美国加州大学圣地亚哥分校（UC San Diego）研究团队开发出一款名为CHARM的智能戒指，可通过无创方式从指尖汗液中连续监测葡萄糖、β-羟基丁酸（BHB）、维生素C等六种代谢物中的最多四种。该成果于2026年7月23日发表在《自然·通讯》期刊上，标志着可穿戴体液分析技术向临床应用迈出关键一步。与现有市场产品仅能监测心率、睡眠等生理参数不同，CHARM将测量维度扩展至体内代谢变化的核心化学物质，具备潜在医疗价值。
CHARM的核心突破在于其无需电刺激即可主动提取汗液的机制。研究团队采用经乙二醇处理的PVA-PAAm水凝胶，利用其高达约2,800kPa的渗透压差，显著高于对照组（约55–58kPa），实现对汗液的被动抽取。提取后的汗液通过纸质微流道以毛细作用输送至传感器阵列，单次流量约为每分钟100–150nL，流道设计支持约10小时持续运行。这一结构使采样系统与传感电路分离，为在同一装置内集成多通道化学检测提供了可能。
在传感层面，CHARM采用酶促反应产生的电流信号进行定量分析，每个传感器对应一种目标物质。由于共用参考电极，当测量第5和第6种物质时，电压下降导致灵敏度下降，实际配置为从六种物质中选择最大四种类别进行同步检测。整机重5.1克，外径3.0厘米，由两个半圆结构组成，一侧安置水凝胶、流道与传感器，另一侧集成可弯曲的银氧化锌（Zn-AgO）电池与柔性电路板。无线通信模块基于AD5940与nRF52840芯片，尺寸仅为1.3cm×0.67cm，重量约90mg，平均功耗0.83mA，支持蓝牙低功耗（BLE）传输，通信距离约3米。
在性能验证方面，研究团队对健康个体及1型糖尿病患者进行了为期数周的测试，共获得420个葡萄糖数据点。整体平均相对差（MARD）约为13.72%，Pearson相关系数达0.82。其中，1型糖尿病患者的平均MARD为17.05%，健康者为6.14%，表明血糖波动剧烈时误差扩大。其他物质如BHB（251点）、乳酸（136点）、酒精（110点）和尿酸（45点）也表现出0.85–0.90的相关性，但尚未在相同样本量下完成全部物质的全面临床验证。
CHARM目前仍为研究级原型机，尚未达到医疗器械上市标准。其核心挑战之一是“校准稳定性”——论文中提到的“约两个月稳定”并非指单一传感器连续使用两个月，而是指在多次分散测试中，个人专属的换算系数未出现超过10%的偏差。一旦系数偏离阈值，仍需通过传统采血重新校准，无法完全替代侵入式检测。设备尚无防水设计，充电功能缺失，且未开展长期皮肤安全性评估，仅完成初步细胞实验与五天佩戴测试。
从供应链角度看，CHARM的技术路径对国内相关企业具有明确参考意义：其核心材料包括高渗透压水凝胶、纸质微流道、柔性电子基板、微型电池与生物酶传感器。这些组件分别处于上游材料、中游制造与下游集成环节。其中，纸基微流道虽成本低，但耐久性与抗污染能力有限，若用于量产，需解决重复使用或快速更换的封装问题；而Zn-AgO电池虽具备可弯折特性，但能量密度与寿命仍低于主流锂电，未来可能面临小型化与续航之间的平衡难题。
对于中国从事可穿戴设备、医疗传感器或智能穿戴配件的企业而言，应重点关注以下几点：一是该技术对非侵入式体液采集系统的集成能力提出更高要求，尤其在流体控制、密封性与更换便利性方面；二是多通道化学传感需配合个性化算法，意味着后续需投入大量真实人体数据建立校准模型，这对数据采集与隐私合规提出挑战；三是若未来进入商业化阶段，必须满足FDA或CE等监管机构对医疗器械的严格认证要求，包括大规模人群试验、长期安全性评估与故障容错设计。
当前CHARM尚未具备治疗决策支持能力，但其将“分子水平代谢信息”引入日常可穿戴设备的尝试，为慢性病管理、运动营养监测与早期疾病预警开辟了新方向。对中国供应链而言，该技术提示：在推进智能穿戴设备升级过程中，不能仅停留在心率、血氧等宏观生理指标，更需关注底层材料、微流控系统与生物传感算法的协同创新。未来若实现规模化应用，相关材料与部件的国产替代空间值得关注，尤其是在高精度微流道、生物兼容性涂层与低功耗传感芯片等领域。