穿戴生物传感器通过柔性基底与生物传感元件的结合,具有轻量化、可拉伸及生物相容性等优势,能够贴合皮肤或集成至衣物,连续、无创监测生理信号。汗液富含葡萄糖、乳酸、尿酸及电解质等生物标志物,是一种疾病诊断、健康管理及运动医学研究中的理想介质。然而,现有汗液检测技术,如电化学法(易受信号干扰、电极钝化)和比色法(灵敏度低、稳定性差)仍存在固有局限。表面增强拉曼散射(SERS)技术因高灵敏度、多重检测能力等优势,成为理想解决方案。但传统刚性SERS基底机械柔性差,难以适配可穿戴需求,而柔性SERS基底兼具拉伸性、皮肤粘附性及生物相容性,可集成于柔性电子器件,实现动态监测。因此,开发基于柔性SERS基底、兼容手持拉曼设备的多组分汗液传感器,对实现原位、实时、高精度健康监测具有重要意义。
针对以上挑战,林多教授团队成功开发了一种柔性SERS基底的可穿戴汗液传感器,通过集成纸基微流控系统实现了汗液多成分原位检测。该传感器采用柔性可拉伸设计,可贴合皮肤长达12小时,通过纸基微流体的毛细作用实现无泵汗液收集与传输。实验表明,传感器可精确检测汗液pH值(4-7.5)、尿酸(17μM)和葡萄糖(1μM),15分钟即可完成稳定检测,该工作有望为汗液多组分原位检测提供轻量化、高兼容性的解决方案,推动可穿戴传感技术在健康监测与疾病预警中的实际应用。
该研究相关成果以“Wearable nanoplasmonic sensor based on surface-enhanced Raman scattering for multiplexed analysis of sweat”为题发表于光学类权威期刊《Photonics Research》(中科院一区TOP) ,并被选为封面论文。福建师范大学为第一完成单位,硕士研究生王楠为第一作者,林多教授、沈毅教授和冯尚源教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才、福建省杰出青年科学基金等项目资助。
该工作被选为《Photonics Research》2025年第8期的封面
论文链接:https://www.researching.cn/articles/OJ35e551d57f2f24ec
(光电与信息工程学院)