海洋环境演变、生命体征调控以及工业过程控制等众多自然与工业过程均与离子密切相关。离子种类及其浓度变化，不仅是揭示生态过程、环境质量和生理状态的重要依据，也是实现疾病诊断、污染预警和过程调控的重要参数。随着环境原位监测、可穿戴健康检测及植入式诊疗技术的快速发展，面向复杂真实场景的离子连续检测需求日益迫切。

聚合物膜离子选择性电极具有响应快速、选择性好、成本较低、易于小型化及便于现场应用等优势，已成为离子检测领域的重要工具，并在临床电解质分析、环境监测和食品安全检测等方面展现出广阔应用前景（图1）。然而，这类传感器在真实场景的长期应用中，仍面临使用寿命短、信号漂移和生物/环境兼容性差等关键瓶颈，严重制约了其在原位、在体和连续监测中的进一步推广。

针对这一问题，中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境监测化学传感器技术研究组（秦伟团队）基于在聚合物膜电位型传感器领域的长期研究积累，对该领域相关进展进行了系统梳理与总结，并在国际知名期刊 Coordination Chemistry Reviews（JCR一区，IF=23.5）发表长篇综述论文。研究围绕聚合物膜电位型离子传感器在长期应用中的关键科学与技术问题，重点总结了传感器在环境原位监测、体内监测和长周期运行条件下面临的主要挑战，并系统介绍了相应解决策略（图2）。

图1 聚合物膜电位型传感器的广泛应用

图2 聚合物膜电位型传感器在真实场景长期应用过程中面临的挑战及解决策略

研究指出，聚合物膜电位型传感器的研究正在从实验室条件下的分析检测，逐步迈向真实场景中的现场部署与长期应用。随着应用场景的不断拓展，研究重点已从单纯关注灵敏度、选择性等基础分析性能，转向长期稳定性、环境适应性、生物相容性以及器件集成能力等应用性能的系统提升。与此同时，柔性电子、可穿戴器件、植入式传感平台和环境在线监测装备的快速发展，进一步推动了离子传感技术向高可靠、低维护和长期连续运行方向发展，对相关技术提出了更高要求。

研究进一步指出，未来研究应重点聚焦以下方向：低渗漏高稳定敏感膜材料的精准设计；离子－电子转导界面结构调控；复杂环境中的抗污机制研究；多场景兼容器件集成；以及面向规模化制造的材料与工艺开发。这些研究将推动聚合物膜电位传感技术在生态环境监测、智慧医疗和健康管理等领域的更广泛应用。

该综述为发展面向真实应用场景的长寿命聚合物膜离子传感器提供了系统的理论参考和技术路径，对推动相关技术在海洋环境监测、可穿戴健康监测和植入式诊疗等领域的应用拓展具有重要意义。

相关成果以“Ionophore-based polymeric membrane potentiometric ion sensors for long-term applications in real-world scenarios: challenges, strategies, and perspectives”为题发表于国际知名期刊Coordination Chemistry Reviews。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。

论文信息：

Zhe Liu, Guohua Cui, Haijie Zhao, Zhenhui Gao, Rongning Liang, Wei Qin. Ionophore-based polymeric membrane potentiometric ion sensors for long-term applications in real-world scenarios: challenges, strategies, and perspectives. Coordination Chemistry Reviews, 2026, 561, 217857. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2026.217857