近日，院質(zhì)標(biāo)中心吳立冬研究員團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種角蛋白液態(tài)金屬（KELM）柔性可穿戴傳感器，憑借其卓越的柔性、強(qiáng)粘附性和高靈敏度等性能，提供了水生動(dòng)物健康監(jiān)測(cè)方案，適用于大型魚(yú)類(lèi)和貝類(lèi)生理健康和棲息地環(huán)境檢測(cè)。這項(xiàng)研究以“Biocompatible protein/liquid metal hydrogel-enabled wearable electronics for monitoring marine inhabitants' health”為題發(fā)表在期刊Engineering（IF 10.1）。
養(yǎng)殖水生生物從開(kāi)放水體進(jìn)入限域的養(yǎng)殖水體，不適應(yīng)的新棲息地環(huán)境導(dǎo)致其生理健康狀態(tài)下降、疾病高發(fā)，降低了養(yǎng)殖水產(chǎn)品的品質(zhì)與產(chǎn)量。在此背景下，美國(guó)、西班牙等11個(gè)研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合撰文提出魚(yú)類(lèi)可穿戴傳感器理念，倡議全球科學(xué)家開(kāi)展相關(guān)研究實(shí)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)健康及生境安全時(shí)空監(jiān)測(cè)（Kaidarova et al, Wearable sensors for monitoring marine environments and their inhabitants, Nature Biotechnology, 2023）。幾乎與美國(guó)頂尖科學(xué)家的學(xué)術(shù)思想不謀而合，我院吳立冬研究員率先研制出第一代魚(yú)類(lèi)體表貼敷式柔性傳感器，成果于2023年發(fā)表（Liquid metal/CNTs hydrogel-based transparent strain sensor for wireless health monitoring of aquatic animals, Chemical Engineering Journal, 2023）。
吳立冬團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于魚(yú)載可穿戴傳感器研究，在水生生物健康及其棲息環(huán)境安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域開(kāi)展了系統(tǒng)的研究工作（Biosen. Bioelectron., 2021; Chem. Eng. J., 2023；InfoMat, 2023；Trends in Anal. Chem., 2024; Nature Food, 2024），并授權(quán)2項(xiàng)國(guó)際專(zhuān)利和3項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，形成了理論和技術(shù)保護(hù)。在第一代魚(yú)類(lèi)體表貼敷式柔性傳感器基礎(chǔ)上，為解決傳統(tǒng)柔性傳感器生物相容性較差的難題，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于角蛋白（KE）和液態(tài)金屬（LM）復(fù)合的酶蛋白基柔性“魚(yú)載”可穿戴傳感器。創(chuàng)制的傳感器柔性敏感材料不僅具備出色的粘附性、高導(dǎo)電性（6.84 S m??）和靈敏度（GF=7.03），還兼具蛋白質(zhì)的形狀記憶性。
“魚(yú)載”可穿戴傳感器不僅實(shí)現(xiàn)了微創(chuàng)監(jiān)測(cè)大型水生生物（如鱘魚(yú)等）的健康狀況，還能夠無(wú)創(chuàng)捕獲貝類(lèi)等水生生物微弱的心跳信號(hào)，為水生生物育種性狀精準(zhǔn)評(píng)價(jià)、水生生物生境適應(yīng)性監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供了基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)理論和技術(shù)。
本項(xiàng)研究成果獲得了海水養(yǎng)殖生物育種與可持續(xù)產(chǎn)出全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持，受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金（22176221和22273045）及中央公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)（CAFS:2024XT09）等項(xiàng)目提供的資金支持。
日期：2025-01-24
養(yǎng)殖水生生物從開(kāi)放水體進(jìn)入限域的養(yǎng)殖水體，不適應(yīng)的新棲息地環(huán)境導(dǎo)致其生理健康狀態(tài)下降、疾病高發(fā)，降低了養(yǎng)殖水產(chǎn)品的品質(zhì)與產(chǎn)量。在此背景下，美國(guó)、西班牙等11個(gè)研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合撰文提出魚(yú)類(lèi)可穿戴傳感器理念，倡議全球科學(xué)家開(kāi)展相關(guān)研究實(shí)現(xiàn)魚(yú)類(lèi)健康及生境安全時(shí)空監(jiān)測(cè)（Kaidarova et al, Wearable sensors for monitoring marine environments and their inhabitants, Nature Biotechnology, 2023）。幾乎與美國(guó)頂尖科學(xué)家的學(xué)術(shù)思想不謀而合，我院吳立冬研究員率先研制出第一代魚(yú)類(lèi)體表貼敷式柔性傳感器，成果于2023年發(fā)表（Liquid metal/CNTs hydrogel-based transparent strain sensor for wireless health monitoring of aquatic animals, Chemical Engineering Journal, 2023）。
吳立冬團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于魚(yú)載可穿戴傳感器研究，在水生生物健康及其棲息環(huán)境安全監(jiān)測(cè)領(lǐng)域開(kāi)展了系統(tǒng)的研究工作（Biosen. Bioelectron., 2021; Chem. Eng. J., 2023；InfoMat, 2023；Trends in Anal. Chem., 2024; Nature Food, 2024），并授權(quán)2項(xiàng)國(guó)際專(zhuān)利和3項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，形成了理論和技術(shù)保護(hù)。在第一代魚(yú)類(lèi)體表貼敷式柔性傳感器基礎(chǔ)上，為解決傳統(tǒng)柔性傳感器生物相容性較差的難題，團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于角蛋白（KE）和液態(tài)金屬（LM）復(fù)合的酶蛋白基柔性“魚(yú)載”可穿戴傳感器。創(chuàng)制的傳感器柔性敏感材料不僅具備出色的粘附性、高導(dǎo)電性（6.84 S m??）和靈敏度（GF=7.03），還兼具蛋白質(zhì)的形狀記憶性。
“魚(yú)載”可穿戴傳感器不僅實(shí)現(xiàn)了微創(chuàng)監(jiān)測(cè)大型水生生物（如鱘魚(yú)等）的健康狀況，還能夠無(wú)創(chuàng)捕獲貝類(lèi)等水生生物微弱的心跳信號(hào)，為水生生物育種性狀精準(zhǔn)評(píng)價(jià)、水生生物生境適應(yīng)性監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供了基礎(chǔ)的監(jiān)測(cè)理論和技術(shù)。
本項(xiàng)研究成果獲得了海水養(yǎng)殖生物育種與可持續(xù)產(chǎn)出全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持，受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金（22176221和22273045）及中央公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)（CAFS:2024XT09）等項(xiàng)目提供的資金支持。
日期：2025-01-24
