Prince of Songkla University

研究背景 伤口感染仍然是一个重大的医疗挑战，影响着全球数百万患者，这是由于诊断、监测和管理的复杂需求所致。基于电化学的传感器的最新进展在伤口监测方面显示出前景，特别是通过检测尿酸、乳酸和绿脓菌素等生物标志物。绿脓菌素是确定伤口状态的最重要标志之一。在毒性定植发生之前，绿脓菌素的释放可在感染发展成严重临床状况之前指示感染的进展。可穿戴传感器的应用将有助于直接监测伤口。个性化健康状态监测在及时提醒临床实验室以外的感染问题方面越来越重要。引入有效的伤口监测设备可以缩短住院时间，减少就医次数，并降低与伤口评估和治疗相关的实验室检测成本。因此，需要开发一种无创、便捷的设备，通过分析生物标志物来监测伤口状态。 A Fully-Printed Wearable Bandage-Based Electrochemical Sensor withpHCorrection for Wound Infection MonitoringKanyawee Kaewpradub, Kornautchaya Veenuttranon, Husanai Jantapaso, Pimonsri Mittraparp-arthorn, Itthipon Jeerapan* Nano-Micro Letters (2025)17: 71 https://doi-org.libproxy1.nus.edu.sg/10.1007/s40820-024-01561-8 本文亮点 1. 首个能够检测细菌毒力因子绿脓菌素并校正动态pH波动的柔性阵列示例。 2. 开发了一种用于制造绿脓菌素传感器的可丝网印刷导电纳米复合油墨，并将聚苯胺/碳纳米复合材料用作pH传感器的pH敏感膜。 3. 定制油墨有利于将柔性印刷传感阵列集成到绷带表面，能够监测伤口渗出液中的绿脓菌素和pH水平。 内容简介 可穿戴传感系统旨在通过检测人体生物流体中的分析物来实时监测健康状况。伤口诊断仍然具有挑战性，需要合适的材料来制造高性能的可穿戴传感器，以提供及时的反馈。现有的设备在同时测量pH值和pH依赖的电活性物质浓度方面存在局限性，而这对于全面了解伤口状态和优化生物传感器至关重要。因此，改进材料和分析系统的准确性至关重要。宋卡王子大学Itthipon Jeerapan等人介绍了首个能够检测细菌毒力因子绿脓菌素并校正动态pH波动的柔性阵列。研究证明，这种组合传感器通过减轻pH变化对绿脓菌素传感器响应的影响来提高准确性。开发定制的可印刷油墨可以提高分析性能。评估了两种敏感传感器系统(即用于绿脓菌素和pH传感器的全印刷多孔石墨烯/多壁碳纳米管(CNT)和聚苯胺/CNT 复合材料)的分析性能。采用偏最小二乘回归分析绿脓菌素和pH传感器的方波伏安法和电位测量的非零阶数据阵列，以建立复杂流体中绿脓菌素浓度的预测模型。这种灵敏有效的策略因其经济性、易用性和适应动态pH变化的能力，在个性化应用方面具有潜力。 图文导读 I 基于pH校正系统概念的可穿戴绷带传感阵列 采用绷带作为丝网印刷柔性电极的基底，旨在检测感染标志物。开发了两个工作电极(WEs)用于监测绿脓菌素和pH，分别利用多孔CNT/石墨烯电极和基于PANI/CNT的电极，这是由于它们独特的电化学和机械优势。对电极(CE)和参比电极(RE)使用石墨烯导电油墨和Ag/AgCl油墨进行丝网印刷。这些丝网印刷传感器在生产中表现出灵活性和成本效益，以及快速和灵敏的传感能力，使其非常适合实际的体内应用。用于检测伤口渗出液中绿脓菌素的电化学传感机制如图1b(1)所示。该传感器经过专门设计，能够通过促进绿脓菌素从伤口流体转移到绷带电极表面，实现对绿脓菌素的直接电化学分析。