我院潘昀路教授團隊在可穿戴健康監測研究中取得重要進展

（阚思邈 黃聰 文/圖）近日，機電學院潘昀路教授團隊在可穿戴健康監測研究領域取得重要進展，開發出可以在真實人體汗液樣本中檢測炎症細胞因子的場效應管傳感器。相關研究以《具備汗液自動收集能力的柔性可重複使用納米傳感器，用于炎症風暴标記物檢測》（Flexible/Regenerative Nanosensor with Automatic Sweat Collection for Cytokine Storm Biomarker Detection）為題發表在《美國化學學會-納米》（ACS nano）上，并被選為當期封面文章。這一研究為人體免疫反應的無創監測提供了技術支撐。

對于人體汗液中腫瘤壞死因子-α等低濃度細胞因子的實時監測有助于臨床醫生評估炎症的嚴重程度。傳統的免疫熒光法和酶聯免疫吸附法等因其操作複雜、耗時長而無法廣泛應用。微型可穿戴傳感器為細胞因子的測量提供了更直接、更有效的選擇。然而，在實際檢測中，由于汗液中存在雜質分子，低濃度腫瘤壞死因子-α的檢測往往難以進行。

針對這一難題，潘昀路教授團隊研制了具備汗液自動輸送能力的納米結構陣列，再采用全氟磺酸樹脂/适配體修飾的二硫化钼場效應管作為敏感元件，構建了一種可重複使用傳感器，具有圖案化潤濕性的納米結構陣列可自動收集汗液，并阻止雜質污染檢測區。該裝置可直接檢測未稀釋汗液中的 腫瘤壞死因子-α蛋白，檢測範圍低至10-14摩爾級别。超薄、超柔性基底的使用确保了穩定的電氣性能，即使在發生多次劇烈變形後也是如此。研究結果表明，該設備有可能通過汗液檢測對患者的免疫狀态進行實時評估和管理。

哈工大為論文唯一通訊單位，機電學院潘昀路教授、李斐然副教授、黃聰助理研究員和材料學院胡平安教授為論文共同通訊作者。黃聰助理研究員為排名第一的共同第一作者，機電學院博士研究生楊炜嵩、王昊、黃穗楚為論文共同第一作者。山東大學王子然研究員、北京航空航天大學郝壯副教授、哈工大電氣學院高珊珊副教授參與相關研究工作。

該研究獲國家自然科學基金、黑龍江省自然科學基金、中國博士後科學基金、重慶市自然科學基金資助。

論文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c0445

相關研究被選為2024年第32期《美國化學學會-納米》封面

具備汗液中痕量蛋白檢測能力的傳感器總體功能示意圖