本文主要聚焦于课题组在2024年度对于智能可穿着生物传感器和生物医药方面的计划遵循进行先容。该系列遵循受到国度当然科学基金、装备教授结合基金、深圳市重心施行室、深圳大学2035追求极度计划筹画和深圳大学合成生物学计划中心计划基金等表情资助www.kk44kk.net。
1. 高效单向药物运输和伤口顾问的水凝胶功能化绷带
报谈了一种具有Janus润湿性的双层结构的水凝胶功能化绷带，可已矣单向药物运输和多功能伤口顾问。Janus图案绷带表层具有多孔梯度润湿通谈，肃穆药物从外部到创面床的单向转运（药物转运遵循高达90%），同期退步药物向不需要的标的扩散（<8%）。底层由壳聚糖季铵盐（HACC）、聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酸（PAA）组成的水凝胶使其具有生物相容性、优异的抗菌性能和止血才略，促进伤口愈合。很是是，具有Janus润湿性的水凝胶功能化绷带表现出优异的机械柔韧性（~198％应变），不错很好地适当皮肤变形（拉伸、攻击或误会）并保捏单向药物运输活动而不会发生任何流露。体内全层皮肤伤口模子阐明，水凝胶功能化绷带可显豁促进上皮化和胶原千里积，普及药物寄递遵循，从而促进伤口闭合和愈合（第15天伤口愈合率为98.10%）。该论文发表在当然指数期刊ACS Nano上，深圳大学为独一完成单元。
图1.水凝胶功能化绷带制备过火机理
原文流畅：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c10766
2. 解救伤口pH值视觉监测的自消毒微针传感贴片
冷漠了大约抑制伤口感染并追踪伤口愈合景色的智能微针传感。基于金属有机框架（MOF）水凝胶的微针顶端不错快速自我消毒并促进伤口愈合。微针贴片的基底基于pH明锐荧光试剂，不错与智高东谈主机集成以可视化图像。此外，通过欺诈机器学习算法不错进一步可靠地评估伤口pH值。多功能微针传感贴片设立了调治与传感相结合的政策来措置延长伤口管制问题，促进了MOF水凝胶的筹办和优化，为疾病会诊和个性化健康管制提供了方便的轨范。该论文发表在当然指数期刊Advanced Functional Materials上，深圳大学为独一完成单元。
图2.自消毒微针传感贴片机理
原文流畅：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202315067
3. 超低检测收尾和自适当可切换的可穿着压力传感器
冷漠了一种基于多圭臬异质性（微/纳米级异质结构和宏不雅异质细胞骨架）的压阻接口，不错动态适当特定的压力传感要求。多刺Ag-MnO2压阻微粒中的微纳米级异质结构大约已矣较低的检测收尾（0.008 Pa），并在高预载下高分辨率（0.0083%）的感知较小的压力增量。此外，具有异质取向的细胞骨架大约已矣各向异性变形，即在低压下快速变形和在高压下稳固开释。与具有同质或单圭臬异质接口的传感器比拟，这种异质标的的筹办提供了可切换的机灵度和使命范围，大约永别复杂的压力源。该论文发表在当然指数期刊ACS Nano上，深圳大学为第一完成单元。
图3.基于多圭臬异质性的压阻界面的筹办
原文流畅：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c12513
4. 可穿着比色面罩用于呼吸氨检测
冷漠了一种穿着惬心的Janus比色面罩（JCFM），通过结合机器学习K-隔邻（K-NN）算法来评估呼吸氨水平。润湿性各别的Janus面料能使得呼出的潮湿单向渗入，保证面部皮肤干爽惬心。比色阵列上的四种不同的pH指令剂算作与氨发生交叉反应的识别元件，通过效法哺乳动物复杂的感觉结构来拿获呼吸氨的光学指纹信息。欧氏距离（ED）用于定量神情1 ppm至10 ppm之间的氨浓度，标明氨浓度与ED反映之间存在线性关系（R2=0.988），检测限可达0.62 ppm。基于RGB反映特征的K-NN算法扶持分析商量氨水平，预计准确率达到96%。该论文发表在当然指数期刊Analytical Chemistry上，深圳大学为第一完成单元。
