一種可穿戴貼片通過汗液檢測(cè)壓力

壓力——我們都知道它對(duì)我們身體不好。它影響血壓、新陳代謝、免疫反應(yīng)和記憶力。久而久之，會(huì)發(fā)展成慢性病。因此科學(xué)家和健康專業(yè)人士正在努力找出測(cè)量它的方法。

檢測(cè)壓力的可穿戴設(shè)備通常追蹤記錄體溫、心率和出汗程度等標(biāo)志。但所有這些標(biāo)志都會(huì)受到與壓力無關(guān)的因素影響。

表示人處于壓力的一個(gè)更好的指標(biāo)，是人體產(chǎn)生的皮質(zhì)醇的量變。皮質(zhì)醇是一種甾類激素，當(dāng)人處于生理或心理緊張狀態(tài)時(shí)會(huì)升高，可以通過測(cè)試血液、唾液或頭發(fā)來測(cè)量。但這些方法都不能快速提供結(jié)果，因此它們對(duì)檢測(cè)短期壓力源并不是特別有用。

對(duì)于這類傳感器的研究者來說，這種提供即時(shí)、準(zhǔn)確且持續(xù)的皮質(zhì)醇水平測(cè)量的可穿戴設(shè)備幾乎就是圣杯。

7月，斯坦福大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)稱這一成就觸手可及。該團(tuán)隊(duì)由材料科學(xué)與工程副教授阿爾伯托?薩利奧（Alberto Salleo）和博士后研究人員奧努爾?帕拉克（Onur Parlak）帶領(lǐng)，他們?cè)凇犊茖W(xué)進(jìn)展》（Science Advances）中宣布，他們已經(jīng)開發(fā)出一種可穿戴貼片，通過提取貼片下皮膚的汗液，能夠在幾秒內(nèi)確定人體產(chǎn)生的皮質(zhì)醇的量。

該彈性貼片引導(dǎo)汗液穿過孔洞進(jìn)入一只容器。容器頂上有一層膜，允許鈉和鉀等帶電離子通過。皮質(zhì)醇不帶電，無法通過該屏障，還會(huì)阻礙帶電離子通過。貼片中的電傳感器發(fā)送出的信號(hào)能顯示這類阻礙，并標(biāo)明汗液中皮質(zhì)醇的量。

帕拉克在幾位跑者身上進(jìn)行了測(cè)試。通過可穿戴傳感器原型樣機(jī)測(cè)出的皮質(zhì)醇水平，將跑者的汗液樣品通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）測(cè)試取得皮質(zhì)醇水平，然后將二者進(jìn)行匹配；不過后者需要幾個(gè)小時(shí)才產(chǎn)生結(jié)果。

該項(xiàng)通告可能是汗液研究前沿的積極消息，但在該技術(shù)通過更為嚴(yán)格的人體測(cè)試之前，它并不代表著真正的突破，杰森?海根菲德（Jason Heikenfeld）這樣指出。他是辛辛那提大學(xué)的教授，也是Eccrine Systems公司的聯(lián)合創(chuàng)始人，該公司也在開發(fā)汗液傳感器。

“汗液傳感比傳統(tǒng)試驗(yàn)更困難，在傳統(tǒng)試驗(yàn)中你可以控制pH或鹽度，”海根菲德說道，“鹽度和pH在汗液中變化很大——可導(dǎo)致任何對(duì)離子或pH敏感的傳感器的信號(hào)都發(fā)生改變，這時(shí)信號(hào)反應(yīng)的更多是離子或pH的變化，而非皮質(zhì)醇變化?！彼Q，斯坦福團(tuán)隊(duì)需要對(duì)更多受試者進(jìn)行數(shù)小時(shí)的測(cè)試，以評(píng)定傳感器的可靠性。

專注研究可穿戴設(shè)備的美國(guó)西北大學(xué)教授約翰?羅杰斯（John Rogers）認(rèn)同，皮質(zhì)醇是一個(gè)困難的目標(biāo)，“但對(duì)于我們的團(tuán)隊(duì)和其他人來說，它也非常有趣?！彼f道，“現(xiàn)在，最大的挑戰(zhàn)是熱穩(wěn)定性和時(shí)間穩(wěn)定性。（斯坦福團(tuán)隊(duì)的）下一個(gè)重要步驟，是在重要時(shí)間段和不同熱條件下的實(shí)地研究中給出有說服力的結(jié)果?！?/p>

斯坦福的研究者們現(xiàn)在正在努力研究設(shè)備小型化，評(píng)估數(shù)據(jù)、開發(fā)用戶界面，并使其適合通過收集能量供電，而不是由電池供電。他們?cè)谡撐闹薪ㄗh，傳感器還可以用于檢測(cè)汗液中的其他非帶電的生物標(biāo)志物和激素。