摘要：大家好！今天一起来了解一项能直接检测皮肤里丝氨酸的传感器！平常咱们用的可穿戴生物传感器，大多只能检测汗液、唾液里的东西，却忽略了皮肤角质层那些和皮肤屏障功能紧密相关的生物标志物。
大家好！今天一起来了解一项能直接检测皮肤里丝氨酸的传感器！平常咱们用的可穿戴生物传感器，大多只能检测汗液、唾液里的东西，却忽略了皮肤角质层那些和皮肤屏障功能紧密相关的生物标志物。
*本文只做阅读笔记分享*
一、表皮丝氨酸的重要意义
在皮肤的众多生物标志物里，天然保湿因子（NMF）可太关键了，它就像皮肤的“保湿卫士”，能维持皮肤的化学屏障。
丝氨酸又是NMF里含量最多的氨基酸，不仅保湿能力一流，还对皮肤结构维护、免疫反应、角质层更新有重要作用。可以说，丝氨酸水平就是衡量皮肤健康的重要指标，医生能通过它判断皮肤屏障相关疾病的严重程度，像银屑病、特应性皮炎这些。
而且，丝氨酸代谢要是出问题，还会引发各种健康问题，所以监测它的水平意义重大。
二、表皮丝氨酸传感系统设计与运作
这个表皮丝氨酸传感系统的核心就是丝氨酸传感器，它被做成了可穿戴的贴片。
贴片里有能让丝氨酸扩散和导电的多孔聚乙烯醇（PVA）水凝胶，还有用分子印迹聚合物（MIP）做的电化学电极阵列，能精准识别丝氨酸。
和普通的被动汗液采样结构不同，它的电极是分开的，这样能让水凝胶、电极和皮肤贴得更紧，还能减少对患病皮肤的刺激。
使用的时候也很简单，把贴片往皮肤上一贴，皮肤和水凝胶之间就会形成丝氨酸浓度差，丝氨酸就会从皮肤扩散到水凝胶里，再被电极识别，最后通过配套的手持测试仪就能读出丝氨酸含量。
整个操作就5步：准备、校准、贴贴片、等待、读数，和用血糖仪一样方便，在家就能轻松监测皮肤健康。
三、MIP基丝氨酸传感器特性
MIP基丝氨酸传感器可是个厉害角色！它的工作电极有多层结构，碳电极提供导电通路，普鲁士蓝纳米颗粒（PBNPs）层能产生可测量的电流信号，MIP层则赋予了传感器识别丝氨酸的超能力。
实验发现，丝氨酸和传感器的反应5分钟就能达到稳定。而且，它对丝氨酸的检测范围很广，从48μM到30mM，浓度变化和电流响应呈对数线性关系，灵敏度超高。对其他非目标分析物，它几乎没反应，选择性特别好。在模拟实际使用环境的实验里，确定了0.3mm是水凝胶的最佳厚度，在这个条件下，传感器在不同温度下都能稳定工作，性能超棒！
四、系统评估皮肤保湿功能
皮肤保湿和角质层里的NMF含量关系密切，很多化妆品都宣称能保湿，但传统的检测方法要么只能测物理指标，要么检测过程复杂。咱们这个丝氨酸传感系统就不一样了，它能直接测皮肤里的丝氨酸。
实验时，找了8位小伙伴，用系统测完丝氨酸后，再用水凝胶里的样本做比色检测，发现两种方法的结果高度相关，证明了系统的可靠性。
接着，用一款含丝氨酸的护肤精华做测试，在志愿者的前臂选两个区域，一个涂精华，一个不涂。结果发现，涂了精华的区域丝氨酸含量和角质层含水量（SCH）都变高了，经表皮水分流失（TEWL）减少了，这就说明精华确实能增强皮肤的保湿和屏障功能。
而且，通过长期监测发现，涂了精华后，丝氨酸含量会快速上升，之后虽然会下降，但还是比没涂的时候高，充分验证了系统在评估护肤品保湿效果上的有效性。
五、系统评估特应性皮炎治疗效果
特应性皮炎（AD）是种常见的慢性炎症性皮肤病，主要是因为丝聚蛋白基因突变，导致丝氨酸等NMF生成受阻，皮肤保湿和屏障功能下降。
用丝氨酸传感系统来监测一位AD患者的治疗过程，在用药前，患者病变皮肤的丝氨酸水平比正常皮肤低，系统测到的电流响应更高。
用药后，随着时间推移，病变皮肤的丝氨酸水平逐渐上升，到第三周甚至超过了正常皮肤，皮肤的红斑、鳞屑等症状也明显改善，TEWL值也恢复正常，这说明皮肤屏障功能在慢慢恢复。
而且，系统测的丝氨酸水平和用比色法测的氨基酸水平高度相关，进一步证明了系统在跟踪AD患者治疗进展上的可靠性。
六、总结展望
研究团队研发出的这个丝氨酸传感系统，结合了可穿戴贴片和手持测试仪，能现场检测表皮丝氨酸水平。操作简单，成本还低，能帮助皮肤科医生和普通人更好地了解皮肤健康状况。不仅能评估护肤品的效果，还能跟踪皮肤病的治疗过程。
未来，这个系统还有很大的拓展空间，有望检测更多和皮肤疾病相关的小分子，为皮肤健康管理带来更多可能！
七、一起来做做题吧
1、关于表皮生物标志物，下列说法正确的是
A. 表皮生物标志物仅存在于汗液中
B. 传统皮肤采样方法对患者耐受性好
C. 表皮生物标志物可反映皮肤屏障的完整性
D. 现有非 - 侵入性采样技术无需样本处理
2、关于丝氨酸在皮肤中的作用，说法错误的是
A. 是天然保湿因子中含量最多的氨基酸
B. 主要作用是参与细胞呼吸
C. 对皮肤结构维护有重要作用
D. 其代谢异常与多种健康问题相关
3、表皮丝氨酸传感系统的丝氨酸传感器关键组成部分不包括
A. 多孔 PVA 水凝胶
B. 分子印迹聚合物（MIP）
C. 荧光检测模块
D. 碳电极
4、在评估皮肤保湿功能实验中，涂抹护肤精华后会出现
A. 表皮丝氨酸水平降低
B. 经表皮水分流失（TEWL）增加
C. 角质层含水量（SCH）增加
D. 皮肤变得更干燥
5、使用表皮丝氨酸传感系统跟踪特应性皮炎（AD）患者治疗过程中，以下说法正确的是
A. 用药前病变皮肤丝氨酸水平高于正常皮肤
B. 治疗过程中丝氨酸水平无明显变化
C. 丝氨酸水平变化与皮肤屏障功能修复无关
D. 第三周病变皮肤丝氨酸水平可能超过正常皮肤
参考文献：
Yuan, Y., et al. An epidermal serine sensing system for skin healthcare. Nat Commun 16, 2681 (2025).
来源：知识泥土六二三