EPFL科学家开发首款旨在持续监测一天中压力水平的汗液传感器

2021年02月08日 15:55 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

人类的汗液中含有各种有价值的生物标志物,可用于跟踪人类健康的不同方面,如糖尿病患者的葡萄糖水平或运动时的代谢状况,而一种新型的可穿戴传感器有望使这项工作变得相当简单。瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家们刚刚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。

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这项新研究的重点是荷尔蒙皮质醇,它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,在调节血糖、血压和新陈代谢等方面发挥着重要作用。

“但在患有与压力有关的疾病的人中,这种昼夜节律被完全抛开了,”领导研究小组的Adrian Ionescu,说。“而如果身体制造的皮质醇过多或不足,就会严重损害个人的健康,有可能导致肥胖、心血管疾病、抑郁症或倦怠。”

早在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。这种贴片的设计是为了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,而EPFL团队则寻求一种可以全天候佩戴的解决方案。

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突破的核心是贴片的高灵敏度和极低的检测限,这是因为由石墨烯制成的电极可以结合并捕获皮质醇,与晶体管一起测量佩戴者汗液中的皮质醇浓度。这是第一个开发的系统,可以在整个昼夜周期中连续跟踪皮质醇浓度,开启了一些非常有用的可能性。

“这是我们设备的关键优势和创新功能,”Ionescu说。“因为它可以被佩戴,科学家可以收集某些压力相关疾病的定量、客观数据。而且他们可以在人体汗液中皮质醇浓度的整个范围内,以非侵入性、精确和即时的方式进行检测。”

该贴片已经在实验室中得到了检验,团队现在正计划在当地一家医院对患有压力相关疾病的患者进行测试,如库欣综合症、阿狄森氏病和肥胖症。此外,他们认为这项技术可以在诊断和治疗压力带来的心理疾病方面发挥作用。

“目前,它们的评估只是基于患者的感知和心理状态,而这些感知和状态往往是主观的,”Ionescu说。“因此,拥有一个可靠的、可穿戴的系统可以帮助医生客观地量化患者是否患有抑郁症或倦怠症等,以及他们的治疗是否有效。更重要的是,医生会实时掌握这些信息。这将标志着对这些疾病的理解向前迈出了一大步。”

该研究发表在《Communications Materials》杂志上。

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