从SWV响应(1b(2))可以观察到，绿脓菌素的氧化还原活性使其能够在合适的材料表面发生氧化。此外，开发了一种多孔结构绿脓菌素传感器的工作电极，通过多孔网络实现物质的连续传输，进一步提高了灵敏度和选择性。 使用集成的基于绷带的pH传感器来评估伤口状态。印刷电极用聚苯胺(PANI)/CNT 复合材料修饰，该复合材料既作为pH敏感聚合物又作为导电材料。如图1c(1)，PANI/CNT复合材料沉积在工作电极区域，以创建基于PANI的导电膜。电极表面上的PANI基传感器作为可逆质子化-去质子化过程的一层。当伤口流体中的水合氢离子发生质子化/去质子化时，生物流体与敏感电极之间的界面相互作用会引起电压变化。相对于参比电极记录电极电位的变化，产生电位信号。图1c(2)展示了在6.0至10.0的不同pH水平下的传感器响应。 为了说明开发集成阵列和模型以校正pH效应的必要性，使用代表酸性、中性和碱性的不同pH值的绿脓菌素样本，比较了传统线性回归方法和该研究提出的方法预测的绿脓菌素浓度(图1d)。在传统模型中，根据公式(1)，通过参考pH值为7.0的标准校准曲线来预测结果浓度。这种传统方法使用零维数据，通过在特定电压下的峰值电流与绿脓菌素浓度之间进行线性回归处理。相比之下，本研究提出的方法使用更多的数据点(具体为41个SWV数据和3个电位测量数据)并使用PLS模型进行pH校正来计算样本浓度。结果证实，传统方法(没有集成pH传感器)在pH值为6.5时高估了绿脓菌素浓度11.6%，在pH值为8.5时低估了30.0%，而该研究中开发的系统可以更准确地估计绿脓菌素浓度。 图1. 用于通过pH校正系统确定伤口中绿脓菌素和pH值以进行感染监测的基于绷带的传感阵列的概念图示。(a)基于绷带的传感器直接监测伤口状态的示意图以及展示传感器的照片(比例尺：2 cm)。(b)(1)多孔 CNT/石墨烯电极上绿脓菌素的电化学传感。(2)在多孔 CNT / 石墨烯电极上检测(1 - 4)0、5、50 和 100 μM 绿脓菌素的方波伏安图(SWV)。(c)(1)PANI/CNT 复合电极上氢离子的电化学传感。(2)电位式pH传感器对各种pH值溶液的电位 - 时间响应。(d)使用传统回归方法(蓝色)和本研究提出的方法(粉色)在不同pH值下分析绿脓菌素浓度时预测的绿脓菌素浓度比较。 SEM和TEM分析表明纳米颗粒均匀地覆盖在rGO表面(图2a–c)。通过HRTEM观察到KTNO/rGO-12结构中存在KTNO的(102)晶格条纹(图2d)，表明在rGO上分布着高结晶度的KTNO纳米颗粒。EDS表征进一步验证了XPS结果，即纳米颗粒含有均匀分布的K、Ti、Nb，原子比为1:0.86:1.07(图2e)。 II 基于绷带的多孔 CNT / 石墨烯电极的表征和电化学行为研究 开发多孔纳米材料对于提高绿脓菌素氧化的电分析性能至关重要。通过将导电纳米复合材料、粘合剂和有机溶剂与 CaCO₃造孔剂混合，配制出一种可丝网印刷的油墨。这种造孔剂不溶于所选的有机介质，但可溶于酸性水溶液。通过化学蚀刻，选择性地去除造孔剂，产生CO₂气体以打开孔口。这种在非苛刻条件或中等温度下可行的造孔剂去除概念，允许直接在柔软的可穿戴基底上制造，有助于在印刷纳米材料中引入孔隙。这在绷带上实现了所需的柔性和多孔电极。 为了检查包含基础油墨、CaCO₃和CNTs的复合材料，使用扫描电子显微镜(SEM)分析电极表面结构。图2a显示CaCO₃在电极表面的油墨中均匀分布。如图2b所示，去除CaCO₃造孔剂后，均匀地出现了许多孔隙。这些图像清楚地证实，造孔剂的去除增加了电极的孔隙率，从而产生了更大的活性表面积。 