早期诊断和常规疾病监测是有效医疗管理的基础。即时检测（POCT）通过便携式或可穿戴诊断平台实现快速、微创或无创的生物标志物检测，在接近医疗现场的位置提供可靠的结果[1]。这种方法支持分散式诊断，显著推进了个性化医疗并提高了医疗服务的可及性。随着全球POCT市场的持续增长，市场对快速、准确、成本效益高且用户友好的诊断技术需求旺盛，从而补充了传统实验室检测并减轻了医疗基础设施的压力[2]。尽管基于血液的诊断方法具有高精度和全面性，但其侵入性和相关风险限制了其频繁使用。替代生物液体（如汗液、唾液和尿液）虽然侵入性较低，但面临生物标志物浓度低、潜在污染和样本变异性大的挑战[3]。皮肤间质液（ISF）因其与血液生物标志物的强相关性而成为有前景的替代品，有助于实现准确的微创监测[4,5]。微针（MN）因其能够无痛穿透皮肤而表现出高效的ISF采集能力，特别适合实时和可穿戴健康监测应用[[6], [7], [8]]。
目前的基于微针的ISF分析技术主要分为两类：针上监测和针外分析。针上方法将生物传感器直接集成到微针阵列上，实现生物标志物的实时连续监测，提供生理变化的即时反馈[[9], [10], [11]]。然而，仍存在显著限制，包括传感器生物相容性、长时间使用时的稳定性以及生物污染问题，这些因素限制了其广泛应用[8,12]。相比之下，针外方法需要在ISF采集后进行单独的处理和分析步骤，从而实现全面的生物标志物定量，但存在局部组织毒性的风险。传统的针外程序通常需要额外的处理步骤、专门的收集方案和复杂的实验室设备，降低了其在实际POCT应用中的实用性[13,14]。
最近的进展旨在将ISF采集微针与可穿戴传感平台结合，将液体采集能力与现场生物标志物检测直接结合。例如，结合水凝胶基微针贴片的传感电极依赖水凝胶膨胀来吸收ISF，或者使用外部施加负压的空心微针（HMNs）进行ISF采集[12,[15], [16], [17]]。此外，在水凝胶微针中嵌入荧光探针或比色试剂可以实现直观或定量的生物标志物评估，显著提高了用户便利性[15,18]。然而，目前的HMN制造方法通常较为复杂且依赖外部负压；水凝胶微针的ISF采集效率有限，且可能存在环境水分吸收问题，导致电解质测量干扰；同样，多孔微针（PMNs）的ISF回收效率也不高[5,17,19,20]。虽然适配体的使用可以显著缩短水凝胶微针传感器的响应时间，但适配体合成和荧光标记的高成本限制了其广泛常规应用[15,16,18]。因此，迫切需要新型微针设计，以实现快速、自主且高效的ISF采集，从而开发出实用、经济且易于部署的基于微针的诊断工具。表S1总结了与2021年至今的代表性ISF微针平台的对比（包括采集驱动方式和传感模式）。
受Sarracenia毛状体所体现的自然流体传输机制的启发，我们之前开发了分层微通道微针（HMC-MNs），通过表面微通道实现高效ISF采集[21]。然而，外部暴露的微通道可能导致皮肤表面成分（如汗液、皮脂、角质层分泌物和外来残留物）的污染，从而影响分析结果[14,22]。为了解决这一问题并同时降低制造复杂性和成本，我们设计了多孔通道中空微针（MPC-HMNs；图1A），其设计灵感来自树木木质部和生物矿物多孔结构[23,24]。这些仿生内部多孔结构具有相互连接的球形腔体，增强了毛细吸力并降低了流动阻力。因此，ISF从真皮组织被吸入多孔通道，沿轴向富集的多孔通道传输，并最终到达背面的出口和纸芯收集器（图1B）。基于MPC-HMNs的ISF采集装置（MICD）和传感装置（MISD）在体外和体内实验中均表现出高效的生物标志物采集和快速检测能力。这种创新方法推动了低成本、微型化、用户友好型可穿戴传感器的开发，为实现实时、家庭健康监测提供了实用方案（图1C）。
