斯坦福大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的智能貼片,直接貼在皮膚上吸汗就能評(píng)估穿戴者的皮質(zhì)醇含量

斯坦福大學(xué)(Stanford)Alberto Salleo實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的智能貼片，只要吸收一點(diǎn)汗水就能顯示佩戴者當(dāng)下的皮質(zhì)醇水平。皮質(zhì)醇又稱為壓力激素，參與許多重要的生理功能，可用于發(fā)現(xiàn)各種疾病及評(píng)估運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，也能判斷佩戴者的情緒壓力。據(jù)Stanford News報(bào)導(dǎo)，一天中人體中的皮質(zhì)醇含量會(huì)自然上升、下降，出現(xiàn)壓力時(shí)則會(huì)達(dá)到峰值。但目前用于測量皮質(zhì)醇水平的方法需要等幾天才能獲得實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果。知道測試結(jié)果時(shí)，可能已與當(dāng)前的皮質(zhì)醇水平不同。

該大學(xué)材料科學(xué)家Alberto Salleo領(lǐng)導(dǎo)的小組已開發(fā)一種彈性貼片，直接貼在皮膚上吸汗就能評(píng)估穿戴者的皮質(zhì)醇含量。這種穿戴傳感器的論文已發(fā)表在《Science Advances》期刊上。

該論文的第一作者Onur Parlak表示，他們對(duì)汗液感應(yīng)特別感興趣，因?yàn)楹挂哼m用于各種生理?xiàng)l件下對(duì)生理標(biāo)記的非侵入式和連續(xù)監(jiān)測，為早期發(fā)現(xiàn)各種疾病和評(píng)估運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)提供了新方法。

測量皮質(zhì)醇的臨床測試可提供研究對(duì)象的客觀情緒或身體壓力測量，并可協(xié)助醫(yī)生判斷患者的腎上腺或腦下垂體是否正常工作。未來穿戴者也能在家里自行監(jiān)控皮質(zhì)醇水平。像這樣的快速測試也能揭示年輕人及兒童是否承受太大壓力。

Parlak與Salleo材料科學(xué)與工程副教授合作，找出用生物傳感器測量皮質(zhì)醇的特殊挑戰(zhàn)，因?yàn)檫@些傳感器能檢測到分子的正電荷或負(fù)電荷，而皮質(zhì)醇沒有電荷。為克服此挑戰(zhàn)，Parlak在僅與皮質(zhì)醇結(jié)合的膜上建構(gòu)了彈性矩形傳感器，將它黏在皮膚上，通過貼片底部的孔被動(dòng)地吸汗。

傳感器里有汗水池，頂部是皮質(zhì)醇敏感膜。除非被皮質(zhì)醇阻斷，汗液中存在的鈉離子或鉀離子等離子會(huì)通過膜。傳感器就能到這些帶電離子。而且防水層可保護(hù)貼片免受污染。

Parlak表示，該裝置已在實(shí)驗(yàn)室臨床試驗(yàn)達(dá)到黃金標(biāo)準(zhǔn)，并已在現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行測試。他招募了兩名志愿者，讓他們戴著貼片跑了20分鐘。而在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)實(shí)世界的測試中，結(jié)果與都接近黃金標(biāo)準(zhǔn)。

研究人員正在設(shè)法讓該貼片更可靠、準(zhǔn)確，且能重復(fù)使用。目前只要沒有汗水飽和，原型貼片似乎可多次使用。未來該團(tuán)隊(duì)想嘗試在唾液上使用皮質(zhì)醇傳感器，讓患者不必出汗就能測量皮質(zhì)醇。