使用小电位扰动(10mV)的交流电(图2c)，进一步利用电化学阻抗谱(EIS)对印刷的多孔碳基材料进行研究。EIS 实验在含有2.5 mM铁氰化钾和2.5 mM亚铁氰化钾溶解在0.1M KCl中的溶液中进行。在100 mHz至10 kHz的频率范围内生成奈奎斯特图。通过EIS和拟合模型，表征了各种电化学现象，包括电容性双电层、标准氧化还原物质的法拉第反应和不同时间域的扩散动力学。在高频区域(高于 1 - 5Hz，对应于短于0.2 - 0.8s的时间域)观察到两个电极的半圆行为。多孔CNT/石墨烯电极的半圆显示出较小的电荷转移电阻(Rct为0.788 kΩ)，而未改性电极的Rct为18.2kΩ，这表明由于其特殊结构和印刷导电纳米复合材料，电化学性能得到了增强。 研究了基于绷带的多孔CNT/石墨烯电极对绿脓菌素检测的电化学行为。采用方波伏安法(SWV)研究标准溶液中分析物的氧化。在图2d 中，比较了原始油墨电极和去除造孔剂后的多孔CNT /石墨烯电极。在原始油墨电极(黑色曲线)上观察到约- 0.13V 处绿脓菌素的小氧化峰，阳极电流为 5.17 µA。值得注意的是，添加多孔CNT/石墨烯电极(蓝色曲线)显著增强了绿脓菌素的氧化电流，达到 8.62 µA(增加了约2倍)。这种增强强调了掺入 CNT/石墨烯材料和孔隙在放大电子转移动力学方面的有益影响，从而提高了绿脓菌素检测的灵敏度和效率。 图2. 印刷绷带基电极的电化学性能和材料特性。(a，b)印刷的 CNT / 石墨烯电极的 SEM 图像：(a)去除CaCO₃之前和(b)去除 CaCO₃之后。(c)使用(黑色曲线)未改性材料电极和(红色曲线)印刷多孔CNT/石墨烯基电极的 EIS 图。EIS 在 1×10⁻¹ - 1×10⁴ Hz 的频率范围和 10 mV 的振幅下进行。插图描绘了用于数据拟合的等效电路。实线表示拟合曲线。(d)在 10 μM 绿脓菌素中，未改性材料电极(黑色曲线)和印刷多孔 CNT /石墨烯基电极(蓝色曲线)的 SWV。空白响应以虚线表示。(e)在存在 10 μM 绿脓菌素的情况下，多孔 CNT/石墨烯电极在不同扫描速率下的 CV。(f)峰值电流密度与扫描速率的关系图。(g-h)多孔 CNT/石墨烯电极上 10 μM 绿脓菌素(g)氧化和(h)还原方向的 SWV。信号(Δi)及其正向(if)和反向(ib)分量被描绘。 为了探索电催化多孔 CNT/石墨烯电极对绿脓菌素氧化的电化学行为，进行了 CV 测试。如图2e 所示，峰电流随着扫描速率的增加而增加。对应于绿脓菌素氧化和反应的阳极(Ipa)和阴极峰(Ipc)电流，对于多孔 CNT/石墨烯电极，Ipa/Ipc 比为 1.09。这一发现证实了印刷多孔表面上的可逆反应。随着扫描速率从 10 增加到 250 mV/s，阳极峰电位仅略微移动约 10 mV，在此范围内形式电位几乎与扫描速率无关，证实了电催化多孔 CNT/石墨烯电极上容易的电荷转移动力学。阳极峰电流与扫描速率成正比，如图2f 所示。 除了 CV，还选择 SWV 来提高电分析性能。绿脓菌素的伏安图中明显的峰出现在 - 0.13V，如图2g 所示。正向(阳极，if)和反向(阴极，ib)波的存在表明绿脓菌素氧化还原反应的准可逆性质。为了验证这些发现，反转了扫描方向。图2h 中的结果证实，当扫描从 0.25V 开始并向左(即向还原区)扫描时，正向信号表现为还原电流。这一观察结果与之前呈现的 CV 结果(图2e)一致。 使用 SWV 技术分析了不同浓度的绿脓菌素溶液。图3a 显示了高达 100 µM 绿脓菌素浓度的伏安响应，表明在此宽浓度范围内背景电流较低。