近日，化學(xué)化工學(xué)院在分析化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊、Nature Index期刊Analytical Chemistry發(fā)表最新研究論文Reusable Self-Powered Electrochromic Sensor Patch Based on Enzymatic Biofuel Cells for On-Site Visualized Monitoring of Lactic Acid。江蘇大學(xué)為第一完成單位，魏婕副教授和王坤教授為論文共同通訊作者。
可穿戴傳感器在運(yùn)動(dòng)評(píng)估、健康監(jiān)測(cè)和醫(yī)療診斷等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，然而大多數(shù)已報(bào)道的可穿戴傳感器在檢測(cè)過(guò)程中仍依賴(lài)復(fù)雜的非移動(dòng)設(shè)備如電化學(xué)工作站進(jìn)行供能、信號(hào)轉(zhuǎn)換和讀取，且僅能將感知信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，缺乏直觀(guān)的可視化功能。
為解決上述問(wèn)題，該工作以汗液中的乳酸（LA）作為目標(biāo)分析物，構(gòu)建了一種基于酶生物燃料電池的可視化傳感貼片。檢測(cè)過(guò)程中，利用親水性瓊脂糖水凝膠和疏水SiO2膜協(xié)同調(diào)控汗液的收集與排出；利用電極上修飾的乳酸氧化酶將LA氧化為丙酮酸，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)換。所產(chǎn)生的電子從外電路轉(zhuǎn)移至陰極，進(jìn)一步將陰極表面修飾的普魯士藍(lán)（PB，著色態(tài)）還原為普魯士白（PW，褪色態(tài)）。通過(guò)裸眼觀(guān)察可以實(shí)現(xiàn)LA半定量檢測(cè)，或結(jié)合手機(jī)APP輸出的RGB值實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)。為降低測(cè)試成本，可對(duì)貼片施加電壓使PW氧化為PB，電極由褪色態(tài)再次變?yōu)橹珣B(tài)，從而實(shí)現(xiàn)傳感器貼片的重復(fù)使用。該工作為汗液乳酸監(jiān)測(cè)提供了新方法，同時(shí)為可視化可穿戴傳感器構(gòu)建提供了新策略。
該研究成果得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。（化學(xué)化工學(xué)院）
文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c06000
