可穿戴光纤SERS传感器基于灵活的"水凝触角"用于汗水远程和现场检测
Chen Shi1, Xinghua Yang1, Zhihai Liu1
1Key Laboratory of In-Fiber Integrated Optics, Ministry of Education, Harbin Engineering University, Harbin 150001, P. R. China.
ACS sensors
|March 13, 2026
概括
一种新的灵活的水凝触角光纤 (HTOF) SERS传感器可以实现远程汗水分析. 这种可穿戴设备集成了采样和检测,实现了高灵敏度和健康监测的准确性.
科学领域:
- 分析化学 分析化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 可穿戴表面增强拉曼光谱 (SERS) 传感器为汗水分析提供了潜力,但在集成采样,传感和远程检测方面存在困难.
- 现有的系统往往缺乏在可穿戴应用中进行持续的现场监控所需的灵活性和稳定性.
研究的目的:
- 开发一个灵活的"水凝触角"光纤 (HTOF) SERS传感器,用于远程,在汗水中分析物的现场分析.
- 创建一个综合系统,结合采样,传感和检测,用于可穿戴健康监测.
主要方法:
- 一种柔性水凝触角 (HT) SERS基材的制造,在现场通过在光纤尖端与Ca2+交叉连接一个吸水性水凝.
- 使用光纤传输光线与HT相连,用于直接分析样本和SERS检测.
- 使用4-mercaptopyridine (4-Mpy) 的性能评价和使用1D-CNN模型在汗水生物标记物的半定量识别中的应用.
主要成果:
- 实现了高增强系数 (EF) 的9.44 × 10^10和低检测极限 (LOD) 的8.69 × 10^-11M为4-Mpy.
- 显示出优异的传感器稳定性,在40天后保留了95.24%的SERS活动,并具有较低的批量变化 (RSD为2.64%).
- 使用1D-CNN模型实现了高达91.05%的尿酸,肌素和尿素半定量识别准确度.
结论:
- 灵活的HTOF SERS传感器为可穿戴,远程和现场汗水分析提供了一个有前途的平台.
- 该传感器具有高灵敏度,稳定性和灵活性,适合集成到可穿戴设备中.
- 开发的系统显示出非侵入性病评估和持续健康监测的巨大潜力.