随着绿脓菌素浓度的增加，在 - 0.13V 处观察到阳极峰电流增加，而氧化电位没有检测到移动。这种峰电位移动的缺乏表明由于印刷多孔材料的有效表面，动力学限制最小，使得绿脓菌素分子能够有效传输并进行氧化反应。如图3b 所示，提取的峰电流数据用于建立在 0.25 – 100 μM 绿脓菌素范围内呈线性的校准曲线。线性回归方程 Ipa(µA) = (0.6513 ± 0.009)C 绿脓菌素(µM) + (0.201 ± 0.049)显示出良好的线性(R² = 0.9981)，检测限为 0.22μM(3×SD /灵敏度；其中 SD 代表空白偏差)。增强的性能可归因于多孔 CNT/石墨烯电极实现的协同效应，促进了有效的电催化信号转导，并有助于传感器性能的提高。 在实际伤口渗出液中，通常存在电解质和代谢物，如尿酸、尿素、肌酐、抗坏血酸和葡萄糖，它们可能会干扰绿脓菌素传感器。因此，评估这些物质的影响对于确保所开发的绿脓菌素传感材料的选择性至关重要。在本研究中，在人工伤口溶液中测试了各种可能的干扰物质(0.072 mM 抗坏血酸、0.4 mM 肌酸、0.6 mM 肌酐、11.8 mM 葡萄糖、33.4 mM 乳酸、44 mM 碳酸氢钠和 1.5 mM 尿酸)，其浓度是文献中报道的两倍。此设置旨在证明即使在干扰水平升高的情况下，对绿脓菌素检测的峰值电流也没有问题影响。图3c 显示，这些测试物质(即人工伤口渗出液和含有几种常见干扰物质的液体)不影响绿脓菌素的测定。尽管尿酸和抗坏血酸在生物流体中可能是电化学干扰物，但在 - 0.55 至 0.25V 的扫描范围内未检测到与这些物质相关的峰。这是因为容易氧化的化合物，如尿酸和抗坏血酸，其氧化峰与绿脓菌素的氧化峰分开，从而能够区分。该多孔 CNT/石墨烯电极在使用 SWV 检测绿脓菌素时表现出出色的选择性，突出了其在复杂渗出液中的稳健性能。 检查可穿戴传感器的稳定性对于连续监测期间的持续性能也至关重要。使用 SWV 技术在 10 µM 绿脓菌素中对多孔 CNT/石墨烯电极进行重复性研究。如图3d 所示，在 100 次测量后电流略有变化，相对标准偏差(RSD)为 0.59%。这表明印刷的多孔碳纳米管/石墨烯材料具有良好的长期操作稳定性，证实了传感器在长时间测量中的耐用性。此外，通过在pH值为 6.0、7.0、8.0 和 9.0 下测量绿脓菌素，并在三个pH值升序和降序循环中重复实验，评估了绿脓菌素传感器的稳定性。 图3. 在CNT/石墨烯电极上进行的方波伏安法(SWV)测量。(a)CNT/石墨烯电极上不同浓度绿脓菌素的 SWV(n = 3)。(b)相应的校准曲线。(c)使用 SWV 进行的干扰测试。所有干扰物均在人工伤口溶液中制备。(d)在 10 μM 绿脓菌素中，CNT/石墨烯电极上重复获得的 SWV 曲线。 III 集成可穿戴PANI/CNT基传感器的pH监测 图4a 显示了该柔性电位传感器在pH值从 6.0 到 10.0 及返回时的输出电压。图4b 描绘了pH传感器响应与缓冲溶液pH值的关系图。该pH传感器显示出- 51.9 mV/pH 的灵敏度，伴随着决定系数(R²)为 0.9962。在pH值水平双向转换期间电压输出的一致性表明残留效应可忽略不计。传感器的高灵敏度归因于基于聚苯胺的纳米复合材料，这源于其高导电性和化学结构，有利于响应pH值变化进行可逆的质子化和去质子化反应。由于纳米复合膜中存在聚苯胺，对pH值溶液变化的响应时间很快。聚苯胺是一种由苯胺单体衍生的导电共轭聚合物。其聚合物链含有酰胺和酰亚胺基团，能够进行可逆的质子化和去质子化反应。这种可逆的质子化 / 去质子化过程导致电位变化。例如，当pH值增加时，发生去质子化，导致电位降低。