可穿戴传感技术在健康监测领域潜力巨大，但现有设备普遍存在检测指标单一、无法在体再生、环境稳定性差等问题，难以满足日常场景下长期、连续的健康管理需求。近日，一项发表于《Nature Biomedical Engineering》的研究提出了一种创新的无线、无电池、可原位再生的多模态分子汗液传感系统（IREM-W⟡MS），有望突破上述瓶颈。

该研究由美国加州大学尔湾分校（UC Irvine）的Rahim Esfandyarpour教授团队牵头完成。研究团队首次将基于密度泛函理论（DFT）指导设计的分子印迹聚合物（MIP）集成于柔性可穿戴平台，实现了对汗液中皮质醇、尿素、乳酸和葡萄糖四种关键生物标志物的同步、高灵敏、高选择性检测，并支持长达21天的连续监测。

传统可穿戴生物传感器多依赖酶、抗体等生物识别元件，易受温度、pH等环境因素影响，且难以重复使用。针对这一挑战，研究团队利用DFT计算筛选并优化了功能单体组合，合成了对环境稳定的MIP，并创新性地引入普鲁士蓝（PB）作为内源性氧化还原探针，使传感器可在低电压（+0.1 V）下稳定工作，避免了高电压对聚合物结构的破坏。

该系统的核心突破在于实现了自动化的“在体原位再生”。通过施加-0.5 V的恒电位计时电流（ECA）技术，可在55秒内有效洗脱MIP空腔中捕获的目标分子，恢复传感器初始信号，回收率达98.7%。配合集成式微流控通道，系统可在5.2分钟内完成旧汗液排出与新汗液置换，有效避免样本交叉污染，支持传感器重复使用至少100个循环。

此外，该设备无需内置电池，依托近场通信（NFC）技术从智能手机无线获取能量并传输数据。设备还集成了离子电渗（IP）模块，通过低至100 µA的微电流刺激汗液分泌，可持续产汗2小时，显著优于传统毛果芸香碱凝胶（约30分钟）。柔性微流控通道和基于SEBS弹性体的电极设计使其具备优异的皮肤贴合性与力学稳定性（可承受500%拉伸）。

在人体试验中，研究团队通过应激测试（Stroop test）、餐后代谢监测及运动实验，验证了该系统对压力、饮食和体力活动引起的生物标志物动态变化的实时捕捉能力。与金标准方法（ELISA、UPLC等）的对比验证显示，二者相关系数（r）超过0.999，Bland-Altman分析表明误差在±3%以内。该系统还成功追踪了健康的昼夜皮质醇节律，并实现了对运动中乳酸快速代谢响应的、以分钟为时间分辨率的采样监测。

该研究首次实现了集多模态检测、无线无电池驱动、自动再生与环境稳定性于一体的可穿戴汗液传感系统，为慢性疾病管理、压力评估及个性化健康监测提供了全新的技术平台。研究团队指出，该系统有望推广至体育科学、居家医疗及社区健康筛查等非临床场景。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41551-026-01670-2

注：此研究成果摘自《Nature Biomedical Engineering》杂志，文章内容并不代表本网站的观点和立场，仅供参考。