运动干预是糖尿病预防与管理的重要手段，但运动状态下血糖波动复杂，传统指尖采血难以满足实时、连续监测需求。汗液因可无创获取，被认为是理想替代体液。然而，汗液葡萄糖浓度仅为血糖的约1%，且在运动过程中受到细胞旁路转运紧密连接稀释与过滤效应影响，导致汗液与血糖相关性较弱，成为制约利用汗液进行无创连续血糖监测的关键瓶颈。
针对这一问题，研究团队发现汗液pH与汗液分泌速率呈显著相关，而汗液分泌速率直接影响葡萄糖的细胞旁路转运过程的稀释作用；同时，葡萄糖氧化酶活性具有明显的pH依赖性。基于此，团队构建了pH辅助校正模型，实现对酶活性变化和汗液稀释效应的动态补偿，并结合两点标定方法建立个体化预测模型，将汗液信号准确转换为血糖浓度。
在器件方面，团队基于激光诱导石墨烯（LIG）构建多孔电极，并通过原位沉积金纳米颗粒提升电化学活性，集成葡萄糖与pH双传感单元、微流控汗液采集结构及无线数据模块，形成可贴附皮肤的柔性监测系统（图1）。
在5名健康志愿者和4名糖尿病患者中的运动验证结果显示，经pH模型校正后，预测血糖与参考连续血糖监测值的相关系数由0.85提升至0.95，平均误差显著降低，Clarke误差网格中A区比例由72%提升至90%，预测准确性明显改善（图2）。
该研究首次系统建立了运动状态下汗液pH—分泌速率—葡萄糖旁细胞转运之间的动态关联框架，为运动场景下无创连续血糖监测提供了可行路径。该策略亦有望拓展至其他经旁细胞途径转运的汗液生物标志物检测，为可穿戴无创健康监测技术发展奠定基础。
图1：传感器细节图
图2：传感器临床性能提升
相关研究成果以题为“A wireless sweat sensing with a pH-based correlation model for continuous glucose monitoring and diabetes management during exercise的论文发表在国际知名期刊Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America《美国科学院院刊》(PNAS，中国科学院一区)上。
苏州医工所的职工张莹莹和博士后张森浩为论文的第一作者，苏州医工所张森浩博士后和杨洪波研究员、程寰宇教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院国际伙伴合作计划、苏州市科技计划基础研究试点项目等项目的资助，相关临床试验得到了苏州高新区人民医院康复医学科杨颖主任、临床营养科陶琳主任的大力支持。
原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2532127123
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