相反，如果pH值降低，质子数增加，导致质子化，随后电位增加。此外，纳米复合材料的高表面积和多孔结构增强了与流体的相互作用，能够快速、灵敏地检测pH值。 图4. 基于绷带的pH传感器的电位响应研究。(a)电位式pH传感器对各种pH值溶液的电位-时间响应。(b)描绘pH值与电位输出关系的校准图，包括正向和反向响应的线性拟合。 IV 具有pH校正系统的检测模型的开发 在CNT/石墨烯绿脓菌素传感器上，对不同pH值的各种流体中的绿脓菌素浓度进行了测量。在图5a 中，呈现了电流输出的结果，控制了两个变量：施加电位和不同pH值溶液中的绿脓菌素水平。相应的映射图提供了一个图形表示，以说明在不同施加电位和绿脓菌素浓度的二维平面上所有三个变量之间的关系。这种可视化有助于理解自变量(即施加电位和绿脓菌素浓度)的变化如何影响观察到的电流响应(即因变量)。SWV 和相应的等高线图表明，在所有pH条件下，定义明确的 SWV 的电流响应受绿脓菌素浓度的影响。与 SWV 对应的等高线图指示了在每个pH条件下检测绿脓菌素的最佳施加电位。最佳电位由产生明显电流输出差异的位置确定。 存在许多用于使用多个自变量预测结果的多元回归技术，例如多元线性回归。然而，这些方法在处理具有大量预测变量的数据集时经常遇到挑战。偏最小二乘(PLS)回归作为一种解决方案出现，通过有效地降低数据集的维度来解决这些问题。与仅仅发现单个参数不同，PLS 回归利用模型内构建的一组内部参数。PLS 算法在管理复杂数据集方面的能力突出了其在分析化学中对实际样品分析的重要作用，例如构建水稻直链淀粉含量的预测模型，以及估计葡萄酒中不同成分的浓度。在这项工作中，使用 PLS 回归方法构建了分析模型，建立了众多自变量和响应变量之间的关系。PLS 回归对于复杂的体内分析化学是有利的，因为它整合了电流输出、施加电位、绿脓菌素浓度和pH值的全部可用数据来构建校准模型。该模型预测因变量(即绿脓菌素浓度和pH值)的未知值。为了构建校准模型，使用了一个实验数据集。对于每个实验测试，收集了 44 个数据特征，包括来自不同电位的 SWV 的 41 个电流数据点和来自pH电位检测的 3 个pH数据点。将从pH传感器获得的电压值(对应于pH波动)与从绿脓菌素传感器获得的电流输出相结合，形成了该研究中提出的校准模型，旨在比传统线性校准模型具有更高的稳健性。 图5. 具有pH校正的检测模型的开发。(a)显示在不同施加电位和绿脓菌素浓度下电流响应的彩色等高线图。信号是在背景扣除后获得的。(b)使用在 - 0.55 至 0.25V 相对于 Ag/AgCl 的全伏安数据以及pH电位测量数据来估计绿脓菌素浓度的 PLS 回归曲线。(c)模型的 VIP 值。来自使用 SWV 的绿脓菌素传感器的数据以粉色阴影显示，来自使用电位测量的pH传感器的数据以蓝色阴影显示。(d)在pH值为 6.5、7.0 和 8.5 时，(1)5.00 μM(黑色线)、(2)10.00 μM(红色线)和(3)20.00 μM(蓝色线)绿脓菌素的伏安输出。绿色阴影区域和红色阴影区域强调了 VIP 值超过 0.8 的重要施加电位范围以及最高的第一四分位数 VIP 值范围。 图5b 说明了对应于不同的绿脓菌素浓度，该模型准确地预测了绿脓菌素浓度，其决定系数(R² = 0.9957)很高证明了这一点。用于pH值预测的 PLS 模型的校准曲线也显示出 R² 为 0.9961(图S13)，表明该模型具有可接受的预测性能。 考虑投影变量重要性(VIP)值来评估各种施加电位对确定绿脓菌素的所得信号的重要性。图5c 显示了来自 PLS 分析的绿脓菌素传感器和pH传感器的电位变量的 VIP 值，表明每个施加电位(来自绿脓菌素传感器)和pH值(来自pH传感器)对绿脓菌素定量的重要性。