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近期，中国科学院合肥物资院固体所情况材料与污染节制研究部黄行九研究员团队研发了包括固体接触材料、传感器阵列、微流控芯片、旌旗灯号转导与处置和数据可视化等多个模块的全集成多路手表，实现了对汗液中多种心理离子(K+，Na+和Ca2+)的及时靠得住监测。相干研究功效颁发在国际期刊ACS Nano上。　　无创辨认汗液中的电解质离子对诊断医学疾病具有主要意义，为评估人体健康供给了要害的消息。当前，固然多种纳米材料已被用在制造汗液传感器的焦点组件——固体接触，并在尝试室情况下揭示出了超卓的阐发能力，但这些材料在实在场景中对汗液离子进行及时监测的靠得住性还没有获得充实验证和周全考量。另外，今朝研发的一些多模块集成可穿着装备，过在重视模块间的调和性，却常常采取市道上已有的简单材料作为固体接触，这在必然水平上减弱了固体接触在提高汗液传感器机能方面的焦点感化。传感芯片的不变性对其利用结果和利用寿命有着相当主要的影响，是确保传感器可以或许持久不变运转的基石。是以，若何设想一个不变的固体接触界面，将多个模块完全集成到一个汗液传感器中，并实现同时对多个方针离子的高不变性监测，依然是一个庞大的挑战。　　基在上述问题，固体所研究团队设想研发了具有丰硕微纳布局的SnS-MoS2异质结等高效的离子敏感膜材料(ACS Sens. 2024, 9, 1, 415-423)，发觉异质界面可加快电子传送并同时按捺界面水层的特征，实现了尝试室前提下具有极低电位漂移的Na+持久不变检测(1.37 μV/h，24 h)。另外，研究团队开辟了持久电位漂移仅为1.23±0.13 μV/h(24 h)的CunS固体接触材料，固-固界面的X射线接收邃密布局(XAFS)光谱成果说明了离子选择膜中亲脂阴离子(TFPB-)介入CunS氧化还原反映的转导机制，为设想亲脂阴离子触发离子-电子转导的氧化还原材料供给了有用的策略(Anal. Chem. 2024, DOI：10.1021/acs.analchem.4c00590)。　　在前期工作根本之上，研究团队聚焦电位传感芯片的焦点模块——固体接触界面，设想了具有高界面不变性的多层孔交联氮搀杂多孔碳微球作为固体接触材料，保障了传感界面的不变性。同时，连系计较机断层扫描手艺和固-固界面电位分散摹拟，发觉其具有极低的界面分散电位和高界面电容，证明了多层孔交联氮搀杂多孔碳微球的杰出固体接触潜力。　　基在上述研究，研究团队进一步开辟了基在多层孔交联氮搀杂多孔碳微球传感器阵列的多路手表，包括固体接触、传感器阵列、微流控芯片、旌旗灯号转导、旌旗灯号处置、数据可视化等多个模块，可同时高度选择性地不变监测K+、Na+和Ca2+离子，实现了对人体汗液中K+、Na+和Ca2+离子浓度靠得住的及时监测。该多路手表即便在放置半年后，仍能实现对人体汗液中的K+、Na+和Ca2+离子的靠得住监测，其不变性远远跨越其它传感芯片，具有优良的持久利用性。该研究中分析斟酌材料设想、界面机理研究、传感器芯片量产、模块化完全集成等身分的开辟策略，为鞭策多种手艺融会的可穿着电化学汗液传感器供给了更多可能性。　　固体所博士生蔡鑫、夏瑞泽和硕士生刘子豪为论文的配合第一作者，黄行九研究员、李培华助理研究员和杨猛副研究员为配合通信作者。该研究工作获得了国度重点研发打算项目、中国科学院青年立异增进会和国度天然科学基金项目等的帮助。　　图. 监测汗液中电解质离子的全集成多路手表：(a-c)三通道传感器阵列示企图和响应的光学照片；(d)全集成多路手表的爆炸图；(e)包罗电源治理、旌旗灯号转导、处置、有线/无线传输到用户界面的传感器阵传记输组件的系统示企图；(f)自愿者佩带的手表和响应内部的光学照片；(h)佩带手表的自愿者及时活动测试时的K+、Na+、Ca2+阐发成果(红线)、半年后的监测成果(灰线)、响应的ICP-MS测试成果(圈)和显示及时监测模块照片(插图)。