背景介绍：
糖尿病酮症酸中毒（DKA）是1型和2型糖尿病的一种危及生命的并发症，通常伴有葡萄糖代谢障碍，导致脂肪代谢增加，产生主要成分为β-羟基丁酸（β-HB）的酮体。因此，检测血液中的β-HB可用于快速诊断DKA。此外，β-HB水平还可反映人体的能量代谢状态，对于健康人群和运动员的饮食管理也很重要。
现有的手持式血液电化学分析仪结合一次性酶电极可满足个人日常酮体监测的需求。但是它们需要频繁刺破手指，给用户带来痛苦和不便，阻碍了其持续主动监测。
汗液是一种富含化学物质的重要体液，可反映人体的营养和代谢状态。汗液成分与血液成分具有高度相关性，为非侵入性和无痛监测β-HB提供了独特的机会。然而，在静息状态下，汗液分泌率很低，这限制了快速、主动汗液分析的进行。
导读：
近期，东南大学刘宏教授团队提出一种新型的可穿戴微流控电化学传感器，该传感器结合了离子电渗法，能够非侵入式地监测汗液中的β-羟基丁酸（β-HB），对糖尿病酮症酸中毒的快速诊断和健康管理具有重要意义。相关研究以“Wearable microfluidic electrochemical sensor integrated with iontophoresis for non-invasive sweat ketone monitoring”为题目，发表在期刊《Sensors and Actuators B: Chemical》上。
本文要点：
1、开发了一种集成离子导入和微流控的可穿戴电化学传感器，用于非侵入性监测汗液中的β-羟基丁酸（β-HB）。
2、该传感器利用离子导入技术主动刺激皮肤产生汗液，并通过微流控通道可控地收集和传输汗液至检测区域。
3、传感器采用电化学氧化反应检测汗液中的β-HB，可在40秒内实现快速分析，检测限为10μM。
4、将该传感器用于监测一名进行生酮饮食的志愿者的汗液和血液β-HB水平，发现两者呈高度正相关。
5、该可穿戴传感器能够按需、非侵入性检测汗液β-HB，在临床医学和家庭健康管理中具有广阔应用前景。
该研究中开发的可穿戴电化学传感器在监测糖尿病酮症酸中毒（DKA）方面具有哪些优势？
1、非侵入性监测：该传感器通过离子电渗法刺激皮肤产生汗液，无需刺破皮肤即可监测β-HB，减少了用户的痛苦和不便。
2、快速响应：传感器能够在40秒内快速响应分析汗液中的β-HB，适合快速诊断DKA。
3、高灵敏度和低检测限：传感器对β-HB的检测具有高灵敏度和低至10μM的检测限，提高了监测的准确性。
4、与血液β-HB水平高度相关：对进行生酮饮食的志愿者的测试显示，汗液中的β-HB与血液中的β-HB水平高度相关，表明该传感器可用于有效监测DKA。
该传感器在实际应用中如何帮助进行健康管理和疾病早期诊断？
1、实时监测：可穿戴设计使得传感器能够长时间贴附在皮肤上，实现对个体汗液中β-HB水平的实时监测。
2、饮食管理：如在生酮饮食管理中，通过监测汗液中的β-HB水平变化，可以帮助用户了解饮食对体内能量代谢状态的影响，从而科学调整饮食计划。
3、早期预警：对于糖尿病患者，该传感器能够提供DKA早期诊断的预警信息，有助于及时采取医疗措施，预防病情恶化。
4、便于大规模应用：由于其操作简便和非侵入性特点，该传感器适合在家庭和临床环境中广泛使用，有助于推动个性化医疗和健康监护的发展。
图1.可穿戴电化学传感器用于非侵入性监测汗液中的酮体。
图2.β-HB传感器的优化和表征。
图3.汗液刺激。
图4.对生酮饮食的β-HB监测。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.snb.2024.136518