以红色突出显示的 SWV 曲线代表具有最高第一四分位数排名 VIP 值的伏安变量，而绿色表示 VIP 值超过 0.8 的截止值(图5d)。在绿脓菌素检测中，在 - 0.23 至 - 0.05V 的临界范围内的施加电压(以绿色突出显示)对应于 - 0.25 至 - 0.07V 的特定范围，这与在pH值约为 6.0 至 9.0 的广泛变化的pH伤口基质介质中观察到的氧化电位一致。 V 印刷绷带基传感器的机械弹性 为了评估印刷材料在作为绷带佩戴时可能受到的机械变形对其电化学性能的影响。因此，将CNT/石墨烯电极弯曲成不同角度，以研究印刷设备的机械弹性(图6)。该柔性设备在不同角度弯曲时表现出良好的机械稳定性，在 0°、45°、90° 和 180° 的弯曲角度下观察到 SWV 曲线重叠，表明设备的电化学稳定性得以保持。进行了一项耐久性测试，在弯曲条件下进行 400 次循环，表明电极具有所需的功能特性。重要的是，这表明该丝网印刷油墨具有高度稳定的性能和机械弹性。这种重复变形没有严重影响，确保了设备在实际使用中保持最佳功能和可靠性。 图6. 在一系列 100 次弯曲迭代过程中记录CNT/石墨烯电极的 SWV 曲线，每次迭代包括 10 次重复，在 10 μM 绿脓菌素中，弯曲角度分别为(a)0°、(b)45°、(c)90° 和(d)180°。 VI 具有pH校正模型的印刷绷带基电化学传感阵列在复杂基质中的应用 为了验证pH 校正系统，测试了模拟伤口液在不同浓度的绿脓菌素和pH值水平下的情况，并与没有集成pH校正功能的传统系统进行比较(图7)。在酸性区域(pH 6.5)，传统模型显著高估了浓度，而在碱性区域(pH 8.5)，它则低估了浓度。这些差异突出了在动态体内场景中忽略pH波动的关键问题。有利的是，该印刷可穿戴绷带电化学传感阵列与校正模型相结合，可以动态地减轻这些误差。使用该研究中提出的方法，预测的绿脓菌素浓度在生物样品的广泛pH值范围内与实际浓度紧密匹配。 考虑电极的时间响应及其在监测伤口环境中绿脓菌素浓度变化的适用性也很关键，特别是在实际场景中，如由于抗生素治疗导致绿脓菌素水平降低或增加的情况。在本节中，使用相同的电极进行了连续实验设置(图7)。结果表明，新开发的绿脓菌素传感器与提出的pH校正模型相结合具有精确性，通过与已知绿脓菌素浓度的结果进行比较得到验证。这一验证证实，该传感器在与感染进展的可能阶段相关的各种pH设置下，在电极表面的绿脓菌素粘附方面没有明显问题。 图7. 在模拟伤口液的不同pH值水平下，从提出的pH校正模型和传统校准方法获得的估计绿脓菌素浓度的比较。条形图描绘了液体中可用的绿脓菌素标准控制浓度。 VII 电化学传感器与无线便携式细菌生长监测仪的集成 使用连接到无线电子设备的CNT/石墨烯电极来测量细菌培养物中绿脓菌素分泌的增加，观察电流响应(图8a)。观察到绿脓菌素的氧化峰电流与初始细菌计数成比例增加，表明在模拟伤口设置中细菌生长。这一趋势突出了初始细菌负荷与绿脓菌素产生之间的直接相关性。同时，使用分光光度法进一步验证绿脓菌素的产生。另外，测量 520 nm 处的光密度以检测绿脓菌素色素的产生，并在 600nm 处测量以评估细菌生长(图8b 和 c)。此外，在整个实验过程中进行活细胞计数(图8d)。这些分光光度分析与细胞生长观察相结合，补充了电化学数据，为绿脓菌素作为细菌感染预警系统的生物标志物提供了额外的确认。 图8. 电流响应，b 520nm处的光密度，c 600nm处的光学密度，d三种不同初始细菌接种水平(包括0(黑色)、101(红色)、103(蓝色)和105(绿色)CFU mL⁻¹)下模拟伤口环境中的活细胞计数。 