In this review, we discuss chemical, physical and electrochemical properties of pH-sensitive polymers and organic materials and their sensing mechanisms for healthcare applications. We find that polymers and organic materials, due to their biocompatibility and customizable electrical and electrochemical properties, can be used in pH sensors as structural, pH-sensitive, and passivation materials. To do so, we first identify the properties and sensing mechanisms for pH-sensitive polymers and organic materials. Different functional groups in the materials determine their chemical properties and are involved in redox reactions for chemical sensing of pH. The transport of charge carriers in the polymers and organic materials is influenced by pH-induced electrical field change, which is responsible for physical sensing of pH. Some polymers and organic materials also show hybrid sensing properties, where both functional groups and electrical field-effect contribute to their pH response. Next, we review fabrication technologies for polymers and organic materials, and identify that engineering the materials and new device structures are two possible approaches to improve the sensitivity and reliability of pH sensing devices. We propose that miniaturized sensors can provide enhanced functionality of the sensing materials in constrained spaces. Finally, we present an overview of biocompatible polymers and organic materials for monitoring of pH and pH-related analytes in biological fluids, and for pH-change-triggered drug delivery.

在这篇综述中，我们讨论了pH敏感的聚合物和有机材料的化学，物理和电化学性质，以及它们在医疗保健应用中的传感机制。我们发现，由于聚合物和有机材料的生物相容性以及可定制的电和电化学特性，它们可以在pH传感器中用作结构，pH敏感和钝化材料。为此，我们首先确定对pH敏感的聚合物和有机材料的特性和传感机制。材料中的不同官能团决定其化学性质，并参与用于化学感应pH值的氧化还原反应。pH诱导的电场变化会影响聚合物和有机材料中电荷载流子的传输，这会引起pH值的物理感应。一些聚合物和有机材料还表现出混合感测特性，其中官能团和电场效应均会影响其pH响应。接下来，我们回顾用于聚合物和有机材料的制造技术，并确定对材料和新设备结构进行工程设计是提高pH传感设备的灵敏度和可靠性的两种可能方法。我们建议小型化的传感器可以在受限的空间中提供增强的感测材料功能。最后，我们概述了生物相容性聚合物和有机材料，用于监测生物流体中的pH值和与pH相关的分析物，以及用于触发pH变化触发的药物输送。我们回顾了聚合物和有机材料的制造技术，并确定对材料和新设备结构进行工程设计是提高pH传感设备的灵敏度和可靠性的两种可能方法。我们建议小型化的传感器可以在受限的空间中提供增强的感测材料功能。最后，我们概述了生物相容性聚合物和有机材料，用于监测生物流体中的pH值和与pH相关的分析物，以及用于触发pH变化触发的药物输送。我们回顾了聚合物和有机材料的制造技术，并确定对材料和新设备结构进行工程设计是提高pH传感设备的灵敏度和可靠性的两种可能方法。我们建议小型化的传感器可以在受限的空间中提供增强的感测材料功能。最后，我们概述了生物相容性聚合物和有机材料，用于监测生物流体中的pH值和与pH相关的分析物，以及用于触发pH变化触发的药物输送。我们建议小型化的传感器可以在受限的空间中提供增强的感测材料功能。最后，我们概述了生物相容性聚合物和有机材料，用于监测生物流体中的pH值和与pH相关的分析物，以及用于触发pH变化触发的药物输送。我们建议小型化的传感器可以在受限的空间中提供增强的感测材料功能。最后，我们概述了生物相容性聚合物和有机材料，用于监测生物流体中的pH值和与pH相关的分析物，以及用于触发pH变化触发的药物输送。