一款可测量压力的牙线

现在，塔夫茨大学的一位跨学科工程师及其团队开发了一种简单的设备，使用特殊设计的牙线，能够轻松、准确地实时测量压力荷尔蒙皮质醇。

"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和学习能力，"电子与计算机工程教授萨米尔·松库萨尔（Sameer Sonkusale）表示。"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设备？皮质醇是唾液中存在的压力标志物，因此使用牙线采集日常样本似乎是天然之选。"

他们设计的唾液传感牙线外观与普通牙线签相似：线体拉伸在从扁平塑料手柄延伸出的两个叉齿之间，整体尺寸约食指大小。唾液通过牙线中极其狭窄的通道，凭借毛细作用被吸附。液体被吸入牙线签手柄及附着的标签片，流经用于检测皮质醇的电极表面。

电极上的皮质醇识别依赖于一项近30年前开发的突破性技术——电聚合分子印迹聚合物（eMIPs）。其原理类似于制作手部石膏模具：聚合物在模板分子（此处即皮质醇）周围成型，后续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"，因此能捕获游离的待测分子。

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。该技术还有潜力同时检测唾液中多种生物标志物，从而更精准地监测压力、心血管疾病、癌症等健康状态。

"eMIP技术具有颠覆性意义，"松库萨尔强调。"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附着的接收分子进行生物工程改造。而eMIP无需抗体或受体的高成本投入。若发现新的压力标志物或任何疾病标志物，可在极短时间内完成聚合物模具的制备。"

该皮质醇传感器的准确性与市场上或研发中的顶尖传感器相当。将这款无需专业培训的家用设备交到个人手中，可使压力监测融入医疗健康的诸多环节。目前松库萨尔团队正在创建初创公司，致力于推动该产品市场化。

他指出，虽然牙线传感器在定量检测上高度精准，但唾液标志物追踪实践最适合监测用途，而非疾病的初始诊断。部分原因在于唾液标志物仍存在个体差异。

"诊断领域仍以血液检测为金标准。但确诊后若需长期追踪（如心血管疾病状态）以观察心脏健康是否改善，传感器监测则简便易行，并能实现必要的及时干预。"他解释道。

这项发表于《ACS应用材料与界面》期刊的新研究，丰富了松库萨尔团队在基于线体的传感器创新成果，包括可检测气体、汗液代谢物的传感器，嵌入衣物中的运动传感器，以及可编织进柔性电子设备的晶体管。