能测量压力的牙线

塔夫茨大学的一位跨学科工程师及其团队近日开发出一种简单装置，利用特殊设计的牙线，可实时便捷且精准地测量压力激素皮质醇。

"该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与学习能力，"电气与计算机工程学教授萨米尔·松库萨尔表示。"我们不愿让测量过程成为额外压力源，因此设想能否将传感装置融入日常生活？唾液中的皮质醇是压力标志物，而牙线正是获取日常样本的理想载体。"

他们设计的唾液传感牙线外观与普通牙线棒无异：约食指长度的扁平塑料手柄延伸出两段叉齿，其间绷紧传感线。唾液通过牙线内部的超细通道经毛细作用被采集。液体被导入手柄及附加标签区，流经检测皮质醇的电极表面。

电极上的皮质醇识别通过一项近30年前开发的突破性技术实现——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：在模板分子（此处即皮质醇）周围形成聚合物，移除模板后留下具有"记忆"功能的结合位点。这些位点通过物理化学形态精准匹配目标分子，可捕获游离的皮质醇分子。

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，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。该技术还有望同步检测多种唾液生物标志物，从而更精准地监测压力、心血管疾病、癌症等健康状况。

"eMIP技术具有颠覆性意义，"松库萨尔强调。"传统生物传感器依赖抗体或其他受体捕获目标分子，发现新标志物后需投入大量精力进行受体生物工程改造。eMIP则无需抗体或受体的高额研发投入，若发现新的压力或疾病标志物，短时间内即可完成聚合物模具制备。"

该皮质醇传感器的精度与市场上或研发中的顶尖传感器相当。这种无需专业培训的家用设备将使压力监测融入医疗保健的多个环节。目前松库萨尔团队正创办初创公司推进产品市场化。

他指出，虽然牙线传感器定量精度极高，但唾液标志物追踪最适合监测而非初步诊断，部分原因在于个体间唾液标志物存在差异。

"诊断领域血液仍是金标准。但确诊并接受药物治疗后，若需长期追踪心血管状况以评估心脏健康改善程度，这种传感器能实现便捷监测，并在必要时及时干预。"他补充道。

这项发表于《ACS应用材料与界面》期刊的新研究，丰富了松库萨尔团队在纤维传感器领域的创新成果，该团队此前已开发出可检测气体的传感器、嵌入衣物监测汗液代谢物或运动的传感器，以及可编织进柔性电子设备的晶体管。