可穿戴传感器是一种颇具吸引力的健康监测和生物标志物检测方法，而柔性光子学的发展使此类传感器用途越来越广泛。
据麦姆斯咨询报道，近期，新加坡南洋理工大学（Nanyang Technological University，NTU）的一个科研项目现已开发出一种基于光子学的可穿戴传感器，可以像创可贴一样佩戴，并能够分析汗液以发现疾病迹象。
南洋理工大学开发的这种“创可贴”包含嵌入液晶液滴的微型激光传感器。该定制的传感器可以检测三种不同类型的生物标记物（乳酸、葡萄糖、尿素）。“创可贴”上不同颜色的液晶点可区分每种生物标记物。
上述研究成果发表在《分析化学（Analytical Chemistry）》期刊上，有助于通过可穿戴传感器改善健康监测，并展示如何将薄膜激光器技术的进步应用于可穿戴领域。
该微型激光传感器是为分析人体汗液而开发的，因为汗液是宝贵的生物标志物的来源，包括葡萄糖、乳酸和尿素等。这些化学物质可以指示各种人体健康状况，并且可以非侵入性和无痛的方式收集，使其成为日常监测的理想选择。
南洋理工大学研究团队在其论文中评论道：“光学谐振器已成为柔性光子传感器的一种工具，但由于微妙的生物信号和复杂的组织界面，直接监测人体皮肤上的信息仍然具有挑战性。为了应对当前的挑战，我们开发了一种功能性薄膜激光器，该激光器由液晶液滴激光器封装在柔性水凝胶中形成，用于监测人体汗液中的代谢物。”
更好地监测糖尿病和健康并发症
南洋理工大学开发的“创可贴”传感器的核心是液晶液滴激光器，它基于研究正确化学性质的液晶相并掺杂合适增益介质如何作为光学谐振器并发光。最新研发的功能性薄膜激光器是将这些液晶液滴激光源封装在柔性水凝胶中，并以三维交联亲水聚合物作为粘合层。当附着在人体皮肤上时，汗液等小分子可以穿透这种结构并影响微型激光器发出的光量，因为它们会影响光学谐振器固有的回音壁模式。
因此，微型激光器发出的光量会根据这些分子生物标志物的浓度而波动。南洋理工大学研究团队表示，将光源照射到“创可贴”上并分析微型激光传感器的信号，然后可以将其转化为有关汗液中的生物标志物浓度。
在试验中，南洋理工大学“创可贴”传感器成功检测到汗液中的葡萄糖、乳酸和尿素浓度的波动。研发人员表示，其性能“比目前同类技术好100倍”。
南洋理工大学认为这是第一款能够以超高灵敏度和动态范围测量汗液中的多种生物标志物的可穿戴传感器，朝着为患者提供综合健康信息迈出了一步。
“我们的传感器能够检测多种生物标志物水平的高低范围。”南洋理工大学Nie Ningyuan说，“这对糖尿病患者特别有益，因为目前类似的健康监测设备只关注跟踪高血糖水平，而不是异常或低血糖水平，这可能表明存在其它的健康并发症。”
