可穿戴设备可以测量出汗时的皮质醇水平

这种可穿戴传感器可以检测汗液中的应激激素。

资料来源:斯坦福大学/科学进展

Salleo实验室的博士后学者、该论文的主要作者奥努尔·帕拉克(Onur Parlak)说:“我们对汗液传感特别感兴趣，因为它可以对一系列生理条件下的各种生物标志物进行无创、连续的监测。”“这为各种疾病的早期检测和运动成绩的评估提供了一种新的方法。”

皮质醇的临床测试为研究对象的情绪或身体压力提供了一个客观的衡量标准，并可以帮助医生判断病人的肾上腺或垂体是否正常工作。如果可穿戴设备的原型成为现实，它可以让失衡的人在家里监测自己的水平。像这样的快速测试也可以揭示孩子的情绪状态，即使是不会说话的孩子，否则他们可能无法沟通，因为他们感到压力。

皮质醇的挑战

在一次会议上讨论Parlak的工作时，有人向Salleo建议，如果有一个传感器可以测量皮质醇，那就太棒了。皮质醇对于像帕拉克正在开发的这种生物传感器来说是一个特殊的挑战，因为这些传感器可以检测分子的正电荷或负电荷，而皮质醇是不带电荷的。

为了克服这个挑战，Parlak在一层膜周围建造了他的有弹性的矩形传感器，这种膜只与皮质醇结合。它粘在皮肤上，通过贴片底部的孔被动地吸汗。汗液在蓄水池里，蓄水池顶部是皮质醇敏感膜。像钠离子或钾离子这样的带电离子，也存在于汗液中，除非它们被皮质醇阻挡，否则就会穿过细胞膜。传感器检测到的是那些备份的带电离子，而不是皮质醇本身。在这一切之上是一层防水层，保护补丁免受污染。

“我总是对一款设备感到兴奋，但奥努设计的汗液收集系统真的很聪明，”萨利奥说。“在没有任何活跃微流体的情况下，他能够收集足够的汗液来进行测量。”

用户需要看到的皮质醇水平是出汗(足以闪光)，将贴片连接到一个分析设备上，它会在几秒钟内给出结果。在未来，研究人员希望传感器能够成为一个完全集成系统的一部分。

Parlak首先在实验室里展示了这种设备达到了黄金标准的临床测试，然后进行了真实世界的测试。他穿上跑鞋，招募了两名志愿者，他们都在手臂上带着补丁跑了20分钟。在实验室和现实世界的测试中，结果都与黄金标准相似。

到目前为止，该传感器的工作似乎与设计一致。但研究人员希望使其更加可靠和准确，并确保其可重复使用。只要不被汗水浸透，这种原型机似乎可以工作好几倍。未来，他们可能会在唾液上尝试皮质醇传感器，这样病人就不用出汗了。