图4.可穿着比色面罩用于呼吸氨检测表现图
原文流畅：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.3c04383
5. 机器学习结合可穿着开荒，用于精确汗液监测和关系疾病预计
报谈了一种包含监测模块、信号处理和无线通讯的微系统，通过机器学习该便携式平台已矣了混杂要求的快速准确分类，以及在对DPV信息进行全面分析后对Tyr、Trp和pH值进行定量检测。通过监测两周内氨基酸补充剂摄入与否患者的汗液中氨基酸和pH值，咱们发现汗液Tyr和Trp浓度之间存在很强的关系性，准确率达到99.3%。这种可穿着传感器不错个性化监测汗液氨基酸和pH值，这对于畅通-健康的率领至关伏击。该论文发表在中科院一区期刊Biosensors and Bioelectronics上，深圳大学为独一完成单元。
图5.机器学习启程点的可穿着传感器用于永别汗液因素和预计疾病的表现图
原文流畅：https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116712
6. 用于多种健康生物标记物监测的可穿着全集成微针阵列生物传感器
报谈了一种全集成的微针阵列的袖珍化可穿着生物传感器，可同期和捏续地在体育测验时间监测与健康关系的生物标记物（举例葡萄糖、乳酸和乙醇）。传感器由铂层、导电团员物层、用于监测商量生物标记物的氧化酶层和功能化的Nafion保护层组成，其微针阵列已被解说具有优异生物相容性，可无痛地穿透角质层并参预间质液进行监测和分析，且具有高度机灵性。该传感器经过反复对多个受试者的健身关系生物标记物进行永劫候监测，发现驱散涌现与交易开荒具有权贵的关系性。此外，数据通过蓝牙传输到智高东谈主机，并上传到云平台不错进行进一步的健康评估。该计划对促进畅通健康领域的智能可穿着开荒开发具有权贵的鼓舞作用。该论文发表在中科院一区期刊Biosensors and Bioelectronics上，深圳大学为独一完成单元。
图6.基于多路复用微针的可穿着传感器系统的结构和过火旨趣
原文流畅：https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116697
7. 连气儿声能源调治的全集成适形可穿着超声系统
报谈了一种可已矣连气儿声能源学调治的穿着生物电子系统，该系统将超声阵列贴片和由小而小巧的超声启程点电路板以及交互软件组成，可平直连气儿地在皮肤名义使用。柔性压电陶瓷阵列产生的超声具有适合性和纯真性，不错聚焦在皮肤下一定深度病灶部位，具有优异的ROS生成促进才略，最终可指点癌症细胞厌世和肿瘤组织消融，已矣连气儿的抗肿瘤调治。该系统解救对超声贴片进活动态限制，并允许及时调整以优化其在各式欺诈中的性能，举例可通过贴片的形变已矣超声聚焦空间可调性，举例超声聚焦的深度和范围，从而为医疗保健技艺提供更大的纯真性和精度。该一体化可穿着超声贴片系统克服了现存超声开荒的局限性，包括外形沉重、价钱兴奋和操作混乱，大约精确接洽超声病灶深度和范围，证据不同患者的个体需求提供量身定制的调治，在声能源调治领域具有宽敞的欺诈后劲。该论文发表在当然指数期刊Advances Materials上，深圳大学为独一完成单元。
图7.可连气儿声能源调治的全集成适形可穿着超声系统及抗肿瘤调治表现图
原文流畅：https://doi.org/10.1002/adma.202409528
8. 无线及时细胞监测的集成Mini-Pillar平台
