突破性新技术！10分钟无创检测汗液指标，健康监测进入智能时代

一、引言

在健康监测领域，血液和尿液检测虽广泛应用，但存在侵入性高、流程复杂等痛点。近年来，汗液因其非侵入、易采集的特性，成为生物标志物检测的新宠。然而，传统汗液检测技术灵敏度不足、操作繁琐，难以满足临床与个性化健康管理的需求。中国国防科技大学团队在《Chemical Engineering Journal》发表最新研究，首次将表面增强拉曼光谱（SERS）与数字微流控（DMF）技术结合，开发出高灵敏度、高通量的汗液生物标志物检测平台。这一突破为实时健康监测提供了全新解决方案！

 二、技术亮点：三大创新颠覆传统检测

1、金纳米棒阵列（AuNRAs）基底：信号增强百倍

传统SERS检测依赖胶体纳米颗粒，但存在稳定性差、易聚集等问题。研究团队采用倾斜角沉积技术（OAD），在DMF芯片上制备了高密度、均匀排列的金纳米棒阵列。

“热点”密度提升：纳米棒间隙形成多重电磁场增强区域，显著放大拉曼信号。

稳定性升级：基底信号均匀性（RSD仅3.65%），存储两个月后性能仅下降15.5%，远超传统胶体基底。

2、数字微流控芯片：全自动、低耗样

无需泵阀：通过程序化电压控制液滴生成、移动与混合，10分钟内完成多样本并行检测。

超低样本量：单次检测仅需1.6微升汗液，适合婴幼儿、运动员等敏感人群。

3、AI赋能定量分析：1D-CNN模型精准预测

结合一维卷积神经网络（1D-CNN），平台可快速解析尿素和乳酸的拉曼光谱，检测限分别达10⁻⁵ M（尿素）和10⁻⁴ M（乳酸），准确率超过传统生化分析方法（图1）。

 三、应用场景：从实验室到日常健康管理

临床诊断：实时监测肾病患者的汗液尿素浓度，替代部分血液检测。

运动医学：运动员运动中乳酸水平动态追踪，优化训练强度。

公共卫生：大规模筛查代谢综合征高风险人群，助力疾病预防。

实验验证：

真实汗液样本检测：志愿者运动后汗液分析显示，尿素浓度约10 mM，乳酸约2 mM，与商用试剂盒结果高度一致（误差<5%）。

多组分同步检测：尿素与乳酸混合样本中，拉曼信号无交叉干扰，选择性优异（图2）。

 四、未来展望：便携设备开启健康监测新纪元

研究团队已将平台与便携式拉曼光谱仪集成，设备尺寸仅手掌大小，支持现场快速检测。下一步计划拓展至更多生物标志物（如皮质醇、葡萄糖），并开发可穿戴式传感器，实现全天候健康追踪。

 五、结语

从实验室到日常生活，智能检测技术正悄然改变健康管理方式。这项研究的突破不仅为疾病预防开辟了新路径，更让“随时掌握自身健康”成为可能。未来，随着技术迭代，我们或许只需一滴汗液，即可全面了解身体状态——健康监测，从未如此简单！

图 1. 数字微流控芯片的设计。（a）说明汗液生物标志物的示意图。（b）SERS 检测和 AuNRAs 示意图。（c）数字微流控芯片的示意图。（d）制造 DMF 下电极板的工艺流程流程图。

图 2. 数字微流控芯片的制造。

 原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.161849