俄勒岡州立大學工程學院的一個研究小組創造了一條手持式傳感器，可以測量汗液中的皮質醇水平並在8分鐘內提供結果。這是監測荷爾蒙的一個重要進展，荷爾蒙水平是許多疾病的標誌，包括各種形式的癌症。

該研究結果發表在ACS應用材料與界面雜誌上。研究人員表示，新設備中的材料和傳感機制可以很容易地被修改，以檢測其他特定的激素，如孕酮，它是婦女生殖健康和懷孕結果的一個重要標誌。

“我們從藥店出售的血糖儀中使用的天然酶中獲得了靈感，”電氣工程和計算機科學副教授Larry Cheng說。”在血糖儀中，特定的酶被應用於一個電極，在那裡它們可以捕獲並與葡萄糖分子發生反應，從而產生一個電信號進行檢測。然而，尋找用於皮質醇檢測的天然酶並不簡單，而且天然酶容易不穩定，壽命短”。

酶是由生物體製造的物質，充當生化反應的催化劑。為了克服天然酶帶來的挑戰，Cheng和領導這項研究的博士生Sanjida Yeasmin創造了一種穩定、強大的人工酶，能夠敏感和選擇性地感知皮質醇。

皮質醇是一種產生於腎上腺的激素。激素是身體的化學信使，而皮質醇是類固醇激素之一，與雄性激素、雌性激素和孕激素一樣。類固醇激素在包括性發育在內的幾個生理過程中起作用。

研究員Sanjida Yeasmin。資料來源：約翰娜-卡森，OSU工程學院

皮質醇的工作之一是協助抗感染，維持血壓，調節血糖和新陳代謝，它被暱稱為”壓力激素”，因為它在人們發現自己處於壓力之下時釋放。它在短期內有利於處理壓力，但長期的高皮質醇水平會對身體產生有害影響，如增加焦慮、抑鬱和心髒病的風險。

Yeasmin說：”在一個健康的個體中，皮質醇水平的上升和下降取決於一天中的時間。它們通常在早上較高，在晚上較低–這意味著如果你要有效地監測皮質醇，需要快速和頻繁地測量。”

皮質醇水平最常見的是通過診所的血液或尿液檢測，”這需要實驗室設備和訓練有素的人員，並且需要超過30分鐘來完成測量，此外，患者通常需要等待兩天以上才能收到結果”。

為了解決這些問題，Yeasmin和Cheng創造了一種”模仿酶的傳感器”，避免了傳統皮質醇測試中最昂貴和最耗時的因素。

“這種傳感器是天然的無酶、無標籤和無氧化還原信號探針，”Yeasmin說。”它是一個強大的集成傳感器，可以應用於護理點的應用–比如在某人的床邊，在實驗室環境之外–甚至可以應用於可穿戴設備。我們的新傳感器比大多數報導的傳感器更敏感、更有選擇性，因此在應激激素監測方面更可靠。”

人工酶是一種特殊的聚合物，其微小的空間形狀只適合皮質醇分子。這些空間被催化劑所包圍，使皮質醇發生反應，產生電信號。通過測量這些信號，可以確定存在的皮質醇數量，這是一個重要的診斷工具。

皮質醇水平過高或過低可能預示著腎上腺疾病，如阿狄森氏病，其特點是腹痛、月經異常、脫水、噁心和易怒，或庫欣綜合徵，其可引起體重增加、情緒波動、肌肉無力和糖尿病。

該傳感器可以在幾分鐘內檢測到汗液中的皮質醇水平，即使它們的濃度通常比血液中的葡萄糖水平低10000倍。這項技術中使用的人工酶為開發未來用於健康監測的可穿戴傳感器開闢了新途徑”。