报谈了一个集成的微型柱平台，用于原位监测多个细胞代谢经由，通过阵列式微型柱芯片已矣培养基锚定和细胞培养。该平台集成了名义功能化微电极生物传感器，以构建一个集成的微型柱生物传感平台，大约及时、原位监测各式细胞的细胞助长经由。阵列式微型柱芯片可已矣培养基和细胞阵列培养的亲水锚定。用聚苯胺（PANI）和树枝状金功能化的微电极生物传感器表现出优异的线性度（R2= 0.999）和高pH机灵度（63.55 mV/pH），pH范围为6.0至8.0。极度的生物传理性能使其具有世俗的适用性，有助于通过微型柱生物传感平台及时监测药物刺激指点细胞培养基的pH值变化。长久原位监测还有助于3D细胞球体的扶持培养。这种粗陋、pH明锐且生物相容的细胞培养生物传感平台提供了一种监测细胞代谢的新轨范，有望成为原位细胞培养的浩瀚器具。该论文发表在中科院与Science集团衔尾的一区期刊Research上，深圳大学为独一完成单元。
图8.用于原位监测细胞代谢经由的集成微型柱生物传感平台表现图
原文流畅：https://spj.science.org/doi/10.34133/research.0422
9. 顶点水凝胶生物电子学
综述了大约在顶点要求下使命的水凝胶，重心先容了它们在生物电子系统中的欺诈，以及不错赋予水凝胶上述顶点性能的材料开发和结构筹办等政策。总结了现时构建用于生物电子欺诈的顶点水凝胶的政策，包括抗机械挫伤、抗零星、抗溶胀、抗冻结和抗FBR水凝胶。在每种情况下，咱们齐指定了顶点要求怎么损害水凝胶的结构或功能，以及不同的政策怎么匡助沉静劣化。接下来神情了这些顶点水凝胶已矣的潜在生物电子欺诈。终末，揣摸了开发顶点水凝胶生物电子开荒和系统确现时挑战和新机遇。该论文发表在当然指数期刊Advanced Functional Materials上，深圳大学为第二完成单元。
图9.顶点水凝胶生物电子学，包括抗机械挫伤，抗肿胀，防冻等水凝胶生物电子学
原文流畅：https://doi.org/10.1002/adfm.202405896
10.及时生酮饮食管制的可穿着垂直石墨烯微针生物传感器
冷漠了一种用于及时监测酮和葡萄糖的可穿着微针生物传感器。该微针阵列具有优异的机械性能，不错对间质生物标记物进行一致的采样，同期减少与皮肤穿刺关系的难受。具有出色导电性的垂直石墨烯为所得传感器提供了234.18μa mM-1cm-2的高机灵度和1.21μM的低限检测。在志愿者使用经由中，全集成的生物传感器涌现出了浩瀚的动态代谢物水平追踪性能和分析才略。此外，体内评估的驱散与交易血液测量驱散具有权贵的关系性。总体而言，这种经济高效的全集成的生物传感安装不错加快生酮饮食在个东谈主养分和健康管制以及在肥壮、癫痫、糖尿病和阿尔茨海默病等疾病调治中的欺诈。该论文发表在当然指数期刊Analytical Chemistry上，深圳大学为独一完成单元。
图10.及时生酮饮食管制的可穿着微针生物传感器的表现图和图像
原文流畅：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.analchem.4c00960
11.生物化学传感器中东谈主工智能算法
这篇综述长远探讨了将AI算法（包括分类、转头和聚类技艺）集成到各式生化传感器中的最新进展。揣摸涵盖了AI技艺的代表性类型和功能，很是强调了它们在电化学、电化学发光、荧光、比色法和拉曼光谱学中的欺诈。为了激发其他计划东谈主员使用AI技艺合理灵验地措置问题，咱们悉心抽象了AI在各式高下文中的具体已矣，包括扶持会诊、精确分析、性能增强和系统优化。通过详备探索东谈主工智能如安在这些生化传感领域中领路作用，发扬了欺诈的广度以及对传感技艺的准确性和遵循的潜在影响。最终，咱们发扬了与生化传感器和AI交融关系的挑战和机遇。它不仅卓绝了交易化的光明远景，还措置了告捷整合这些技艺需要克服的辞谢。该论文发表在中科院一区期刊Trac-Trends in Analytical Chemistry上，深圳大学为独一完成单元。
图11. AI算法出于各式主义和功能处理生化传感器数据
原文流畅：https://doi.org/10.1016/j.trac.2024.117613www.kk44kk.net