可穿戴生物传感器是一种可提供准确及时生物标志物信息的柔软实验室生物芯片，它可满足人们对智能电子健康服务、主动疾病诊断/治疗和海量生物信息数据处理日益增长的需求。
生物传感器识别元件通常包括生物特征受体（如酶、抗体和核酸）和仿生成分，如无机纳米材料和分子印迹聚合物 (MIPs)。生物传感是将识别反应与物理化学转导过程相结合，以产生可用于定量或定性测量的电信号或光信号。生物传感器的构建策略决定了信号输出的类型和强度，这极大地影响了生物传感器的关键性能，如 3S（选择性、灵敏度、稳定性）性能、可逆性和机械耐受性。
除了小型化要求外，由于生物流体中生物标志物浓度通常比血液低一到两个数量级，这就需要制备更高效的生物传感器来实现传感功能。此外，大量干扰物质存在的监测环境、机械变形、样品流扰动或蒸发也是生物传感器制备研究需要面对的挑战。
南京邮电大学汪联辉教授、王婷教授团队的田媛媛助理教授 等人总结了目前可实现的生物识别诱导电化学和光信号转导策略，包括转导机制、放大机制(有效的生物识别和信号增强)、生物材料选择和设备制造程序，重点关注了电化学生物转导中包括电位传感器、电活性/电非活性物种的电流传感器以及基于电传感器的智能集成等方面。在光学生物转导传感器方面，关注并总结了采用基于螯合或氧化还原反应引起的可见变化比色和荧光传感器，以及具有光谱信号的 SERS 传感器。 文章最后，对于当前柔性可穿戴生物传感器在稳定性、灵敏度和多功能性方面的挑战进行了总结，对柔性可穿戴生物传感器的发展趋势进行了展望。 该成果以题为“Emerging biotransduction strategies on soft interfaces for biosensing ”(《用于软界面生物传感的新兴生物转导策略》)发表在英国皇家化学会期刊 Nanoscale 田媛媛助理教授 为该论文的第一作者，汪联辉教授、王婷教授 为该论文的共同通讯作者。
电化学生物转导具有灵敏度高、选择性高、价格低廉、响应速度快、操作简便等优点。一般来说，当化学或生化靶标通过识别物种与电极结合时，电极电位会发生变化(电位作为输出)或在电极上电子转移发生（电流作为输出）。由于电流放大策略（如催化效应）的多样性，电流（安培）检测技术在软生物传感平台中应用广泛。 电位传感器 机制是在可忽略电流下利用改进的工作电极与参比电极电位进行定量分析。皮肤界面电位生物传感器广泛用于基于离子选择性膜修饰的电极对于生物流体进行检测。
电活性物质的电流传感器 通过在功能化工作电极上发生电化学氧化还原反应，产生与分析物浓度成比例的法拉第电流。对于 H₂O₂、NO、抗坏血酸 (AA)、尿酸 (UA)、多巴胺 (DA) 和血清素 (5-HT) 等电活性物质，安培检测可以直接应用于氧化电流密度浓度依赖性的电极。
电化学惰性物质的安培传感器 中非活性物质依赖于级联过程，其中生物识别与物理化学信号转导相结合。生物识别单元可分为酶【如葡萄糖氧化酶 (GOx) 和乳酸氧化酶(LOx)】、抗体、适体和仿生受体（如 MIP）。理化信号转导通常利用辣根过氧化物酶 (HRP) 等生物分子标记和普鲁士蓝 (PB)、纳米催化剂和氢醌 (HQ) 等人工介质。
基于电传感器的智能集成 实现了电信号与功能性生物电子学结合，为多重精准诊断或智能交互提供全面的医疗保健数据和及时反馈。例如，电化学代谢物传感可以进一步与生命体征监测相结合。
光学生物转导策略
将生物分子信息转换为光信号通常用于柔性光学生物传感器，其中肉眼可定性评估可见变化，便携式设备可以定量检测光谱信号。具体来说，比色/荧光试剂和表面增强拉曼散射 (SERS) 底物可以通过螯合或氧化还原反应与不同目标分子相互作用，从而引起颜色或光谱信号的变化。
比色和荧光传感器 中微流体系统对传感稳定性至关重要，通常需要位于设备外部的阀门或控制系统来引导或控制溶液流动。体积大、功耗高的外部设备与可穿戴设备不兼容。为了解决这个问题，可穿戴采用自动吸汗的微流通道，它使用汗腺本身作为压力源来驱动流体流动，而无需借助外部动力设备。
SERS 传感器 中的 SERS 技术已被广泛应用于具有高灵敏度、非侵入性、免标记和提供丰富信息的生物传感器。由于局部电磁增强效应，拉曼信号可以从热点等离子体耦合中放大几个数量级，从而实现单分子检测的 SERS 传感。
