用“纳米墨水”打印技术实现了可穿戴汗液传感器突破性进展

加州理工学院高伟教授团队开发的“纳米墨水”打印技术实现了可穿戴汗液传感器的突破性进展。该技术通过喷墨打印分子选择性核壳纳米颗粒阵列，解决了传统传感器在检测多样性、稳定性和量产能力上的瓶颈。

技术核心：

1. 核壳纳米颗粒设计：
   • 分子印迹聚合物（MIP）外壳：通过模板分子预吸附形成选择性结合腔，可定制识别维生素C、肌酐等目标分子
   • 镍六氰基铁酸盐（NiHCF）核心：提供稳定的电化学信号转导能力，在生物体液中保持长期稳定性（经5,000次循环伏安扫描后性能无衰减）
2. 规模化生产：
   • 采用优化纳米墨水配方（乙醇/水/NMP混合溶剂），实现高精度喷墨打印
   • 打印的1,078个传感器电流密度标准差仅±67.9 nA/mm，弯曲1,200次后性能稳定

应用突破：

• 长期COVID监测：通过汗液无创检测维生素C、色氨酸和肌酐，与血清浓度高度相关（Pearson系数0.81–0.87）
• 癌症治疗药物监测：实时追踪环磷酰胺、白消安等药物浓度，与质谱检测结果相关系数达0.92–0.98
• 植入式传感：小鼠模型中实现皮下多药同步监测，植入14天后仅引发轻微炎症反应

性能优势：

• 检测灵敏度：维生素C检测限低至0.1 μM（人工汗液中平均峰值电流611.9 ± 67.9 nA·mm）
• 环境耐受性：90°C高温下性能损失仅24%，室温存储4个月后保持80%以上灵敏度
• 多目标检测：通过不同纳米墨水组合，可同时监测氨基酸、代谢物、激素等20+种生物标志物

该技术已发表于《Nature Materials》，为个性化医疗提供了兼具精准监测与大规模生产能力的解决方案，特别是在癌症治疗剂量优化和慢性病管理领域展现出重大应用潜力。