2026年5月29日,高等研究院科研团队在自然指数期刊《Nature Communications》发表题为“Controlled sweat generation via ultrasound stimulation integrated in a wearable device”的研究论文。该研究开发了一种集成低频超声刺激与电化学传感功能的柔性可穿戴系统,实现了在静息状态下主动诱导汗液产生,并对汗液中的多种生物标志物进行实时检测,为下一代无创健康监测技术提供了新的策略。高等研究院许太林与加州大学圣地亚哥分校何学成为通讯作者,硕士生陈李童为第一作者,深圳大学与加州大学圣地亚哥分校为完成单位。
汗液是一种重要的非侵入性生物流体,含有丰富的代谢物、离子及生理状态相关信息,可用于健康监测和疾病评估。近年来,可穿戴汗液传感技术受到广泛关注,但如何在静息状态下稳定、舒适地获取汗液仍是限制其应用的关键问题。针对这一挑战,研究团队开发了一种基于超声辅助汗液生成的柔性可穿戴平台。该系统集成压电超声模块、微流控汗液收集结构和电化学传感阵列,通过低频超声促进药物经皮递送,激活局部汗腺分泌,实现无需运动、电刺激的主动出汗。研究结果表明,超声刺激能够有效提高皮肤通透性,从而透皮给药诱导汗液产生。与测试条件下的离子导入方法相比,超声诱导出汗表现出更低的皮肤刺激和更好的佩戴舒适性。结合多功能电化学传感模块,该平台可同步检测汗液中的钾离子(K+)、pH以及尿酸(UA)等指标。人体实验进一步显示,汗液尿酸水平与血液尿酸浓度呈现良好相关性,验证了该系统在无创代谢监测中的应用潜力。该研究首次将超声透皮给药技术用于无创诱导出汗,实现了主动汗液获取与多指标检测的一体化,为连续健康监测和个性化医疗设备的发展提供了新的技术路径。
该研究得到了深圳市科技计划、国家自然科学基金、深圳大学合成生物学研究中心以及相关科研项目支持。
原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-026-73789-4

图1. 超声驱动可穿戴汗液生成与电化学检测平台示意图