一滴汗測出你是否壓力山大，得州大學(xué)聯(lián)合研發(fā)高敏度貼片式皮質(zhì)醇檢測儀

博雯 2021-10-31 16:15:58 來源：量子位

興坤 發(fā)自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

內(nèi)卷時代，“躺平”、“佛系”都是年輕人用來對抗生活壓力的方式。

然而持續(xù)抗壓危害大，輕則肥胖，重則脫發(fā)。

關(guān)注精神壓力，早發(fā)現(xiàn)早預(yù)防，當(dāng)好合格打工人。才能避免惡性循環(huán)。

不過，精神壓力這玩意兒也能量化嗎？

當(dāng)然能！

壓力越大，“壓力荷爾蒙”皮質(zhì)醇分泌越多，因此監(jiān)測皮質(zhì)醇水平的變化，就可以對精神壓力狀態(tài)進(jìn)行初步的判斷。

目前已經(jīng)出現(xiàn)了通過分析汗液來指示皮質(zhì)醇含量的儀器，但是它們通常需要大量出汗獲得足夠的汗液檢測量。

有沒有不需要大量運(yùn)動出汗也可以實時監(jiān)測的設(shè)備呢？

最近，有一家名叫EnLiSense的公司與得克薩斯大學(xué)聯(lián)合開發(fā)了一款皮質(zhì)醇水平檢測設(shè)備，可以利用微量汗液實時反饋受檢者的壓力水平。

該檢測儀只有120平方毫米大小，僅僅需要1-3微升汗液就能實現(xiàn)精確檢測。

便攜的優(yōu)勢還打破了特定受檢條件，能夠真實反映出人們在生活中的精神狀態(tài)。

如何測定微量汗液中的皮質(zhì)醇水平？

不同于血糖監(jiān)測（CGM）的工作原理，皮質(zhì)醇難溶，性質(zhì)穩(wěn)定，不能通過檢測離子濃度的方式測定其含量。

因此，皮質(zhì)醇檢測儀用到了另一個電化學(xué)原理，法拉第感應(yīng)定律。這種檢測方式也叫做電化學(xué)阻抗譜（EIS）。

EIS的工作原理，是以交流電信號電壓與電流的比值變化（即阻抗值），呈現(xiàn)不同頻率的微弱電信號在系統(tǒng)中的擾動。

EIS通常會使用到兩種傳感器類型，法拉第傳感器 (f-EIS) 和非法拉第傳感器 (nf-EIS) 。

二者區(qū)別在于法拉第傳感器電極中填充了氧化還原試劑電解質(zhì)溶液，以電荷的轉(zhuǎn)移測定兩個電極之間的阻抗值變化，從而顯示出被檢測物質(zhì)的濃度。

而這一款皮質(zhì)醇檢測儀使用的是非法拉第傳感器，電解質(zhì)溶液中不含氧化還原試劑，電極表面則固定有皮質(zhì)醇抗體。

電極表面皮質(zhì)醇的抗原-抗體結(jié)合，會使電極與電解質(zhì)之間界面特性發(fā)生變化，進(jìn)而引起電容變化改變阻抗值，以此反映出皮質(zhì)醇濃度。

△A：nf-EIS傳感器示意圖；B：電極表面抗原-抗體互作。

基于EIS，傳感器可以實現(xiàn)對皮質(zhì)醇水平的高靈敏度實時監(jiān)測，僅需2微升左右受檢液體。

具備了高靈敏度和體積小便攜的特性，這款皮質(zhì)醇傳感器能被結(jié)合到各種非侵入式穿戴設(shè)備上，并且可以容納多個目標(biāo)檢測條，使用起來更方便。

不僅僅能反映精神壓力

將精神壓力用數(shù)字量化出來，除了請假看醫(yī)生還有什么用？

休斯頓大學(xué)研究員Rose Faghih計劃把傳感器聯(lián)入智能家居系統(tǒng)，探索更智能的人類-AI閉環(huán)系統(tǒng)。

精神狀態(tài)不佳？整個家里的電子設(shè)備都能為你開路，調(diào)節(jié)燈光和音樂也可能就是基礎(chǔ)操作了。

大概，突然出現(xiàn)的奶茶會更有吸引力吧。

另外，壓力大導(dǎo)致肥胖的彩蛋也可以利用起來。

Faghih還做了皮質(zhì)醇和瘦素互作的研究工作，進(jìn)行對肥胖癥治療方式的探索，實時精確監(jiān)測皮質(zhì)醇的儀器將會更有助于此類研究的發(fā)展。

該檢測儀的開發(fā)者表示，下一步將會去申請F(tuán)DA的批準(zhǔn)，將其廣泛應(yīng)用于實際生活中。

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