近日，化学化工学院在分析化学领域顶级期刊、Nature Index期刊Analytical Chemistry发表最新研究论文Reusable Self-Powered Electrochromic Sensor Patch Based on Enzymatic Biofuel Cells for On-Site Visualized Monitoring of Lactic Acid。宝威为第一完成单位，魏婕副教授和王坤教授为论文共同通讯作者。
可穿戴传感器在运动评估、健康监测和医疗诊断等方面具有广阔的应用前景，然而大多数已报道的可穿戴传感器在检测过程中仍依赖复杂的非移动设备如电化学工作站进行供能、信号转换和读取，且仅能将感知信息转化为电信号，缺乏直观的可视化功能。
为解决上述问题，该工作以汗液中的乳酸（LA）作为目标分析物，构建了一种基于酶生物燃料电池的可视化传感贴片。检测过程中，利用亲水性琼脂糖水凝胶和疏水SiO2膜协同调控汗液的收集与排出；利用电极上修饰的乳酸氧化酶将LA氧化为丙酮酸，实现化学能向电能的转换。所产生的电子从外电路转移至阴极，进一步将阴极表面修饰的普鲁士蓝（PB，着色态）还原为普鲁士白（PW，褪色态）。通过裸眼观察可以实现LA半定量检测，或结合手机APP输出的RGB值实现定量检测。为降低测试成本，可对贴片施加电压使PW氧化为PB，电极由褪色态再次变为着色态，从而实现传感器贴片的重复使用。该工作为汗液乳酸监测提供了新方法，同时为可视化可穿戴传感器构建提供了新策略。
该研究成果得到了国家自然科学基金的资助。（化学化工学院）
文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c06000
