可穿戴生物傳感器不僅能夠在日常生活中對人體生理指標進行持續的動態監測還能在臨床環境中為臨床醫療提供更多的數據，為個人健康檢測提供了新的方法和思路。因此推動生物傳感器的進一步發展實現更多生理指標的有效檢測成為相關研究的重要方向。汗液中不僅含有豐富的生理標志物，其樣本便于采集、能夠實現連續檢測的優勢，也為實現對人體各類生理指標的實時監測提供了極大的便利。金屬離子與有機配體之間通過配位鍵合形成的高度多孔的框架結構——金屬有機框架（MOF）憑借高度周期性的結構、高度的結構可調性以及超高的孔隙率在在汗液檢測領域展現出獨特潛力。回顧了可穿戴電化學生物傳感器用于汗液檢測的研究進展，詳細介紹了生物酶、生物抗體、分子印跡聚合物、金屬納米材料等常見敏感材料及其檢測原理，總結了汗液中生物標志物的濃度范圍、傳感策略和健康影響。深入探討了MOF用于汗液檢測的優勢與缺點以及常見制備方法，并針對MOF電導率低的問題總結了常見的將MOF與導電材料相結合的方式，重點介紹了將MOF與水凝膠相結合的方案。此外，還闡述了基于MOF的汗液傳感器對葡萄糖、乳酸、皮質醇等生物標志物的檢測應用。最后，對MOF基可穿戴汗液傳感器的發展進行展望，為后續可穿戴電化學汗液傳感器的研究提供了參考。

圖文簡介

圖1 基于MOF的可穿戴電化學汗液傳感器

圖2 電化學汗液傳感器的敏感材料

圖3 典型的基于生物酶和生物抗體的汗液傳感器。(A)基于生物酶的L-乳酸傳感器的檢測原理。(B)用于檢測汗液中葡萄糖的水凝膠。(C)一種用于檢測汗液中乙醇的自供電可穿戴生物傳感器。(D)人工汗液中神經遞質的靈敏酶法測定。(E)用于監測汗液中C反應蛋白的無線貼片示意圖。

圖4基于分子印跡聚合物（MIP）和金屬納米材料的典型汗液傳感器。(A)MIP形成反應的示意圖以及用于監測汗液中皮質醇的柔性分子印跡傳感器。(B)用于檢測汗液中皮質醇和乳酸水平的柔性MIP傳感器及其制造過程。(C)基于花狀金納米結構/氧化石墨烯的汗液中葡萄糖非酶傳感原理示意圖。(D)可穿戴汗液傳感貼片示意圖。(E)基于銅的天然氧化物的非酶電化學傳感器工作電極的制備示意圖。

圖5 金屬有機骨架材料（MOFs）的常見合成方法。(A)水熱法制備Co/Cu-MOF的示意圖。(B)MOF在水凝膠框架上直接生長的示意圖。

圖6 金屬有機骨架材料（MOFs）的常見合成方法。(A)有無調節劑時MOFs的微波輔助合成。(B)聲化學輔助合成法制備CAU-17示意圖。

圖7 基于金屬有機骨架（MOF）的電化學傳感器用于檢測汗液中的葡萄糖和乳酸.（A）基于鎳 - MOF的葡萄糖傳感器。（a）、 （b）全固態非酶促汗液葡萄糖生物傳感器裝置的照片。（c）在20mV s?1下中性溶液中不同葡萄糖濃度的循環伏安（CV）曲線。（d）由（c）得出的電流密度與葡萄糖濃度的關系。（e）由0.75V下的CV曲線得出的電流密度與模擬汗液濃度的關系。（f）使用收集的汗液進行葡萄糖檢測。（B）一種用于檢測汗液中葡萄糖、尿酸和K?電解質的多模態表皮貼片。（C）基于銅 - MHOF的葡萄糖傳感器。（D）基于Fe/Co-MOF的乳酸傳感器示意圖以及Fe/Co-MOF雙網絡水凝膠的制備過程。

圖8 基于金屬有機框架（MOF）的電化學傳感器用于檢測汗液中的生物標志物。(A)基于Ni/Co-MOF的皮質醇傳感器示意圖。(a)Ni/Co-MOF及MOF-SA生物結合物的合成示意圖；(b)碳復合紙（CCP）柔性薄膜電極的制備；(c)皮質醇/適配體/氮摻雜碳復合紙薄膜電極的制備示意圖；(d)皮質醇傳感器貼片示意圖。(B)汗液皮質醇檢測原理示意圖。

圖9 受天然抗壞血酸氧化酶啟發定制納米酶用于汗液抗壞血酸傳感。(a)用于無創健康監測的汗液傳感器；(b)具有銅催化位點以及由組氨酸和色氨酸形成的特異性結合位點的天然抗壞血酸氧化酶，可對抗壞血酸進行選擇性催化；(c)模擬抗壞血酸氧化酶的金屬有機框架概念。藍色、紅色、灰色和白色球分別代表銅、氧、碳和氫原子。

圖10 基于金屬有機骨架衍生的六角棒狀多孔碳的微流控可穿戴電化學傳感器用于汗液代謝物和電解質分析。(A)集成可穿戴傳感器的爆炸圖；(B)采用3D打印技術制備微流控模塊；(C) 傳感模塊示意圖；(D)柔性傳感貼；(E)附著在受試者頸部的設備的實物圖。

審核編輯 黃宇