Emerging biotransduction strategies on soft interfaces for biosensing Yuanyuan Tian，Guoliang Xu，Kaiyu Cai，Xiao Zhao，Bo Zhang，Lianhui Wang * and Ting Wang * (王婷 ，南京邮电大学) Nanoscale 15 , 8010.1039/D2NR05444B 本文第一作者，南京邮电大学助理教授。2018 年获南京邮电大学博士学位。主要研究方向为用于构建软生物传感器的贵金属纳米材料合成。从事柔性生物传感器的研究，在 Small、Nanoscale 等期刊发表十几篇论文，其中第一/通讯作者文章 9 篇。 南京邮电大学教授、博士生导师。1988 年毕业于成都科技大学高分子材料系，1993 年获福建师范大学高分子化学与物理专业硕士学位，1998 年获浙江大学高分子化学与物理专业博士学位。1988-2005 年在福建师范大学任教，历任助理研究员、副研究员、研究员、副所长，期间 1998-2005 年赴新加坡国立大学从事研究工作，任博士后研究员、助理教授。2005 年回国受聘复旦大学，任复旦大学先进材料实验室教授。2010 年底至今南京邮电大学任教，先后任材料科学与工程学院院长、研究生院常务副院长并兼任南京邮电大学学术委员会主任。2017 年 4 月任南京邮电大学副校长。 长期从事光电纳米材料、生物光电子学、纳米生物医学等领域教学科研工作。主持国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点项目、国家重大科学研究计划项目等 30 多项国内和国际科研项目。在 Nature、Advanced Materials、J Am Chem Soc、Angew Chem Int Ed 等著名学术期刊上发表 SCI 论文 200 余篇；获授权中国和美国发明专利 20 余件；部分研究成果获中国分析测试协会科学技术奖一等奖和江苏省科学技术奖二等奖。
先后获得国家杰出青年科学基金获得者、国家“有突出贡献中青年专家”、全国优秀科技工作者、中国侨联“中国侨界贡献奖”、江苏省创新团队领军人才等称号。
2012 年硕士毕业于湖南师范大学（姚守拙院士、谢青季教授）。2015 年博士毕业于中南大学（柴立元院士）。2015 年在新加坡南洋理工大学（师从陈晓东院士）从事博士后研究工作。2021 年起任南京邮电大学材料科学与工程学院教授。研究方向为面向医学应用领域，基于功能材料的制备，设计柔性生物传感器，实现人体生理信号的实时、高精准检测，为疾病诊断提供技术和平台，如可穿戴生物传感器、柔性生物电极等，以第一/通讯作者在 Nat. Electron.、Adv. Mater. 等杂志发表论文 17 篇，合作发表论文 40 余篇，他引大于 2000 次。 A high impact, peer reviewed journal publishing experimental and theoretical work across the breadth of nanoscience and nanotechnology 2-年影响因子* 8.307 分5-年影响因子* 7.891 分最高 JCR 分区* Q1 物理-应用CiteScore 分† 13.4 分中位一审周期‡ 35 天
Nanoscale 发表有关纳米科学和纳米技术的高质量研究报道，包括各种跨学科的实验研究和理论研究，涉及的研究主题有纳米结构和纳米材料的合成、功能纳米材料和生物组装体的表征、纳米材料的性质、自组装和分子组织、复杂的杂化纳米结构、纳米复合材料、纳米颗粒、纳米晶体、纳米团簇、纳米管、纳米线、纳米催化、纳米理论建模、纳米电子学和分子电子学、纳米光子学、纳米芯片、纳米传感器、纳米流体和纳米加工、碳基纳米材料和装置、纳米仿生材料、纳米生物技术／生物纳米材料、纳米医学、纳米技术的监管方法和风险评估等等，对物理、化学、生物学、医学、材料、能源／环境、信息技术、检测科学、医疗保健和药物研发、电子工程等领域的科研人员具有广泛的吸引力。该刊由英国皇家化学会同中国国家纳米科学中心共同出版。
Editors-in-Chief
Chunli Bai (白春礼)
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