利用微针对皮肤间质液（ISF）中生物标志物的快速提取与检测，是实现人体生理状态实时监测的关键技术，对疾病诊断与治疗具有重要意义。其中，基于可溶胀水凝胶的微针技术，凭借良好的生物相容性和便捷的操作特性，成为微针给药与传感领域的研究热点。

针对该领域研究，上海理工大学健康科学与工程学院、新黄埔中医药联合创新研究院的研究团队制备了一种基于交联透明质酸水凝胶掺杂渗透质的微针贴片，可用于皮肤间质液中葡萄糖的提取和传感。该微针贴片与电化学传感器通过“提取-恢复-检测”流程的结合使用，还可以拓展到其它生物标志物的检测中。相关研究成果以“快速提取皮肤间质液的水凝胶微针及电化学传感器构建用于体外葡萄糖检测”为题发表在《传感器技术学报》期刊上。

可溶胀的水凝胶微针是一种新兴微针，其具备优异的生物相容性，无需额外设备且操作简便。一些交联的水凝胶，例如甲基丙烯酸化透明质酸（MeHA）、甲基丙烯酸化明胶（GelMA），都具有很高的溶胀率，能在短时间内通过溶胀作用大量吸收水分，因此常用作水凝胶微针贴片的基质以提取间质液。

在这项研究工作中，为了获取能够快速提取间质液进行生物标志物检测的水凝胶微针，研究人员通过微成型工艺，制备并表征了三种添加不同渗透质的微针，并将其与电化学传感器通过“提取－恢复－检测”流程结合，制备了基于MeHA的水凝胶微针贴片式传感器。

图1 微针制作过程及表征

研究结果表明，这种可溶胀水凝胶微针贴片能够在1 min内快速提取（10.20 ± 2.380）μL的皮肤间质液用于后续检测。将微针贴片和印刷电极的电化学传感器通过“提取－恢复－检测”方式进行结合，实现了离体猪皮葡萄糖的检测。PB/CS/MWCNT-COOH/GOx电极能在1 min内检测（0.5 ~ 10）mmol/L的猪皮葡萄糖浓度，整体检测时间不超过10 min。因此，该可溶胀水凝胶微针贴片和电化学丝网印刷电极的结合使用方式可以用于间质液中葡萄糖的快速提取和检测，并可以拓展到间质液中存在的其它生物标志物中，具有实时监测人体生理状况的潜力。

图2 微针力学测试

图3 微针溶胀性能表征

图4 电化学传感器和水凝胶微针贴片的结合使用

这项研究旨在改进基于透明质酸水凝胶微针的皮肤间质液提取方法，并进一步探索其与电化学传感器的结合。与以往研究相比，这项研究的主要目标是提升微针贴片提取间质液的性能。在方法设计上，采用了优化的透明质酸基水凝胶微针贴片，改进了微针的结构和制备方法，并结合了电化学传感器技术，来实现对皮肤间质液中葡萄糖的有效提取和检测。未来，有望基于该微针构建快速检测皮肤中葡萄糖的传感器系统，实现基于水凝胶微针的护理点诊断。

论文信息：
DOI: 10.3969/j.issn.1004-1699.2025.02.002

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