可穿戴的生命體征傳感器件開啟了個體化健康監測的潮流，如使用運動手表、智能手環等追蹤日常心率、監測睡眠質量等。不僅如此，人們還迫切地需要能監測身體內部生理狀況的透皮可穿戴設備，例如血糖、乳酸值等，這就對新一代的傳感器構建提出了微創性、生物安全性、患者依從性和多功能性的新需求。

微針技術已成為一種備受矚目的微創透皮模式，它將通常短于2 mm的針頭以單根、多根或陣列的模式排列，從而有效地穿透角質層到達真皮區域。微針在采樣、檢測和傳感方面具有得天獨厚的優勢：

首先，精巧的形狀設計使微針以最小化侵入的模式插入體表，病人依從性高；其次，多樣化的材料選擇與簡易化的制造流程允許了微針與其他部件的靈活耦合，為集成化的生物傳感器件搭建提供了豐富的可能性；最后，微針的制造工藝具有成本效益，可大規模生產，為產品化、市場化和終端化描繪了廣闊的藍圖。

迄今為止，微針檢測體系與傳感器件不僅在管理日常健康和跟蹤疾病進展等領域備受推崇，還在預防農作物病毒、控制藥物濫用和監控食品安全等領域獨出機杼。

近日，著名期刊Lab on Chip出版了該期刊首期綜述特刊，其中浙江大學的顧臻教授與張宇琪研究員團隊綜述了目前最先進的微針采樣、檢測和傳感器件（圖1）。該綜述題為“Microneedle-based transdermal detection and sensing devices”，并被選做期刊的封面文章。

圖1 基于微針的透皮檢測體系與傳感器件 首先，介紹了皮膚的微觀結構與生物流體的物理性質，總結并提出了目前微針提取生物流體或生物標志物的物理機理，從而用于指導微針的形狀設計與材料優化。

圖2 微針提取生物流體和標志物的機理示意圖：（A）基于溶脹的提取；（B）基于抗體的提取 其次，綜述了微針作為輔助器件用于檢測的面向靶標與生理意義，包括生理信號、離子、小分子、核酸、蛋白質、細胞、細菌，以及多靶標檢測等，進而揭示了這些微針的現有性能和應用體系。

圖3 用于不同靶標檢測的微針示意圖 隨后，通過強調不同的傳感原理（比色法、熒光法和電子法），闡述了微針作為高度集成傳感器的技術現狀與發展趨勢。最后，討論了當下微針技術需解決的挑戰和未來發展的前景等。

圖4 微針集成傳感平臺原理圖

圖5 集成診斷和治療功能的智能微針示意圖

總體而言，與傳統的實驗室檢測相比，微針檢測具有微創性、快速讀出、病人依從性高、小型化等優點，從而能夠在社區診所、家庭保健和野外場景中工作。這篇綜述著重強調了微針檢測/傳感器件面向高度集成化、數字化和智能化健康管理的發展趨勢。

可以預見，在不遠的將來，微針將與更多的新興技術耦合，在體外和體內進一步實現數字化、個性化的日常健康管理。伴隨著新的間質液標志物發現、傳感器的體表/體內穩定性改善、以及診療一體化可穿戴設備的開發，微針技術將進一步獲得前所未有的廣泛應用。

審核編輯 ：李倩