一滴汗测出你是否压力山大，得州大学联合研发高敏度贴片式皮质醇检测仪

Posted 2021-12-04 QbitAl

兴坤 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

内卷时代，“躺平”、“佛系”都是年轻人用来对抗生活压力的方式。

然而持续抗压危害大，轻则肥胖，重则脱发。

关注精神压力，早发现早预防，当好合格打工人。才能避免恶性循环。

不过，精神压力这玩意儿也能量化吗？

当然能！

压力越大，“压力荷尔蒙”皮质醇分泌越多，因此监测皮质醇水平的变化，就可以对精神压力状态进行初步的判断。

目前已经出现了通过分析汗液来指示皮质醇含量的仪器，但是它们通常需要大量出汗获得足够的汗液检测量。

有没有不需要大量运动出汗也可以实时监测的设备呢？

最近，有一家名叫EnLiSense的公司与得克萨斯大学联合开发了一款皮质醇水平检测设备，可以利用微量汗液实时反馈受检者的压力水平。

该检测仪只有120平方毫米大小，仅仅需要1-3微升汗液就能实现精确检测。

便携的优势还打破了特定受检条件，能够真实反映出人们在生活中的精神状态。

如何测定微量汗液中的皮质醇水平？

不同于血糖监测（CGM）的工作原理，皮质醇难溶，性质稳定，不能通过检测离子浓度的方式测定其含量。

因此，皮质醇检测仪用到了另一个电化学原理，法拉第感应定律。这种检测方式也叫做电化学阻抗谱（EIS）。

EIS的工作原理，是以交流电信号电压与电流的比值变化（即阻抗值），呈现不同频率的微弱电信号在系统中的扰动。

EIS通常会使用到两种传感器类型，法拉第传感器 (f-EIS) 和非法拉第传感器 (nf-EIS) 。

二者区别在于法拉第传感器电极中填充了氧化还原试剂电解质溶液，以电荷的转移测定两个电极之间的阻抗值变化，从而显示出被检测物质的浓度。

而这一款皮质醇检测仪使用的是非法拉第传感器，电解质溶液中不含氧化还原试剂，电极表面则固定有皮质醇抗体。

电极表面皮质醇的抗原-抗体结合，会使电极与电解质之间界面特性发生变化，进而引起电容变化改变阻抗值，以此反映出皮质醇浓度。

△A：nf-EIS传感器示意图；B：电极表面抗原-抗体互作。

基于EIS，传感器可以实现对皮质醇水平的高灵敏度实时监测，仅需2微升左右受检液体。

具备了高灵敏度和体积小便携的特性，这款皮质醇传感器能被结合到各种非侵入式穿戴设备上，并且可以容纳多个目标检测条，使用起来更方便。

不仅仅能反映精神压力

将精神压力用数字量化出来，除了请假看医生还有什么用？

休斯顿大学研究员Rose Faghih计划把传感器联入智能家居系统，探索更智能的人类-AI闭环系统。

精神状态不佳？整个家里的电子设备都能为你开路，调节灯光和音乐也可能就是基础操作了。

大概，突然出现的奶茶会更有吸引力吧。

另外，压力大导致肥胖的彩蛋也可以利用起来。

Faghih还做了皮质醇和瘦素互作的研究工作，进行对肥胖症治疗方式的探索，实时精确监测皮质醇的仪器将会更有助于此类研究的发展。

该检测仪的开发者表示，下一步将会去申请FDA的批准，将其广泛应用于实际生活中。

参考链接：
https://spectrum.ieee.org/sweat-detector-reads-stress-microliters
https://www.news-medical.net/life-sciences/What-is-Electrochemical-Impedance-Spectroscopy.aspx