與可穿戴電子設備、遠程醫療和醫療物聯網的概念相結合，可穿戴傳感器能夠跟蹤不同的生物物理活動，如脈搏、體溫和呼吸頻率，從而具有實時跟蹤人體健康的特點，不會引起任何不適或干擾常規活動，因此提高了穿戴者的自我監測依從性和病人的醫療質量。與專注于從生物物理參數得出的生命體征的可穿戴傳感器相比，可穿戴生化汗液或傷口滲出物傳感器可以現場監測個人的生理汗液或傷口滲出物生物標志物，能夠在分子水平上提供獨特的、幾乎不可替代的對用戶健康狀態的洞察力。

全集成設備可以實現全部功能，但不需要外部配件，被譽為現代設備設計和開發的最理想和最終目標之一。將全集成概念引入可穿戴生化傳感，全集成可穿戴生化傳感器能夠在分子水平上對生物標志物進行無線、無創、連續和多重的現場追蹤，用于日常的潛在健康狀況評估和管理。然而，目前還沒有相關研究實現雙功能全集成可穿戴平臺的構建，其用于動態現場健康監測和個性化干預的情況也沒有被研究。通過這種通用雙功能全集成可穿戴平臺對表皮汗液或傷口滲出物進行體外原位監測是具有挑戰性的，因為這兩種生物基質之間的生理環境存在著顯著差異，這很可能導致對同一生物標志物的不同信號漂移。

基于此，來自東北師范大學的研究人員提出了一種單一的雙功能完全集成的可穿戴追蹤器，用于多種表皮汗液或傷口滲出物生物標志物的無線、實時、動態地現場監測。

圖1 雙功能完全集成可穿戴跟蹤器示意圖，用于原位表皮汗液和傷口滲出多種生物標志物的多路復用和無線監測

考慮到汗液或傷口滲出物中的電解質（如Na?、K?和H?）和代謝物（如尿酸（UA））水平可能與健康或傷口狀況相關，研究人員通過微流控、傳感和電子模塊的無縫集成，對受試者運動時汗液中的Na?、K?、pH和UA水平等生物標志物以及受試者傷口愈合期間的傷口滲出物進行動態和皮膚追蹤。通過富含嘌呤的攝入測試，對其在高尿酸血癥/健康受試者中的無創高尿酸血癥管理的適用性進行了評估，并通過對照醫療處理對受試者感染的傷口進行了管理。

圖2 雙功能全集成可穿戴跟蹤器微流控模塊的設計與表征

圖3 雙功能全集成可穿戴跟蹤器的驗證，用于動態現場汗液監測和潛在的無創性高尿酸血癥管理

圖4 雙功能全集成可穿戴跟蹤器的驗證，可用于身體表面傷口的原位滲出液監測和潛在傷口管理

總體而言，作為一種可穿戴的生物電子裝置，研究人員所提出的雙功能全集成可穿戴追蹤器具有一系列優勢：（i）與包含有限模塊（如單獨的微流控或傳感模塊）的普通非集成裝置相比，雙功能全集成可穿戴追蹤器具有更強的實用性。（ii）所提出的完全集成的可穿戴追蹤器的獨特的雙功能能力允許使用一個而不是兩個傳感器對原始表皮汗液和傷口滲出物這兩種不同的生物液體進行相同的生物標志物分析，這簡化了雙功能可穿戴傳感器的設計。（iii）通過一個雙功能全集成的可穿戴追蹤器同時測量汗液或傷口滲出物的Na?、K?、pH值和UA，可以獲得全面的、豐富的、重要的人體或傷口狀態的信息，而這些信息是汗液或傷口滲出物中的一些物種無法提供的。（iv）專門設計的微流控模塊具有高效的體表生物流體采樣、存儲和排泄等多種功能，確保在傳感模塊內進行高效的動態原位多重表皮原汗和傷口滲出物分析。（v）采用具有獨特結構（如均勻和高度有序的孔徑、大比表面積、介孔結構和高密度的缺陷位點）的HOMC作為傳感模塊內的UA傳感器的電極材料，誘發了特殊的電化學反應性，因此可以對原表皮汗液和傷口滲出物做出高度敏感和選擇性的UA反應。（vi）生物流體的UA監測很重要。血清UA被認為是高尿酸血癥的關鍵生物標志物之一，而高尿酸血癥是痛風、冠心病、中風和高血壓的危險因素。與傳統的有創血清UA監測相比，由雙功能全集成可穿戴追蹤器提供的無創方案以汗液UA為生物標志物提供了一個更方便的途徑。在可穿戴汗液UA監測中首次引入Na?和K?共同輔助的實時校準，使原始汗液UA測量和無創高尿酸血癥管理的準確性得到極大的提高。傷口滲出物UA被認為是衡量傷口嚴重程度的重要指標。首次將pH值輔助實時校準納入可穿戴傷口滲出物UA分析，使原始傷口滲出物UA監測具有較高的準確性，并很可能相應地導致有效的傷口管理。這些優勢的結合，使這種雙功能完全集成可穿戴追蹤器在無創的定制化健身、個性化診斷和定制化治療方面具有非常強大的應用前景。