一種可穿戴貼片通過汗液檢測壓力

壓力——我們都知道它對我們身體不好。它影響血壓、新陳代謝、免疫反應和記憶力。久而久之，會發(fā)展成慢性病。因此科學家和健康專業(yè)人士正在努力找出測量它的方法。

檢測壓力的可穿戴設備通常追蹤記錄體溫、心率和出汗程度等標志。但所有這些標志都會受到與壓力無關的因素影響。

表示人處于壓力的一個更好的指標，是人體產生的皮質醇的量變。皮質醇是一種甾類激素，當人處于生理或心理緊張狀態(tài)時會升高，可以通過測試血液、唾液或頭發(fā)來測量。但這些方法都不能快速提供結果，因此它們對檢測短期壓力源并不是特別有用。

對于這類傳感器的研究者來說，這種提供即時、準確且持續(xù)的皮質醇水平測量的可穿戴設備幾乎就是圣杯。

7月，斯坦福大學的一個團隊稱這一成就觸手可及。該團隊由材料科學與工程副教授阿爾伯托?薩利奧（Alberto Salleo）和博士后研究人員奧努爾?帕拉克（Onur Parlak）帶領，他們在《科學進展》（Science Advances）中宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種可穿戴貼片，通過提取貼片下皮膚的汗液，能夠在幾秒內確定人體產生的皮質醇的量。

該彈性貼片引導汗液穿過孔洞進入一只容器。容器頂上有一層膜，允許鈉和鉀等帶電離子通過。皮質醇不帶電，無法通過該屏障，還會阻礙帶電離子通過。貼片中的電傳感器發(fā)送出的信號能顯示這類阻礙，并標明汗液中皮質醇的量。

帕拉克在幾位跑者身上進行了測試。通過可穿戴傳感器原型樣機測出的皮質醇水平，將跑者的汗液樣品通過酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）測試取得皮質醇水平，然后將二者進行匹配；不過后者需要幾個小時才產生結果。

該項通告可能是汗液研究前沿的積極消息，但在該技術通過更為嚴格的人體測試之前，它并不代表著真正的突破，杰森?海根菲德（Jason Heikenfeld）這樣指出。他是辛辛那提大學的教授，也是Eccrine Systems公司的聯(lián)合創(chuàng)始人，該公司也在開發(fā)汗液傳感器。

“汗液傳感比傳統(tǒng)試驗更困難，在傳統(tǒng)試驗中你可以控制pH或鹽度，”海根菲德說道，“鹽度和pH在汗液中變化很大——可導致任何對離子或pH敏感的傳感器的信號都發(fā)生改變，這時信號反應的更多是離子或pH的變化，而非皮質醇變化?！彼Q，斯坦福團隊需要對更多受試者進行數(shù)小時的測試，以評定傳感器的可靠性。

專注研究可穿戴設備的美國西北大學教授約翰?羅杰斯（John Rogers）認同，皮質醇是一個困難的目標，“但對于我們的團隊和其他人來說，它也非常有趣。”他說道，“現(xiàn)在，最大的挑戰(zhàn)是熱穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性。（斯坦福團隊的）下一個重要步驟，是在重要時間段和不同熱條件下的實地研究中給出有說服力的結果?！?/p>

斯坦福的研究者們現(xiàn)在正在努力研究設備小型化，評估數(shù)據(jù)、開發(fā)用戶界面，并使其適合通過收集能量供電，而不是由電池供電。他們在論文中建議，傳感器還可以用于檢測汗液中的其他非帶電的生物標志物和激素。