【成果】董炎副教授在柔性无线可穿戴传感器方面取得进展

  近日，公司董炎副教授在柔性无线可穿戴传感器方面取得进展，相关研究成果“An artificial intelligence-assisted, kilometer-scale wireless and wearable biochemical sensing platform for monitoring of key biomarkers in urine”发表在《Biosensors and Bioelectronics》。《Biosensors and Bioelectronics》是生物传感器领域的国际知名期刊，目前影响因子为10.5（SCI一区）。论文第一作者为董炎副教授与人工智能专业2023级硕士研究生安文政，通讯作者为张冬至教授和董炎副教授，BB贝博艾弗森为唯一署名单位和通讯单位，该研究得到国家自然科学基金项目、山东省泰山学者项目、山东省海外优青等项目的资助支持。

图1 论文首页

可穿戴生化传感器能够实现对体液中生物标志物的无创监测，在推动个性化健康管理方面发挥着关键作用。目前最先进的无线可穿戴生化传感器仍存在体积庞大、样本差异导致检测精度不足、无线通信距离短且信号弱、以及系统层面难以与数据处理算法集成等问题。为解决这些难题，本研究开发了一种全范围无线可穿戴生化传感平台，可集成于尿布中监测四种尿液生物标志物（二甲胺、肌酐、葡萄糖和氢离子浓度），并支持两种可切换无线模式。为简化电路设计并缩小传感平台体积，我们通过定制分子印迹聚合物作为离子载体开发了高性能离子选择电极，从而构建了用于检测二甲胺和肌酐的柔性无源电位型传感接口。窄带物联网远场无线模式可实现远程同步尿液生物标志物监测，工作范围达数十公里；而LC谐振近场无线模式则能实现无电池间歇式检测。该可穿戴传感器可轻松在窄带物联网远场与近场无线模式间切换，以适应不同应用场景。该无线传感平台实现了可穿戴生化传感器与多层感知器数据校准系统的系统级集成，通过数据自动校准有效降低因pH值波动引起的误差，显著提升检测精度，为新一代健康管理应用深化人工智能与可穿戴生化传感器的融合奠定了基础。

图2无线可穿戴生化尿液传感平台的基本概念和工作原理示意图

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117844