2025年12月15日，高等研究院联合医学部在《ACS Nano》上发表题为“Bioinspired Face Mask for Exhaled Breath Condensate Collection and Multiplexed Biomarkers Analysis”的研究论文。学生王静为第一作者，高等研究院许太林与医学部张学记教授为共同通讯作者，深圳大学为唯一完成单位。
呼吸系统疾病大流行提高了人们对呼吸组学的关注。呼出气冷凝液（EBC）作为一种无创且信息丰富的生物流体，在个性化健康管理方面具有巨大的应用前景。然而，采集量不足和分析方法的局限性仍然是可穿戴式EBC分析面临的主要挑战。本文报道了一种仿生设计的可穿戴式面罩，该面罩能够高效采集EBC（每孔0.86 μL min⁻¹），并可对EBC中的四种生物标志物（酒精、NO2⁻、NH4⁺和pH值）进行原位电化学监测。该面罩传感器平台由多级热电冷却模块、仿生超疏水自清洁罩、可扩展的4×4电极阵列和电化学微系统读出电路组成。面罩表面温度在1分钟内迅速降至12.5 ℃，达到呼出气露点，从而确保快速冷凝。由图案化的超疏水微/纳米结构PDMS覆盖层和亲水电极区域构成的润湿性梯度界面，能够有效地引导生物流体进入传感器区域，即使在180°旋转下液滴也能稳定固定。该系统的实用性通过追踪健康受试者在摄入酒精和高蛋白食物后的代谢反应，以及对呼出气冷凝液（EBC）中四种生物标志物的连续动态监测得到验证。这种可穿戴式EBC分析系统为实时呼吸分析提供了一种多功能策略，有望应用于个性化呼吸健康管理、代谢追踪和环境暴露分析。
该研究得到了深圳市科创局面上项目、国家自然科学基金、深圳大学合成生物学研究中心、广东省高校海洋微生物组工程重点实验室和深圳市海外人才计划项目的资助和支持。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.5c14778
图1.用于 EBC 采样和多种生物标志物原位分析的一种仿生可穿戴式面罩。
