新型手持式感测器可快速测试汗液中与疾病相关的激素 8分钟出结果
俄勒冈州立大学工程学院的一个研究小组创造了一条手持式感测器，可以测量汗液中的皮质醇水平并在8分钟内提供结果。这是监测荷尔蒙的一个重要进展，荷尔蒙水平是许多疾病的标志，包括各种形式的癌症。
该研究结果发表在ACS应用材料与界面杂志上。研究人员表示，新设备中的材料和感测机制可以很容易地被修改，以检测其他特定的激素，如孕酮，它是妇女生殖健康和怀孕结果的一个重要标志。
“我们从药店出售的血糖仪中使用的天然酶中获得了灵感，”电气工程和计算机科学副教授Larry Cheng说。”在血糖仪中，特定的酶被应用於一个电极，在那里它们可以捕获并与葡萄糖分子发生反应，从而产生一个电信号进行检测。然而，寻找用於皮质醇检测的天然酶并不简单，而且天然酶容易不稳定，寿命短”。
酶是由生物体制造的物质，充当生化反应的催化剂。为了克服天然酶带来的挑战，Cheng和领导这项研究的博士生Sanjida Yeasmin创造了一种稳定、强大的人工酶，能够敏感和选择性地感知皮质醇。
皮质醇是一种产生於肾上腺的激素。激素是身体的化学信使，而皮质醇是类固醇激素之一，与雄性激素、雌性激素和孕激素一样。类固醇激素在包括性发育在内的几个生理过程中起作用。
研究员Sanjida Yeasmin。资料来源：约翰娜-卡森，OSU工程学院
皮质醇的工作之一是协助抗感染，维持血压，调节血糖和新陈代谢，它被昵称为”压力激素”，因为它在人们发现自己处於压力之下时释放。它在短期内有利於处理压力，但长期的高皮质醇水平会对身体产生有害影响，如增加焦虑、抑郁和心脏病的风险。
Yeasmin说：”在一个健康的个体中，皮质醇水平的上升和下降取决於一天中的时间。它们通常在早上较高，在晚上较低–这意味着如果你要有效地监测皮质醇，需要快速和频繁地测量。”
皮质醇水平最常见的是通过诊所的血液或尿液检测，”这需要实验室设备和训练有素的人员，并且需要超过30分钟来完成测量，此外，患者通常需要等待两天以上才能收到结果”。
为了解决这些问题，Yeasmin和Cheng创造了一种”模仿酶的感测器”，避免了传统皮质醇测试中最昂贵和最耗时的因素。
“这种感测器是天然的无酶、无标签和无氧化还原信号探针，”Yeasmin说。”它是一个强大的集成感测器，可以应用於护理点的应用–比如在某人的床边，在实验室环境之外–甚至可以应用於可穿戴设备。我们的新感测器比大多数报道的感测器更敏感、更有选择性，因此在应激激素监测方面更可靠。”
人工酶是一种特殊的聚合物，其微小的空间形状只适合皮质醇分子。这些空间被催化剂所包围，使皮质醇发生反应，产生电信号。通过测量这些信号，可以确定存在的皮质醇数量，这是一个重要的诊断工具。
皮质醇水平过高或过低可能预示着肾上腺疾病，如阿狄森氏病，其特点是腹痛、月经异常、脱水、恶心和易怒，或库欣综合征，其可引起体重增加、情绪波动、肌肉无力和糖尿病。
该感测器可以在几分钟内检测到汗液中的皮质醇水平，即使它们的浓度通常比血液中的葡萄糖水平低10000倍。这项技术中使用的人工酶为开发未来用於健康监测的可穿戴感测器开辟了新途径”。