汗液可追踪压力水平

文/陈根

压力普遍存在于现代人们的生活中,不论是在工作职业里,还是在应对像COVID-19大流行这样的特殊情况时。但一直以来,医学上都没有办法客观地量化压力水平。

近日,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家们称,他们刚刚基于人类的汗液,开发出第一款旨在持续监测一天中的压力水平的传感器,他们希望这将使人们更容易发现因自然激素周期被破坏而导致的压力相关疾病的迹象。

该传感器持续测量患者汗液中主要压力生物标志物——皮质醇的浓度。具体来说,皮质醇是一种类固醇激素,由肾上腺分泌胆固醇。它的分泌由垂体分泌的促肾上腺皮质激素(ACTH)控制。皮质醇在人体中发挥着重要的功能,如调节新陈代谢、血糖水平和血压;它还影响免疫系统和心血管功能。

皮质醇作为一种激素,指导人体将所需的能量引导到人们的大脑、肌肉和心脏。并且,皮质醇可以在冲动下分泌,比如,当人们处于压力之下,人们的身体将开始分泌更多的皮质醇激素。

皮质醇可以在应对压力事件时飙升,但也会根据我们的昼夜节律在一天中自然分泌。皮质醇的水平在早上6点到8点之间达到峰值,并在一天中逐渐降低。

基于此,2018年,斯坦福大学研究人员就曾开发出一款可穿戴的皮肤传感器,可以通过人的汗液来测量人的皮质醇水平。这种贴片的设计在受试者汗水流出时瞬间贴在受试者身上以收集样本进行分析。

现在,瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家则在此基础上,以汗液作为检测液体,并开发了一种带有微型传感器的可穿戴智能贴片。

这种贴片包含一个晶体管和一个石墨烯制成的电极,由于其独特的特性,这种电极具有很高的灵敏度和很低的检测限。石墨烯通过适体进行功能化,适体是单链DNA或RNA的短片段,可以与特定化合物结合。

EPFL贴片中的适体携带负电荷;当它与皮质醇接触时,它会立即捕获激素,使激素链折叠到自己身上,使电荷更接近电极表面。随后,该装置检测到电荷,从而能够测量佩戴者汗液中的皮质醇浓度。

研究人员表示,到目前为止,还没有其他系统可以在整个昼夜节律周期中连续监测皮质醇浓度。这也是其设备的主要优势和创新功能。此外,由于它可以佩戴,科学家们还可以收集一些与压力相关疾病的定量、客观的数据。

这一开发或将帮助研究人员更客观的衡量人们的压力水平,对于一些疾病开发更多的治疗方法。