VIII 总结 这项工作描述了一种集成在绷带表面的柔性印刷传感阵列，能够监测伤口渗出液中的绿脓菌素和pH水平。这为在复杂生物流体中pH变化的情况下解释分析信号提供了一种有利策略。制造敏感的绿脓菌素和pH传感器涉及使用印刷多孔 CNT/石墨烯基材料来促进指示细菌存在的代谢物的电氧化，以及使用 PANI/CNT 基材料创建柔性pH敏感膜。使用定制的丝网印刷油墨制备的传感阵列简单、经济、灵敏，能够实现快速检测。采用电化学和物理分析，包括接触角测量和 SEM/EDX 成像，来评估电极性能。对未改性和多孔 CNT / 石墨烯电极的比较表明，多孔 CNT/石墨烯电极表现出更优异的性能。这种改进归因于其多孔性质和材料复合材料，为与溶液相互作用提供了较大的活性表面积。为了解决在测量pH依赖的电活性物质时pH动态波动的挑战，开发了一种基于 PLS 模型的数学pH校正系统。该系统利用pH传感器的电位测量数据和绿脓菌素传感器的伏安电流数据。因此，提高了绿脓菌素测定的准确性。这一演示有可能通过将多个复杂传感器集成到可穿戴设备中，加速伤口感染的识别和治疗，从而克服在生物流体中监测伤口时与高pH变化相关的障碍。重要的是，这一战略概念为推进其他柔性、体内或按需传感器提供了一个基础模型。这种方便的柔性电化学传感阵列和集成校正系统的想法可以更好地满足各种现代分析化学领域的要求，在这些领域中，对机械变形的抗性和分析的简便性至关重要。 作者简介 Itthipon Jeerapan 本文通讯作者 宋卡王子大学 首席研究员 ▍主要研究领域 主要研究领域包括生物电子学、可穿戴电化学传感器和先进的能源材料(如生物燃料电池和超级电容器)、环境、医疗和各种平台中的电化学应用，如小型化、可穿戴、可摄入和可植入设备。 ▍个人简介 Prince of Songkla University(宋卡王子大学)首席研究员。2013年获得泰国宋卡王子大学化学学士学位，并于2016和2019年获得美国加州大学圣地亚哥分校纳米工程硕士和博士学位。担任多个国际期刊的特邀审稿人，如《自然通讯》、《生物传感器和生物电子学》、《传感器》、《能源》、《电子学》等，作为特邀编辑和编辑委员会成员加入了多个国际期刊。同时也是电化学学会(ECS)和美国化学学会(ACS)的成员。 ▍Email：itthipon.j@psu.ac.th 撰稿：《纳微快报(英文)》编辑部 编辑：《纳微快报(英文)》编辑部 关于我们 Nano-Micro Letters《纳微快报(英文)》是上海交通大学主办、在Springer Nature开放获取(open-access)出版的学术期刊，主要报道纳米/微米尺度相关的高水平文章(research article, review, communication, perspective, highlight, etc)，包括微纳米材料与结构的合成表征与性能及其在能源、催化、环境、传感、电磁波吸收与屏蔽、生物医学等领域的应用研究。已被SCI、EI、PubMed、SCOPUS等数据库收录，2023 JCR IF=31.6，学科排名Q1区前3%，中科院期刊分区1区期刊。多次荣获“中国最具国际影响力学术期刊”、“中国高校杰出科技期刊”、“上海市精品科技期刊”等荣誉，2021年荣获“中国出版政府奖期刊奖提名奖”。欢迎关注和投稿。 Web: https://springer-com.libproxy1.nus.edu.sg/40820 E-mail: editor@nmlett.org Tel: 021-34207624 扫描上方二维码关注我们 点击阅读原文/扫描上方小程序码在免费获取英文原文