反應壓力的關鍵荷爾蒙皮質醇,新型感測器可即時從汗水追蹤

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 24 日 16:46 | 分類 生物科技 , 穿戴式裝置 , 醫療科技 follow us in feedly

可穿戴裝置不只能用來監測你的脈搏心跳、卡路里消耗等,未來或許還能透過分析汗水中的「壓力荷爾蒙」皮質醇,即時得知你的壓力程度。



皮質醇(cortisol)是由腎上腺皮質分泌的糖皮質激素,你可以將它視為身體內置的警報系統,除了在危機時幫助身體增加「戰鬥或逃跑」的本能,皮質醇也參與了其他作用,包括:調整血壓、增加血糖、透過抑制磷脂分泌和降低嗜伊紅性白血球功能等其他機制,達到抗炎目的、控制睡眠/覺醒週期、控制醣類/脂肪和蛋白質代謝、還有提升能量,幫助人體在壓力中恢復平衡,故也被稱為「壓力荷爾蒙」。

適當含量的皮質醇對身體有益,但人若長期處於高壓情緒中,就會導致皮質醇長期升高,除了會干擾學習與記憶形成、造成免疫功能和骨密度降低、體重和血壓增加等,也會帶來更嚴重的慢性疾病如:心髒病,並增加罹患抑鬱症等精神疾病的風險。

皮質醇含量在一天當中會自然變化,早上最高,午夜最低,不過目前測得皮質醇含量的方法是等待好幾天的實驗室結果出爐,讓專業人員判斷患者的腎上腺或腦下垂體是否正常工作。

但如果我們想得知即時壓力狀況呢?史丹佛大學材料科學家 Alberto Salleo 團隊最近開發一種可直接貼在皮膚上的彈性貼片,就能透過分析汗水成分,在幾秒鐘內測知你現在的壓力是否已超過身體負荷,甚至也能幫那些感到壓力、但還不會用言語表達情緒的幼兒發聲。

和其他生物感測器不同的是,一般感測器是透過檢測分子中的正電荷或負電荷來告知結果,但皮質醇不帶電荷,於是團隊必須靠其他方法彌補。他們設計了一種僅能與皮質醇結合的膜(將皮質醇抗體嵌入合成聚合物基質中以產生皮質醇選擇性生物膜),帶電離子(如鈉和鉀離子)可以通過,感測器再負責測量被膜捕獲的皮質醇攜帶分子(不是檢測皮質醇本身),進一步得知皮質醇含量。

(Source:研究論文

團隊也招募了 2 名志願受試者,貼上皮膚感測器跑步 20 分鐘,即時得出的數據與實驗室數據相似。

不過新技術還不夠完善,大前提是只要微微流汗即可,若你的汗像瀑布一樣誇張,可能會害感測器失效。團隊一方面除了繼續改進皮膚感測器的精確度外,另一方面正在嘗試開發唾液感測器,讓我們要追蹤皮質醇含量時不用想辦法冒汗。新論文發表在《Science Advances》期刊。

(首圖來源:史丹佛大學