍或钴基氧化物/氢氧化物为活性组分，这些组分固定在导电基底上，乳酸的氧化反应是通过吸附在金属-氧结构上，再经由M–O/M–OH介导的氧化还原循环来实现的（例如Cu (II)/Cu (III)或Ni (II)/Ni (III)）（Chen et al., 2025; Y. Li et al., 2025; Tao et al., 2023; Wu et al., 2025）。虽然氧化物/氢氧化物界面在碱性环境中具有很高的活性，但在接近中性的汗液中，其性能往往会下降，因为此时表面的–O/–OH平衡难以维持，共溶剂的影响更为显著，而且操作过程中的结构重构或钝化也会改变其工作状态，进而缩小反应窗口并加剧信号漂移（Huang et al., 2025, 2022; Y. Li et al., 2025）。这些限制表明，中性汗液检测还缺少一种关键要素：一种能够实现电子稳定化的金属/氧界面，该界面可以将金属团簇（用于吸附/电子传递）与可逆的M–O/M–OH结构（通过质子耦合实现活化）相结合（Yang et al., 2018）。
值得注意的是，同样的含氧金属表面也可用于实现电位法pH值检测。质子活度会可逆地改变表面–OH和–O-结构之间的平衡，进而重新分配界面电荷，从而产生开路电位的变化（Tang et al., 2022; Wachta and Balasubramanian, 2024）。由于乳酸氧化反应和基于OCP的pH值转换都依赖于相同的–O/–OH表面化学机制，因此实现两种功能的同步检测并非简单叠加，而是一种机制协同的策略：pH值不仅可以反映人体的酸碱状态，还能为基于pH值辅助的乳酸定量提供重要依据。不过，要将乳酸与pH值检测功能整合到紧凑型可穿戴传感器中仍面临不少困难。目前已有许多基于导电聚合物、金属氧化物以及离子选择膜的柔性pH传感器实现了可靠的可穿戴应用（Belcastro et al., 2025; Dervisevic et al., 2023; Jaiswal et al., 2024; C. Li et al., 2025）。本研究并不打算取代这些已成熟的pH检测技术，而是旨在构建一种无需膜结构的金属-氧界面，使得在同一激光写入的柔性平台上既能实现电位法pH值检测，又能进行非酶法乳酸电催化反应。因此，理想的传感器界面需要在中性汗液中依然保持活性与稳定性，同时还需能够通过无需掩模的工艺实现图案化制备。
高熵多金属（氧）纳米颗粒为满足这些要求提供了一种新的解决方案。由于这类纳米颗粒融合了多种元素，其高熵（氧）表面能够维持金属/氧混合的工作状态，同时具备密集的吸附/氧化还原活性位点，从而使传感器的活性窗口不再局限于最适宜的电解质环境（S. Liu et al., 2024; Wang et al., 2023; Zhang et al., 2025）。这种金属/氧双功能结构尤其适合在中性汗液环境中使用：金属团簇可以提供高导电性的吸附和电子传递位点，而含氧结构（M–O/M–OH）则可通过可逆的–O/–OH平衡实现质子耦合激活作用（Hu et al., 2024; Martínez-Hincapié et al., 2025; Mei et al., 2022; Yang et al., 2025）]。通过共同维持金属/氧平衡，避免竞争性吸附和表面重构现象，这种界面能够在复杂的汗液环境中保持功能稳定，显著降低信号漂移现象（Hu et al., 2016, 2024）。不过，要在可穿戴传感器中实现这些优势，还需要在两个方面取得进展：其一是要构建一种稳定且易于使用的金属/氧界面，而不仅仅是增加元素种类；其二是要摒弃传统的粉末合成和滴涂法，采用一种直接在柔性基底上同时构建强耦合导电骨架和多金属催化相的集成化制备工艺（Fan et al., 2025; Guo et al., 2024; Y. Liu et al., 2024）。
在此，我们开发了一种一步式二氧化碳激光写入技术，用于在柔性载体上构建高熵金属-氧传感界面，以实现汗液中的乳酸和pH值监测。首先将壳聚糖-多金属前驱体涂覆在聚酰亚胺表面，然后直接将其转化为带有高熵多金属（氧）纳米颗粒装饰的多孔氮掺杂石墨烯网络（图1a）。由此形成的界面将金属团簇与含氧的金属-氧/金属-羟基结构结合在一起，从而使得在同一柔性平台上即可实现无需酶的乳酸电催化反应，又能进行电位法pH值检测。此外，我们还将激光写入的电极与微流控汗液处理系统以及无线电子元件相结合，实现了在身体上的运动监测功能。通过将界面化学特性、可规模化制造工艺、双重检测模式以及可穿戴设备的验证相结合，这项工作为基于pH值辅助的乳酸定量以及多重汗液生物分析提供了全新的解决方案。
