理想的醫療保健系統應該能夠在患者疾病發作前提供健康狀況監測和治療。當患者出現不正常的健康狀況時，系統能夠檢測并解決問題。目前，患者通常是在出現明顯癥狀以后開始就醫，然后接受專科醫生的被動治療和監測。因此，迫切需要一種能夠幫助患者在無需昂貴設備或專業人員參與的情況下對自己進行健康監測的方法，以便及早發現并及時管理疾病。

隨著醫療診斷技術的發展，可穿戴生物傳感器技術持續開拓，它為當前面臨的醫療問題提供了創新的解決方案。可穿戴生物傳感器能夠在與被采樣生物流體直接接觸的同時，通過對生物流體中生化標志物的動態、無創測量，提供連續、實時的生理信息，而不會給佩戴者帶來不適。

近些年，可穿戴電子設備發展迅速，它們已經可以準確測量心率、體溫和血壓等生命體征，反映并監測用戶的健康狀況。然而，這些生物物理參數缺乏關于人體動態生化和代謝過程的直接信息。生物流體（如汗液、眼淚、唾液或組織液）作為分析物備受關注，因為它們易于采樣，有潛力通過了解人體更深層次的生物分子狀態提供連續、實時的生理信息。

與其它生物流體相比，汗液中含有豐富的分析物，可以傳達人體的生理信息，并與血液水平密切相關，在可穿戴傳感方面具有巨大優勢。可穿戴汗液監測平臺能夠在汗液產生的位置收集并分析汗液，從而實現自主、連續、實時的感知。汗液的原位定量分析，對于監測生理健康狀況和診斷疾病具有十分重要的意義。

自2013年首次提出用于實時分析汗液乳酸的可穿戴汗液傳感器以來，后續很多研究已經實現了對汗液中電解質、代謝產物、藥物、微量元素等信息的監測。熒光傳感和比色法等光學方法以及電化學傳感方法，已經應用于汗液分析物的檢測。電化學傳感是一種常見且成熟的汗液分析方法，廣泛應用于可穿戴傳感器，憑借其高性能、便攜性、簡單性和低成本而主導了臨床診斷應用。

近來持續的技術發展，推動了可穿戴電化學汗液傳感器的日益成熟。能夠同時檢測多種分析物的完全集成的多路傳感系統，提高了汗液傳感器的實用性，為大規模臨床和生理研究提供了通用的可穿戴平臺。

離子電滲療法的應用，使得久坐場景下的主動排汗成為可能，從而滿足疾病診斷和健康監測的要求。微流控技術的集成克服了許多影響數據完整性和汗液收集的問題，同時大大改善了樣本傳遞，從而提高了汗液分析物測量的時間分辨率和準確性。

在可穿戴供能系統方面，集成能量收集和存儲器件的自供電可穿戴傳感器，有助于高效、可持續自主可穿戴系統的設計和運行。這些傳感器將生成大量的時序數據，可以通過大數據技術進行分析，從而推動醫療個性化和智能化時代的到來。

首先，研究人員總結了利用可穿戴傳感器監測汗液的優勢，詳細介紹了汗液中反映人體生理信息的各種分析物，并給出了汗液刺激和收集的方法。

微流控汗液傳感器示例

然后，研究人員展示了可穿戴電化學汗液傳感器的組件。對于傳感元件，需要考量為不同分析物選擇合適的傳感模式和電化學檢測方法。對于電子元件，除了實現信號處理和無線數據傳輸等功能外，還需要強調供電方法的優化。

不同材料制成的可穿戴汗液傳感器示例

自供電傳感器示例

進而，研究人員詳細介紹了一些典型的傳感器件，它們在針對不同分析物的可穿戴電化學汗液傳感器的發展史上具有重要意義。

用于檢測代謝物和電解質的可穿戴電化學汗液傳感器發展史

最后，研究人員闡明了可穿戴電化學汗液傳感器在生物醫學傳感領域具有的巨大優勢和潛力，總結了可穿戴汗液傳感器未來面臨的挑戰和可能的發展方向。具體來說包括：進一步開發綜合、多功能汗液分析；提高汗液樣本的可靠性；開發更高效的能量收集和存儲器件；檢測汗液中的低濃度分析物；改善久坐環境中的汗液刺激和收集方法。

參考文獻：Wearable and flexible electrochemical sensors for sweat analysis: a review

編輯：黃飛

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