人類的汗液中含有各種有價值的生物標志物，可用于跟蹤人類健康的不同方面，如糖尿病患者的葡萄糖水平或運動時的代謝狀況，而一種新型的可穿戴傳感器有望使這項工作變得相當(dāng)簡單。瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的科學(xué)家們剛剛開發(fā)出第一款旨在持續(xù)監(jiān)測一天中的壓力水平的傳感器，他們希望這將使人們更容易發(fā)現(xiàn)因自然激素周期被破壞而導(dǎo)致的壓力相關(guān)疾病的跡象。

這項新研究的重點是荷爾蒙皮質(zhì)醇，它可以在應(yīng)對壓力事件時飆升，但也會根據(jù)我們的晝夜節(jié)律在一天中自然分泌。皮質(zhì)醇的水平在早上6點到8點之間達到峰值，并在一天中逐漸降低，在調(diào)節(jié)血糖、血壓和新陳代謝等方面發(fā)揮著重要作用。

“但在患有與壓力有關(guān)的疾病的人中，這種晝夜節(jié)律被完全拋開了，”領(lǐng)導(dǎo)研究小組的Adrian Ionescu,說。“而如果身體制造的皮質(zhì)醇過多或不足，就會嚴重損害個人的健康，有可能導(dǎo)致肥胖、心血管疾病、抑郁癥或倦怠。”

早在2018年，斯坦福大學(xué)研究人員就曾開發(fā)出一款可穿戴的皮膚傳感器，可以通過人的汗液來測量人的皮質(zhì)醇水平。這種貼片的設(shè)計是為了在受試者汗水流出時瞬間貼在受試者身上以收集樣本進行分析，而EPFL團隊則尋求一種可以全天候佩戴的解決方案。

突破的核心是貼片的高靈敏度和極低的檢測限，這是因為由石墨烯制成的電極可以結(jié)合并捕獲皮質(zhì)醇，與晶體管一起測量佩戴者汗液中的皮質(zhì)醇濃度。這是第一個開發(fā)的系統(tǒng)，可以在整個晝夜周期中連續(xù)跟蹤皮質(zhì)醇濃度，開啟了一些非常有用的可能性。

“這是我們設(shè)備的關(guān)鍵優(yōu)勢和創(chuàng)新功能，”Ionescu說。“因為它可以被佩戴，科學(xué)家可以收集某些壓力相關(guān)疾病的定量、客觀數(shù)據(jù)。而且他們可以在人體汗液中皮質(zhì)醇濃度的整個范圍內(nèi)，以非侵入性、精確和即時的方式進行檢測。”

該貼片已經(jīng)在實驗室中得到了檢驗，團隊現(xiàn)在正計劃在當(dāng)?shù)匾患裔t(yī)院對患有壓力相關(guān)疾病的患者進行測試，如庫欣綜合癥、阿狄森氏病和肥胖癥。此外，他們認為這項技術(shù)可以在診斷和治療壓力帶來的心理疾病方面發(fā)揮作用。

“目前，它們的評估只是基于患者的感知和心理狀態(tài)，而這些感知和狀態(tài)往往是主觀的，”Ionescu說。“因此，擁有一個可靠的、可穿戴的系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生客觀地量化患者是否患有抑郁癥或倦怠癥等，以及他們的治療是否有效。更重要的是，醫(yī)生會實時掌握這些信息。這將標志著對這些疾病的理解向前邁出了一大步。”

該研究發(fā)表在《Communications Materials》期刊上。

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