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).
