“以汗代血” KAIST开发皮肤贴片诊断健康状态

by Jeong Ilwoong

Published 07 Sep.2025 12:03(KST)

利用贴附在皮肤上的贴片，仅凭汗液、无需抽血就能诊断健康状况的技术已经被开发出来。

KAIST表示，生物及脑工学系的 Jung Kihoon 教授研究团队开发出了一种可实时、同时分析汗液中代谢产物的可穿戴传感器，并于7日对外公布。

（自左起）生物与脑工学系博士课程在读的 Jeon Jaehun、教授 Jeong Kihun。KAIST 提供

通过分析汗液中的代谢产物来监测人体生理状态的可穿戴传感器相关研究，此前也一直在积极推进。

但以荧光或染色为前处理的“标记（label）”型传感器和“无标记（label-free）”方式在有效收集和控制汗液方面存在局限，从而难以精细观测人体内随时间变化的代谢产物。

为克服这一限制，研究团队开发出一种可直接贴附在皮肤上的薄型柔性可穿戴汗液贴片。该贴片内置用于汇集汗液、并借助微小通道与光线对汗液成分进行精密分析的超微“纳米等离子体结构”，仅需一次贴片佩戴即可同时分析汗液中的多种代谢成分。

所谓纳米等离子体结构，是指通过纳米级金属图案与光相互作用，以高灵敏度感知汗液中分子的存在与浓度变化而设计的光学传感器结构。

此次开发的贴片，是将能在头发粗细的十万分之一（纳米）尺度上操控光线、读取分子特性的“纳米光学技术”，与在比头发更细的通道内对汗液进行精密控制的“微流体技术”相结合而实现的。

通过在贴片中应用按时间顺序采集汗液的微流体技术，可以更容易测量多种代谢物在体内的变化。贴片内部设计为由6至17个腔室（储存空间）构成的微流体结构，运动时分泌的汗液会依次注入各个腔室。

研究团队还成功地将贴片贴附在人体上，连续追踪运动过程中排出的汗液中，随时间推移而变化的成分。

柔性微流体纳米等离子体贴片。KAIST提供

尤其是在本次研究中，已证明可对与代谢、运动和疾病相关的重要生物标志物——尿酸、乳酸和酪氨酸等3种代谢物，依据运动和饮食的不同所呈现的变化模式进行定量分析。

研究团队强调，通过这一技术，不仅可以掌握跑步、马拉松、力量训练等运动过程中耐力和肌肉量的变化，还能通过数值变化感知痛风、肝功能异常、肾脏疾病等潜在风险。

Jung 教授介绍称：“本研究的意义在于，为无需采血、仅凭汗液贴片就能实时精密监测体内代谢变化奠定了基础。”

他还表示：“通过贴片不仅可以监测日常健康状态，也有望实现对热爱运动人群肌肉变化及疾病的检测。基于此，研究团队希望该技术今后能应用于慢性病管理、药物反应追踪、环境暴露监测以及代谢性疾病新一代生物标志物的发掘等多个领域。”

另一方面，本研究在韩国研究财团、科学技术信息通信部、保健福祉部和产业通商资源部的支持下，由 Jeon Jaehun 博士课程学生作为第一作者参与完成。研究成果已于上月27日发表于国际学术期刊《Nature Communications》在线版。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。