实时监控生酮饮食，有利于减肥、癫痫、糖尿病

过去几十年来，随着全球肥胖人口的增加，低碳水化合物饮食应运而生。生酮饮食（KD）因其作为癫痫饮食疗法的成功而大受欢迎。酮体是脂肪氧化代谢过程中的中间代谢产物，包括乙酰乙酸、β-羟基丁酸（HB）和丙酮。其中，HB 是生酮饮食中内源性产生的主要能量底物，目前已被广泛用于治疗各种健康指征，如癫痫发作、糖尿病、肥胖症、阿尔茨海默病、 及其他疾病。用于治疗癫痫和阿尔茨海默病的生酮饮食可能会导致低血糖症。对于糖尿病患者来说，酮体的过度积累可能会导致糖尿病酮症酸中毒，而这被定义为一种可能危及生命的疾病。 无创酮体监测技术非常有吸引力，但大多数研究在建立与血液采样的可靠相关性方面面临挑战。迄今为止，电化学传感器因其灵敏度高、成本低、使用方便等优点，在生物标记物的监测和检测中得到了广泛应用。最近，石墨烯因其比表面积大、导电率高、化学稳定性好等优异特性而被广泛应用于传感器的构建中。垂直生长在基底上的石墨烯具有独特的特征，如非团聚的三维网状形态、大量开放的超薄边缘和可控结构。这些特征使得垂直石墨烯具有高电化学活性和导电率等惊人特性。 在这里，深圳大学张学记、许太林、刘轻舟课题组研发了一种基于微针的生物传感器，它能够实时监测间质酮和葡萄糖，可用于对保持生酮饮食的人进行主动健康管理。这种生物传感器由3D打印的微针和垂直石墨烯电极构成，可实现间质液标志物的双重检测。当微针按压并刺入皮肤后，空心微针阵列可持续收集 ISF，双分析电极则可对其进行检测。此外，还集成了一个最小的电化学分析仪，可通过无线数据传输与智能设备同步。这种完全集成的生物传感设备有助于促进生酮饮食在肥胖症、癫痫、糖尿病和阿尔茨海默病等疾病治疗中的应用。 相关工作以“Wearable Vertical Graphene-Based Microneedle Biosensor for Real Time Ketogenic Diet Management”为题发表在《Analytical Chemistry》。