人工酶检测汗液中的皮质醇水平

皮质醇是肾上腺产生的一种激素。激素是人体的化学信使，皮质醇是类固醇激素的一种，其他激素还有雄激素、雌激素和黄体酮。类固醇激素在包括性发育在内的几个生理过程中发挥作用。

皮质醇的作用包括对抗感染、维持血压、调节血糖和新陈代谢。它被戏称为“压力激素”，因为当人们发现自己处于压力之下时，就会释放这种激素。

皮质醇在短期内有助于应对压力，但长时间的高皮质醇水平会对身体产生有害影响，比如焦虑、抑郁和心脏病的风险增加。

领导这项研究的博士生Sanjida Yeasmin说:“在健康的个体中，皮质醇水平的上升和下降取决于一天中的时间。它们通常在早上较高，晚上较低，这意味着如果你想有效地监测皮质醇，就需要快速频繁地测量。”

Yeasmin解释说，皮质醇水平最常见的检测方法是在诊所进行血液或尿液检测，这需要实验室设备和训练有素的人员，需要30多分钟，患者通常需要等待2天以上才能得到结果。

为了解决这个问题，Yeasmin和电子工程和计算机科学副教授Larry Cheng创造了一种“酶模拟传感器”，能够敏感和选择性地感知皮质醇。酶是生物有机体产生的一种物质，它是生物化学反应的催化剂。

更多的是在医疗保健领域

Cheng说:“我们的灵感来自于药店出售的血糖仪中使用的天然酶。”

“在葡萄糖仪中，特定的酶被应用到电极上，在那里它们可以捕获葡萄糖分子并与之反应，产生用于检测的电信号。然而，寻找用于皮质醇检测的天然酶并不简单，天然酶容易不稳定，寿命短。”

根据研究小组的说法，这种人造酶是一种特殊的聚合物，它有微小的空间，只适合皮质醇分子。这些空间被催化剂包围，使皮质醇发生反应，产生电信号。通过测量这些信号，就可以确定皮质醇的含量。

Yeasmin说:“这种传感器是天然的无酶、无标签和无氧化还原信号探针。”“这是一种强大的集成传感器，可以应用于即时护理应用——比如在某人的床边，实验室环境之外——甚至可用于可穿戴应用。我们的新传感器比大多数报道的传感器更敏感，更有选择性，因此在压力激素监测方面更可靠。”

皮质醇水平过高或过低可能预示着肾上腺疾病，如艾迪生病，其特征是腹痛、月经不正常、脱水、恶心和易怒，或库欣综合征，可导致体重增加、情绪波动、肌肉无力和糖尿病。

Cheng说:“该传感器可以在几分钟内检测出汗液中的皮质醇水平，即使它们的浓度通常比血液中的葡萄糖浓度低10,000倍。”“这项技术中使用的人工酶为开发未来用于健康监测的可穿戴传感器开辟了新的途径。”

研究结果发表在该杂志上ACS应用材料与界面．研究人员说，新设备中的材料和传感机制可以很容易地设计来检测其他特定的激素，例如孕激素，这是女性生殖健康和怀孕结果的关键标志。

美国国家科学基金会和国立卫生研究院支持了这项研究，参与研究的还有俄勒冈州立大学的研究生Ahasan Ullah、Bo Wu和Xueqiao Zhang。