为评估CIM设备的检测性能，研究进行了一系列化学表征：将生物素偶联的C肽抗体A固定在预包被链霉亲和素的聚苯乙烯微孔板上构建检测区域；通过检测不同浓度C肽（50、100、200、400 pg/ml）在650nm处的光密度值，发现300秒时各浓度间差异显著，故确定300秒为最佳检测孵育时间。为验证甘氨酸-盐酸溶液可破坏C肽抗体与C肽的结合以实现芯片重复检测，通过表面等离子体共振（SPR）实验显示该结合可被100%破坏，抗体结合位点完全再生；在微孔板上进行10次破坏-再结合实验后，300秒时的读数无显著差异，上述结果成功验证了CIM设备的检测原理。

          采用中空微针结合负压来提取ISF，通过减小微针尺寸、增大负压，来减少炎症、加快恢复；微针贴片借鉴中国传统“凹凸”结构设计，采用生物相容性聚甲基丙烯酸酯树脂经3D打印制成6×6阵列的微针贴片，其尺寸为10mm×10mm，针尖高650μm、呈锥形，相邻针尖中心间距为1200μm，每个针尖含两个150μm直径的中空通道，压缩测试显示其机械强度足以穿透皮肤。在小鼠模型中，微针贴片轻按即可穿透背部皮肤，组织学分析显示针尖可刺入真皮且不接触毛细血管和神经末梢，移除后皮肤微孔10分钟内闭合且无出血；在低于50kPa压力下无皮肤红斑、水肿，H&E染色无中性粒细胞浸润，证实其生物安全性。在Balb/c小鼠耳朵的感染测试中，微针插入后涂抹金黄色葡萄球菌，4小时内无感染迹象，表明其抗微生物浸润。小鼠疼痛测试显示，实验组（与对照组在抓挠频率、移动速度等疼痛相关指标上无显著差异，证实微针应用无明显痛感。

          CIM设备的整体设计及特性：该设备分为微针部分、反应室和注射部分（连接前两者，提供负压或反应溶液），注射部分含5个预装不同反应液（抗体-HRP、洗涤缓冲液、TMB底物溶液、甘氨酸-盐酸溶液等）的注射器和1个用于产生负压的注射器；其检测流程为：芯片贴于手臂，微针刺入皮肤后通过负压使ISF充满反应室，注入抗体-HRP孵育10分钟，洗涤后加TMB显色5分钟并通过移动应用读取，再用甘氨酸-盐酸溶液洗脱以再生结合位点，洗涤后关闭阀门，后续检测重复该流程。在1.5wt%琼脂糖凝胶皮肤模型中，设备5分钟内平均提取液体量达78.1±4.4μl，且对凝胶损伤小；在新西兰兔耳中，5分钟内平均提取ISF量为62.9±4.8μl（n=8），均满足检测需求。

          为实现CIM设备对C肽浓度的实时读取，研发了一款基于颜色识别的安卓应用：通过制备已知浓度的C肽标准溶液并在芯片反应室中反应获取训练和测试数据，利用套索回归模型优化特征，再用Python的Sklearn库训练线性回归模型，该模型被整合到应用中以实现实时测量。应用还集成自动白平衡模型，减少环境光对拍摄的影响，确保不同光照下的准确性；其界面支持拍摄或选择图像、绘制圆形分析区域及查看结果，可存储最近5次测量数据并生成折线图追踪C肽浓度变化，由此实现了基于智能手机的C肽浓度实时现场检测。

          研究探究了小鼠ISF与血液中C肽浓度的关系及ISF中C肽水平用于糖尿病分类的潜力：采集样本后发现，小鼠血液中C肽浓度约为ISF的2倍；重新训练机器学习模型后，应用对小鼠C肽浓度的预测与ELISA结果吻合度高；1型糖尿病小鼠ISF中C肽浓度低于正常小鼠，2型糖尿病小鼠则高于正常小鼠，而血糖水平无法区分糖尿病类型，表明CIM设备可通过ISF中C肽浓度区分小鼠的1型和2型糖尿病。同时探究了家兔ISF与血液中C肽浓度的关系及CIM设备的连续检测潜力：经伦理批准采集样本发现，家兔血液中C肽浓度约为ISF的0.83倍，设备可实时测量家兔ISF中C肽浓度，具备连续监测能力。此外，家兔耳朵的长期监测实验显示，设备在36小时运行及4次洗脱-再生循环中性能稳定，这些结果为基于ISF的糖尿病监测及相关便携穿戴传感器研发奠定了基础。

          本研究开发了一种可穿戴CIM设备，采用抗原-抗体直接解离再生策略，15分钟内可高精度定量检测ISF中C肽，单芯片至少可连续检测10次且信号衰减仅0.1%，结合微针采样和手机应用实现便携检测，能助力糖尿病患者居家自检，其制造方案还克服了现有生物传感器的部分局限。研究量化了小鼠和家兔ISF与血液中C肽浓度的关系，为ISF用于糖尿病评估提供参考，推动了微创检测的发展。未来可通过整合多种检测方式、融入人工智能算法、开发全集成可穿戴设备等推进ISF中C肽的连续重复检测，也有望在糖尿病管理和其他慢性疾病的监测中发挥重要作用，为个性化医疗和精准医学提供有力支持。

DOI：10.1126/sciadv.adw218