在糖尿病成为全球健康威胁的今天，无创、连续的血糖监测技术一直是医学界和科技界的 “心头好”。近日，鲁东大学陈雪叶团队以2023级研究生苏美世为第一作者，陈雪叶教授为通讯作者在《Chemical Engineering Science》上发表了一项突破性成果——基于氧化铜嵌入激光诱导石墨烯（CuO-LIG）的微流控汗液葡萄糖监测系统（COL-MC）。这项技术不仅实现了低成本、高灵敏度的无创血糖检测，还为可穿戴医疗设备的普及带来了新希望。

开发的COL-MC系统实现突破性无创血糖监测，其核心技术采用激光诱导石墨烯（LIG）基底结合两步法锚定氧化铜（CuO）纳米颗粒，LIG多孔结构与沟槽设计赋予其超大比表面积和毛细作用优势，响应时间600毫秒、检测限低至 80μmol/L。集成的毛细驱动微流控芯片通过内置不同孔径毛细爆破阀实现汗液顺序收集与连续检测，采用PDMS和PI薄膜等柔性材料，经1000次循环弯曲测试信号漂移仅±3%，穿戴稳定性佳。性能实测显示其在0.1-1.5mmol/L葡萄糖浓度范围内线性度R2>0.996，对汗液常见成分抗干扰能力强，存储一周后灵敏度仍保持92%，生物相容性优异。该设备在运动监测、慢性病管理、儿童护理、基层医疗等场景具有应用潜力。

2.图文导读

图1 (a) 皮肤表面COL-MC的示意图及整体结构 (b) COL机制示意图 (c) COL应用及反应原理示意图

图2 (a)制备流程图 (b)COL的实物图及超景深显微镜图像 (c)拉曼光谱 (d)LIG的扫描电子显微镜图像 (e,f)COL的扫描电子显微镜图像及其放大图

图3 (a)流程图 (b)微流控芯片实物图 (c)接触角测量 c1处理前 c2处理后 (d)毛细管爆裂阀模拟图 d1 w=400微米α=30度 d2 w=100微米α=90度 d3 w=50微米α=120度

图4. (a) 4克氧化铜分散在10毫升酒精中 (b) 4克氧化铜分散在20毫升酒精中 (c) 4克氧化铜分散在30毫升酒精中 (d) 4克氧化铜分散在40毫升酒精中 (e) COL实物图像 (f) 4克氧化铜分散在50毫升酒精中 (g) COL检测人工汗液 (h) LIG检测葡萄糖 (i) COL对干扰物的响应

图5. (a) COL对不同浓度葡萄糖溶液的响应 (b) 实际汗液检测 (c) COL的线性度 (d) 储存一周后的COL (e) COL应用示意图 (f) COL-MC实物图

3.小结

本研究以激光诱导石墨烯（LIG）与氧化铜（CuO）的创新组合，突破了传统贵金属传感器的成本与性能瓶颈，通过微流控芯片的智能流体管理，实现了无创、连续的血糖监测。从实验室数据到人体实测的优异表现，彰显了其在运动健康、糖尿病管理等场景的广阔应用前景。随着可穿戴技术的迭代，这项创新有望推动无创医疗检测从科研走向日常，为全球慢性病患者和健康管理人群带来更便捷、温和的监测体验。

DOI:org/10.1016/j.ces.2025.121839