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新型生物传感器问世:使用手机即可检测皮质醇水平

IP属地 中国·北京 编辑:苏婉清 IT之家 时间:2025-08-27 14:31:18

IT之家 8 月 27 日消息,一种基于蛋白质的生物传感器可实现皮质醇的高精度检测,且能与智能手机兼容,大幅提升了压力测试的可及性。


据IT之家了解,皮质醇在调节人体关键生理功能(如血压、新陈代谢)中发挥核心作用,这种“压力激素”的分泌异常可能引发多种健康问题。传统的皮质醇检测需前往医院或其他临床机构,而近期人工生物传感器技术取得突破性进展,不仅让即时检测成为可能,检测结果的准确性也优于现有方法。

加州大学圣克鲁兹分校生物分子工程助理教授安迪・叶(Andy Yeh)研发出一种发光人工传感器,能与血液或尿液中的皮质醇分子结合。结合后,传感器会发出光线,光线强度可反映皮质醇的浓度。发表于《美国化学会志》的一项研究证实,该方法能在与人体健康相关的全浓度范围内,可靠地测皮质醇水平。

安迪・叶表示,这种传感器可与智能手机摄像头搭配使用,无论是在家中还是在诊所,都能完成皮质醇检测。该方案兼具高灵敏度与经济性,无需依赖昂贵的实验室设备,让精准的激素监测变得更易实现。

安迪・叶专攻人工蛋白工程领域,该领域借助人工智能辅助的计算设计技术,创造全新蛋白质,而非对自然界中已存在的蛋白质进行改造。

在此次研究中,他研发的蛋白质生物传感器具有特殊机制:当皮质醇与之结合时,两种经人工设计的蛋白质会在分子层面相互靠近,这种相互作用会产生光信号 —— 光线越亮,表明皮质醇水平越高。

据安迪・叶介绍,这是首个通过纯计算设计研发的生物传感器,且能以极高的灵敏度和动态范围检测小分子分析物。通过摄像头测量发光强度与颜色,其检测灵敏度远超现有检测方法。

这种新型诊断工具采用“混合即读”模式,与新冠病毒鼻拭子快速检测的操作方式类似:只需一滴血液或尿液,与含有生物传感器的溶液混合,再通过智能手机摄像头和配套应用,即可将光信号转化为皮质醇浓度的直接数据。

“信号可直接读取 —— 传感器的输出形式就是发光,所以本质上只需用智能手机给检测样本拍张照就行,”安迪・叶说,“理想情况下,这种检测方式非常适合现场使用。”

该检测方法的高灵敏度是对传统检测的重大突破 —— 传统检测在皮质醇水平超出正常范围时,往往无法提供足够精准的定量结果。而安迪・叶研发的方案拥有更宽的动态检测范围,无论是皮质醇水平正常、偏低还是偏高,都能给出定量数据。

“与目前医院使用的标准检测方法相比,这种传感器的灵敏度要高得多,”安迪・叶表示,“其动态检测范围也远超传统检测手段。”

未来,安迪・叶期望这项技术能应用于药物研发或疾病诊断领域,助力深入了解皮质醇分泌不足或过量引发的健康问题,并为相关疾病的治疗提供支持。

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