一种能够测量压力的牙线

如今，塔夫茨大学一位跨学科工程师及其团队设计出一种简单装置，使用特制牙线即可轻松、实时地测量压力激素皮质醇。

"这始于与塔夫茨大学多个部门的合作，目的是研究压力及其他认知状态如何影响问题解决和学习能力，"电气与计算机工程教授萨米尔·松库萨莱（Sameer Sonkusale）表示。"我们不希望测量本身成为额外的压力来源，因此我们思考：能否制造一种融入日常生活的传感装置？皮质醇是在唾液中发现的压力标志物，而使用牙线采集每日样本似乎非常自然。"

他们设计的唾液传感牙线外观与普通牙线棒无异，线体绷在从扁平塑料手柄延伸出的两叉之间，整体尺寸与食指相仿。唾液通过牙线内部极窄的通道，由毛细作用吸入装置。液体被引入牙线棒手柄及附着的标签条，在检测皮质醇的电极表面扩散。

电极上的皮质醇识别依赖于一项近三十年前开发的尖端技术——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：聚合物围绕模板分子（此处即皮质醇）成型，移除模板后留下结合位点。这些位点具有目标分子的物理化学"形状记忆"，可捕获游离分子。

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。同时检测唾液中多种生物标志物也具可行性，从而更精准监测压力、心血管疾病、癌症及其他病症。

"eMIP技术正在改写游戏规则，"松库萨莱强调。"传统生物传感器通常采用抗体或其他受体捕捉目标分子。发现标志物后，需大量工作对传感器附着的接收分子进行生物工程改造。eMIP无需抗体或受体的巨额研发投入。若发现新的压力或其他疾病标志物，短期内即可完成聚合物模具制作。"

该皮质醇传感器的精度堪比市面最优或在研传感器。将这种无需培训的家用设备普及至个人手中，将使压力监测融入医疗保健的诸多环节。目前松库萨莱与同事正创立初创公司，致力于推动产品市场化。

他指出，尽管牙线传感器在定量检测上高度精准，但唾液标志物追踪最适合监测而非疾病初诊。部分原因在于个体唾液标志物仍存在差异。

"诊断方面血液仍是金标准。但确诊用药后，若需长期追踪心血管状况以观察心脏健康是否改善，传感器监测既便捷又能实现及时干预。"他解释道。

这项发表于《ACS应用材料与界面》期刊的新研究，丰富了松库萨莱团队基于线体的传感器创新成果，其中包括可检测气体、汗液代谢物的传感器，植入衣物可感知运动的装置，以及能编织进柔性电子设备的晶体管。