东北师范杨丽Anal. Chem.: 可穿戴眼罩生物传感器检

作者：张馨予

近日，东北师范大学杨丽教授课题组开发了一种新型的非侵入式可穿戴生物传感器，用于同时检测眼泪中的多种关键生物标志物(氢离子、蛋白质、抗坏血酸和葡萄糖)。该方法仅需一滴眼泪(约20 μL)，反应时间为30 s。使用该方法对人体进行撕裂检测，结果显示与使用检测试剂盒进行的平行测量有良好的相关性。相关工作以“Wearable Eye Patch Biosensor for Noninvasive and Simultaneous Detection of Multiple Biomarkers in Human Tears”为题发表在Analytical Chemistry上。

研究要点

要点1.该传感器设计独特，是一种方便使用的眼罩，可以轻松舒适地贴合在眼睛下面。避免像基于隐形眼镜的生物传感平台那样直接接触眼睛。眼罩上的不同感应区域被特定的显色试剂修饰，以选择性地测定眼泪中的氢离子(pH)、蛋白质、抗坏血酸和葡萄糖。

要点2.该方法仅需一滴眼泪(约20 μL)，仅需2秒就可完全渗透到眼罩内，到达用特定显色试剂修饰的不同感测区域。经过30秒的反应时间，从眼罩上的每个感知区域产生的颜色信号被捕捉并使用智能手机分析，以实现快速和准确的生物标志物检测。

要点3.基于物联网和云模型概念，可以扩展应用程序的眼罩生物传感器快速检测和健康监测。促进了眼罩生物传感器在POCT和个人健康监测中的广泛应用。利用所提出的方法对人体泪液进行检测，并将检测结果与平行检测试剂盒的测量结果进行比较，表明眼罩生物传感器用于测定多种人类泪液生物标志物的可行性和准确性。

所提出的眼罩生物传感器在无创性检测各种泪液生物标志物方面具有巨大的潜力和多功能性，促进了基于泪液的无创性穿戴式生物传感器在新兴的个人卫生保健和临床监测领域的广泛应用。

研究图文

图1. (A)眼罩生物传感器设计原理图。(B)眼罩生物传感器图像。眼罩在拉伸(C)，扭转(D)，或弯曲(E)行为方面的机械灵活性。(F)使用眼罩生物传感器(AA: 抗坏血酸，Alb: 白蛋白，Glu: 葡萄糖)的测定过程示意图。(G)使用半定量卡片分析或使用智能手机进行定量分析。

图2. 测定眼泪中pH (A)、白蛋白(B)、低浓度(C)和高浓度(D)抗坏血酸(AA)和葡萄糖(E)的比色反应机制。

图3. 试样体积的影响(A)和撕裂试样完全渗入感测区域所需的时间(B)。插图显示了将稀释了20倍的蓝色墨水的样品填入入口，并通过通道流入反应区所拍摄的照片。

图4. P使用眼罩生物传感器(红色)和标准检测试剂盒(蓝色)测量5名成年志愿者泪液生物标志物的含量(A) pH值，(B)蛋白质，(C)抗坏血酸，(D)空腹或餐后葡萄糖。(E)在饭前或饭后，使用眼罩生物传感器测量的泪液血糖与使用血糖仪测量的血糖之间的相关性。

文献详情

Wearable Eye Patch Biosensor for Noninvasive and Simultaneous Detection of Multiple Biomarkers in Human Tears

Jia Xu, Xiaoqin Tao, Xiaoxuan Liu, Li Yang*

Anal. Chem.

DOI: 10.1021/acs.analchem.2c00614

作者简介

杨丽，东北师范大学化学学院，教授，博士生导师。2002年毕业于中国科学技术大学，获博士学位，其后在爱尔兰科克大学、美国路易斯安那州立大学、美国马里兰大学和美国Calibrant Biosystem, Inc.从事博士后研究工作。2008年以优秀学术骨干引进东北师范大学。