生仪学院“吕维雪学术论坛”第三十四次会议暨“WearSense Project: Wearable Multimodal Optical Monitoring of Biomarkers”主题报告会成功举办

2025年11月26日，浙江大学生物医学工程与仪器科学学院第三十四次吕维雪学术论坛隆重举行。本次论坛特邀克罗地亚萨格勒布大学化学工程与技术学院Ivana Murkovic Steinberg教授，围绕 "WearSense Project：Wearable Multimodal Optical Monitoring of Biomarkers"，聚焦光学传感器材料研发与多学科合作创新，探讨了从基础研究到实际应用的技术转化路径，结合国际合作经验，分享了可穿戴技术发展的挑战与机遇。

Steinberg教授在报告中详细阐述了可穿戴生物物理监测技术的发展现状。她表示，随着智能手表等设备的普及，可穿戴技术已经从简单的物理参数监测向更复杂的生化指标检测发展。现代智能设备配备的多个发光二极管和光电二极管实际上已经具备了分光光度计的功能，为化学传感应用提供了硬件基础。

Steinberg教授重点介绍了团队开发的三类光学传感器材料：pH响应超薄多孔玻璃材料、纤维素基自变色智能材料以及荧光量子点材料。这些材料具有良好的生物相容性和敏感性，可直接集成在光学设备上使用。

pH响应超薄多孔玻璃材料通过溶胶-凝胶法制备，采用旋涂技术形成超薄多孔玻璃层，在不同pH环境中发生可逆的颜色变化，可直接集成在LED和光电二极管上使用，响应速度快，稳定性好。纤维素基自变色智能材料基于纤维素的透明材料，具有优异的生物相容性，在pH值5.5-7.0范围内发生显著的颜色变化（pKapp值分别为5.59和6.18）。该材料无毒、可逆、响应迅速，可制成皮肤贴片使用，适合制成智能纺织品，用于连续的表皮pH监测。荧光量子点材料表面修饰有特定的识别层，对pH值和多巴胺等生物标志物具有双重敏感性。在紫外光激发下发出橙色荧光，荧光强度随目标分析物浓度变化。该材料生物相容性好，检测灵敏度高，发射波长约609nm，适合皮肤测量。

在多学科合作方面，Steinberg教授强调了跨学科研究在推动技术创新中的重要性。她的研究团队由化学、材料科学、电子工程、生物医学工程等不同背景的专家组成，形成了高度集成的研究模式。团队核心成员包括5名研究人员，还有来自土耳其的博士后Huma Yilmaz和韩国的学生，体现了国际化的合作特色。

Steinberg教授还分享了技术转化的最新进展。她透露，华为等国际科技公司已经对这项技术表现出浓厚兴趣，华为芬兰研究中心的研究人员专门访问了他们在萨格勒布的实验室，这表明工业界对光学传感技术在消费电子产品中的应用前景非常看好。

在交流环节，现场气氛热烈，与会师生就光学传感器的选择性优化、技术转化路径、国际合作模式等多个前沿问题积极提问。针对 "如何区分不同生物标志物对传感器的影响" 这一问题，Steinberg教授解释说，水凝胶中的量子点表面修饰有对多巴胺敏感的液晶染色层，多巴胺会淬灭量子点的荧光。同时，材料对pH值也具有敏感性。虽然选择性是一个挑战，但材料的生物相容性和易测量性是其显著优势。当被问及 "为什么选择专用光学设备而非相机进行图像分析" 时，她指出，虽然相机图像处理在技术上可行，但专用设备在连续监测方面具有明显优势。智能手表等可穿戴设备能够持续监测生理参数，而相机需要用户主动操作，难以实现连续监测。关于 "光学传感与电化学传感技术的选择依据"，Steinberg教授表示，选择光学传感主要基于与现有电子设备的兼容性考虑。现代智能设备已具备分光光度计的功能，目标是设计可光学追踪的材料。虽然电化学传感器通常更灵敏，不易受到运动伪影的影响，但光学方法在集成性和用户体验方面具有独特优势。

Steinberg教授对浙江大学师生表现出的专业素养和浓厚的学术兴趣表示高度赞赏。她表示，这次访问是她首次来到中国，受到了浙江大学师生的热情欢迎，希望能够建立长期的学术交流机制，在可穿戴传感器技术等领域开展联合研究项目。参会师生纷纷表示收获颇丰，不仅对可穿戴生物物理监测技术有了更加全面的理解，也对相关领域的发展趋势与应用前景有了更深入的认识。Steinberg 教授的研究成果为师生们的科研工作提供了新的思路和方法，激发了大家在跨学科合作方面的兴趣和热情。