基于人工智能辅助的千米级无线可穿戴生化传感平台及其在尿液关键生物标志物监测中的应用

本文推荐：作者团队开发了一种集成NB-IoT（窄带物联网）远场和LC近场双模无线传输的可穿戴生化传感平台，通过分子印迹聚合物（MIP）离子载体构建电位型传感器，实现尿液二甲胺（DMA）、肌酐、葡萄糖和H+的无源检测。该平台突破传统局限，支持千米级远程监测（实验验证4公里，理论达数十公里）与多层感知器（MLP）数据校准系统深度整合，为下一代智慧医疗提供AI-传感器融合新范式。

　　

亮点

材料

丙烯酰胺（AM）、二甲胺（DMA）水溶液、肌酐（Cr）、二乙烯基苯（DVB）等材料购自麦克林生化有限公司（上海）。葡萄糖氧化酶（GOx）、四硫富瓦烯（TTF）等关键试剂为实验提供保障。

无线可穿戴生化传感平台工作原理

图1展示了该平台的三大核心模块：电化学传感模块、无线传输模块及云端数据处理校准系统。创新性地采用电位型生物传感器——基于DMA分子印迹聚合物（MIP）的离子选择电极（ISE）、肌酐MIP-ISE、葡萄糖氧化酶修饰电极和pH电极，通过导电磁吸结构实现NB-IoT远场（千米级）与LC近场（无源）双模自由切换，满足不同场景需求。

结论

本研究首创性地开发出兼具远/近场无线切换功能的可穿戴生化传感平台，通过酸性预处理显著提升肌酐MIP-ISE灵敏度至58.38 mV/十倍浓度（Nernst响应）。该技术为智慧医疗提供了"多对一"远程监测解决方案，推动AI与可穿戴传感器的系统级融合。

作者贡献声明

张东志负责课题设计与论文审校；安文正主导实验与初稿撰写；康泽昊开发软件算法；高博涛参与概念验证；其他作者分别负责数据验证、可视化等工作。

利益冲突声明

作者声明无任何可能影响研究结果的财务或个人关系。

致谢

感谢国家自然科学基金（52475580）、泰山学者专项（tsqn202211077）等项目的资助支持。