在当今社会，随着生活质量的提高，人们对自身健康的关注也日益增加，直接带动了健康监测市场的快速扩展。其中，血糖浓度是反映健康状况和人体代谢能力的重要指标。传统的血糖监测通常需要刺破皮肤，造成痛苦且不便。而通过汗液等体液的无创检测，将为糖尿病患者提供更为便捷的监测方法，从而显著提升生活质量。尽管目前市场上已有许多种不同类型的血糖传感器，但蛋白酶传感器由于对环境条件有诸多要求（如温度、pH值等），稳定性较差，难以满足实际应用需求。因此，非酶传感器成为了研究热点。以CuO为基础材料的传感器在电催化活性方面表现优异，但其电化学反应需要在强碱环境中进行，而汗液的pH值通常介于5至8之间，如何在可穿戴设备中实现CuO在汗液中的有效检测成为一大难题。
1. 非酶传感技术：本研究开发了一种基于CuO/CaTiO3的非酶柔性可穿戴传感器，可以持续检测汗液中的葡萄糖浓度。
2. 热转印制造技术：传感器采用热转印打印技术制造，具有低成本、操作简便和快速小批量生产的优点。
3. 自主设计的NaOH/Nafion/PEO混合薄膜：通过纳入这一特别设计的薄膜，传感器在任何时间均能处于强碱环境，从而实现无预处理和制备的即时检测。
4. 卓越的传感性能：该传感器展现了高灵敏度（487.3μA mM-1 cm-2），检测限低至0.75μM，动态线性范围宽（0.01mM至2mM），响应速度快（小于0.1s），并具有优良的生物相容性、选择性、重现性和稳定性。
图1：所提出的可佩戴且柔性的葡萄糖传感器的示意图，其具有在连续葡萄糖检测中的应用机制、热转印技术制造工艺、人体皮肤上的横截面视图以及用于健康监测的大数据分析。
图2：(a)葡萄糖检测系统的示意图(b)在0.01mM葡萄糖存在下，CaTiO3/CuO修饰的工作电极和裸CuO修饰的工作电极的CV测试(c)在0.01mM葡萄糖的情况下，对CaTiO3/CuO修饰的电极进行CV测试(d)扫描速度测试的校准曲线(e)下一个稳态电流的响应时间(f)0.01mM至2 mM的不同葡萄糖浓度的电流响应曲线 (g)0.01mM至0.05 mM的不同葡萄糖浓度的电流响应曲线 (h)低浓度葡萄糖测试的校准曲线。(I)将NaOH/Nafion/PEO共混膜浸入PBS(pH=7)中90秒后溶液pH的变化。
图3：(a)在+0.25 V下连续添加干扰化学物质期间传感器的电流响应。(b)干扰物的标准化响应。(c)CV试验的10次连续测量。(d)五周内在0.01mM葡萄糖存在下的电流响应。
图4：(a)自行设计的便携式汗液葡萄糖浓度检测仪 (b)弯曲前后的LSV曲线和扭转前后的DPV曲线，插图是传感器弯曲90°和扭转90°的图像(c)(e)运动期间人体真实汗液测量方法的照片(d)(f)运动前后葡萄糖浓度变化的电流响应。
【参考文献】
https://doi.org/10.1016/j.microc.2024.111690
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