随着个性化医疗需求的增加,人们越发的追求更便捷舒适的医疗设备,希望能够随时随地的了解自己的身体状况。基于目前的市场需求,可穿戴传感器已经成为最热门的研究课题之一。其中,可穿戴式电化学传感器可以将分析物的浓度通过化学反应转化为可测量的电信号,并且因为可以应用于葡萄糖、乳酸、钠离子以及钙离子等多种代谢物的分析而受到特别关注。据了解,在人体体液中汗液当中含有许多的生物标记物,如葡萄糖、尿酸和乳酸,我们可以通过分析汗液当中的这些分析物来代替血液分析。但是,目前可穿戴汗液传感器的灵敏度以及使用寿命限制了其发展,针对以上问题本文设计制备了三类可穿戴汗液传感器,详细分析了传感器的性能和实用性。主要研究内容包括:1、我们基于丝素蛋白和酶的杂化制备了可穿戴汗液传感器。在该传感器中,通过分子间的模板成核作用将酶蛋白固定在丝素蛋白纳米纤维网络当中。由于分子间的模板成核作用限制了酶蛋白分子空间构型的改变过程以及能够对酶蛋白分子起到固定作用,因此丝素蛋白和酶分子的杂化过程能够保护酶蛋白的活性,并防止酶分子失去功能。相对于,不使用丝素蛋白保护酶,丝素蛋白对酶的保护作用使酶的长时间使用寿命提高了约300倍,灵敏度提高了约3倍,对于葡萄糖的最低检测限降低了 5倍以上。丝素蛋白对酶的保护作用使葡萄糖和乳酸传感器的灵敏度分别达到35.25 μA mM-1 cm-2和0.87μA cm-2[log10（mM）]-1,同时酶传感器能够连续检测20天,并且酶传感器的灵敏度下降程度不超过6%。皮肤汗液实时测试表明,餐前和餐后汗液中葡萄糖浓度的变化趋势与血液中葡萄糖的浓度变化有良好的相关性。该传感器灵敏度高、舒适性好、可长期使用,适合实时人体汗液监测。2、我们开发了一种由丝素蛋白纳米纤维（SFNFs）和酶蛋白共同组成的具有生物活性的多孔酶纳米纤维（PEN）薄膜,该多孔纳米纤维膜能够有效地在其本身的三维空间内固定酶。SFNFs交联后形成的三维功能支架可以固定酶,为分子/离子扩散和生化反应提供了较大的表面积。随后使多孔酶纳米纤维膜附着在超薄PtNPs/石墨烯（Pt-G）纳米复合膜上,以促进酶和电极之间的电子传输,实现高效地具有长期稳定性能的汗液葡萄糖和乳酸检测。组装好的葡萄糖和乳酸传感器具有较高的灵敏度、良好的循环重现性,尤其是它们的连续使用稳定性分别达到了 25h和23.6h。其中,葡萄糖传感器的连续使用稳定性大约是目前所报道的最好的传感器的1.25倍。此外,基于传感器还开发了一种可穿戴的实时检测平台,用于实时分析户外运动时汗液当中葡萄糖和乳酸含量的变化情况,并将信号传输到手机上,便于实时读取数据。构建的可穿戴平台具有较高的灵敏度、良好地舒适性和长期稳定性有利于对生理状态的长期实时监测。3、可穿戴电子设备由于其本身的优势被广泛地应用在各种领域,特别是进行皮肤汗液成分的分析。本研究通过在还原氧化石墨烯（RGO）表面引入聚多巴胺作为还原剂对Pt离子进行还原,最终得到了 Pt纳米粒子均匀分布在RGO片层之间的三维还原氧化石墨烯复合材料（PtPRGO）。这种三维复合材料可以暴露出更大的比表面积并且提供丰富地纳米通道,从而促进离子/分子的扩散,使传感器具有更高的灵敏度。构建的葡萄糖传感器、Ca2+传感器和Na+传感器的灵敏度分别达到71.12 μA mM-1 cm-2,91.98 mV[log10（mM）]-1,88.58 mV[log10（mM）]-1。同时,这些传感器具有长期稳定性,可达6.9h、9.8 h和13.2 h。灵敏度更高的传感器更有利于可靠地分析个体的生理状态。