可测量压力的牙线

如今，塔夫茨大学一位跨学科工程师及其团队开发出一种简单装置，利用特殊设计的牙线，可轻松、准确地实时测量压力激素皮质醇。

电气与计算机工程学教授萨米尔·桑库萨尔（Sameer Sonkusale）表示："项目始于与塔夫茨大学多个部门的合作，旨在研究压力及其他认知状态如何影响问题解决和学习能力。我们不希望测量本身成为额外的压力源，因此设想能否开发一种融入日常生活的传感装置？皮质醇是唾液中存在的压力标志物，而使用牙线采集每日样本似乎是自然的选择。"

他们设计的唾液传感牙线外观与普通牙线棒无异——细线绷在延伸自扁平塑料手柄的两个叉齿之间，整体尺寸约与食指相当。唾液通过牙线内部极细的通道经由毛细作用被吸附。液体被引入牙线棒手柄及附着的标签片，在布满电极的表面扩散以检测皮质醇。

电极上的皮质醇识别得益于近30年前开发的一项突破性技术：电聚合分子印迹聚合物（eMIPs）。其原理类似于制作手部石膏模型——聚合物在模板分子（此处即皮质醇）周围成型后移除模板，留下具有物理化学形状"记忆"的结合位点，这些位点能捕获游离的目标分子。

eMIP模具具有多功能性，可制造检测唾液中其他分子的牙线传感器，例如用于生育追踪的雌激素、糖尿病监测的葡萄糖或癌症标志物。该技术还具备同时检测唾液中多种生物标志物的潜力，从而更精准地监测压力、心血管疾病、癌症等状况。

桑库萨尔指出："eMIP技术具有颠覆性意义。传统生物传感器通常依赖抗体或其他受体捕获目标分子。一旦发现新标志物，需投入大量工作对传感器接合分子进行生物工程改造。eMIP则无需在制造抗体或受体方面投入巨额成本。若发现压力或其他疾病的新标志物，短时间内即可完成聚合物模具的制备。"

皮质醇传感器的精度与市场上或研发中最先进的传感器相当。该设备无需专业培训即可居家使用，使压力监测融入医疗保健的多个环节成为可能。目前桑库萨尔团队正创立初创公司，致力于推动产品市场化。

他强调，尽管牙线传感器在定量检测方面高度精准，但唾液标志物追踪技术最适合用于监测而非疾病初诊，部分原因在于唾液标志物仍存在个体差异。

"血液检测仍是诊断的金标准。但确诊并开始用药后，若需长期追踪心血管状况以观察心脏健康是否改善，此类传感器能提供便捷监测，并在必要时实现及时干预。"他解释道。

这项发表于《ACS应用材料与界面》期刊的新研究，进一步丰富了桑库萨尔团队在基于线材的传感器创新成果——该团队此前已开发出可检测气体、汗液代谢物的织物嵌入式传感器，以及能编织入柔性电子设备的晶体管。