俄勒冈州立大学工程学院的研究人员开发了一种手持传感器,检测皮质醇和汗水提供结果在8分钟,监控的一个关键推动一种激素的水平是许多疾病包括各种标记癌症。
发现发表在《华尔街日报》吗ACS应用材料&接口。新设备的材料和传感机制可以很容易地设计检测其他特定激素,研究人员说——例如,黄体酮,女性生殖健康的一个关键标志和妊娠结局。
“我们从自然中得到灵感酶用于血糖米在药店出售,”说拉里程电气工程和计算机科学的副教授。“在葡萄糖测定仪,特定的酶应用于电极,在那里他们可以捕捉和与葡萄糖分子反应生成一个电信号检测。然而,皮质醇检测发现天然酶不是直截了当的,和自然酶容易不稳定,寿命较短。”
酶是由生物体物质作为生化反应的催化剂。为了克服自然酶构成的挑战,程Sanjida Yeasmin领导这项研究的博士生,创建一个稳定、健壮的人工酶敏感和选择性皮质醇感应的能力。
皮质醇是肾上腺分泌的一种激素。激素是人体的化学信使,皮质醇是一种类固醇荷尔蒙,连同雄激素,雌激素和黄体酮。类固醇激素在性发育等生理过程中发挥作用。
在其工作,皮质醇帮助对抗感染,维持血压和血糖调节和新陈代谢,并戏称为“压力荷尔蒙”,因为它被释放,当人们发现自己面临压力。
皮质醇有利于处理压力在短期内,但长时间的高皮质醇水平会对身体有害影响,如增加的风险焦虑、抑郁和心脏病。
“在健康的个体,皮质醇水平上升和下降取决于时间整整一天,“Yeasmin说。“他们在早上通常较高和较低的晚上——这意味着如果你想有效地监控皮质醇,快速和频繁的测量是必要的。”
皮质醇水平通常通过血液或尿液检测发现在一个诊所,“这需要实验室设备和训练有素的人员和需要花费30分钟来完成测量,”她说。“此外,患者通常需要等待超过两天收到结果。”
为了解决这些问题,Yeasmin和程创建了一个“酶模拟传感器”,避免了传统的皮质醇测试的最昂贵和耗时的元素。
“这个传感器是自然enzyme-free label-free和氧化还原信号probe-free”Yeasmin说。“这是一个健壮的和集成的传感器,可以申请即时应用程序——就像某人的床边,实验室环境以外的地方——甚至对于嵌入式应用程序。我们新的传感器更敏感比大多数传感器和报道和选择性,因此,更可靠的应激激素监测。”
人工酶是一个特殊的聚合物与小空间形状只适合皮质醇分子。这些空间包围催化剂使皮质醇反应,产生电信号。通过测量信号,皮质醇的量可以确定,一个重要的诊断工具。
皮质醇水平过高或低可能表明一种肾上腺疾病如阿狄森氏病,表现为腹痛、月经异常、脱水、恶心和易怒,或库兴氏综合征,这可能会导致体重增加,情绪波动、肌肉无力和糖尿病。
“汗的传感器可以检测皮质醇水平在几分钟之内,即使他们通常少10000倍比血液中葡萄糖水平集中,”Cheng说。“人工酶用于这项技术未来发展开辟了新的途径,为健康监测可穿戴传感器。”
美国国家科学基金会和美国国立卫生研究院的支持这项研究,包括俄勒冈州立大学研究生Ahasan Ullah, Bo吴和张Xueqiao。
