可穿戴传感器：尿管感染，早知早治

尿路感染（UTI）是全球最常见的细菌感染之一，尤其在使用导尿管的患者中更为常见。传统检测方法如尿常规和尿培养存在灵敏度低、耗时长等问题，难以实现早期诊断与连续监测。一项发表于《Biosensors and Bioelectronics》的最新研究，提出了一种集成式可穿戴荧光传感器，能够在导尿袋中实时、精准地检测大肠杆菌（E. coli），为尿路感染的早期预警提供了全新解决方案。

图1.A)500毫升容量尿液导管袋连接装置的示意图，右侧为对应子组件的分解视图。B)装置固定于尿液导管袋的照片，附带无菌PBS对照样本，并固定于腿部。C)用户手持智能手机展示连接设备后应用程序的初始界面。D)装置内部结构图。E)装置检测模块俯视图，显示环绕灰色传感器均匀分布的八个白色紫外线LED。

设备亮点：轻便、智能、高精度

该传感器采用柔性电路板设计，重量仅72克，可贴合于导尿袋表面，实现“贴身监测”。其核心机制基于大肠杆菌特异性酶反应：当细菌代谢底物MUG时，会产生荧光信号。设备内置多通道颜色传感器与8颗紫外LED，通过检测激发光与发射光的对比度变化，判断细菌是否存在。

值得一提的是，设备搭配自主研发的手机应用，用户可通过蓝牙远程控制、实时接收数据，并在本地完成分析，无需依赖云端计算，兼顾效率与隐私安全。

性能卓越：快速检测、高度特异

研究团队使用不同浓度的大肠杆菌样本进行测试，结果显示：

检测范围覆盖 10⁰至 10⁵ CFU/mL；

检测时间随浓度升高而缩短，从9小时（1 CFU/mL）降至3.5小时（10^5 CFU/mL）；

检测时间与细菌浓度对数呈强线性关系（R² = 0.9996），便于浓度估算。

此外，设备在多种致病菌（如铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、表皮葡萄球菌）中仅对大肠杆菌产生响应，展现出优异的选择性。

模拟真实场景：膀胱模型验证

为验证设备在实际场景中的适用性，研究人员构建了体外膀胱模型，使用含大肠杆菌的PBS与人尿样本进行测试。结果显示：

在流动尿液环境中，设备仍能稳定检测并估算初始菌浓度；

检测时间与静态样本接近，差异仅约10分钟，展现出良好的环境适应性。

未来展望：从实验室走向临床

尽管该设备在实验中表现优异，研究团队指出，下一步将重点开展临床样本验证与大范围临床试验，进一步优化其在复杂尿液环境中的稳定性与准确性。同时，结合反应动力学模型与试剂扩散分析，有望进一步提升检测的灵敏度与解释性。

结语

这款集成式可穿戴传感器不仅具备轻便、易用、低成本的特点，更在尿路感染的早期诊断与连续监测中展现出巨大潜力。随着技术的不断完善与临床推广，它有望成为医院与家庭护理中防控导管相关尿路感染的重要工具，推动精准医疗与远程健康管理的发展。

文献参考: https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117539