科学压力压强知识点(科学子刊压力山大)

科学压力压强知识点(科学子刊压力山大)(1)

先让奇点糕大喊一声,被死线追着写稿,真是压力山大!

如果你不信,那么请看我real真诚的双眼⭐⭐

扫一扫眼睛就能知道压力大不大,这听起来有点科幻的场景说不定很快就会成为现实了。到时候我们可能每天都会像查看查看体脂秤数据那样,打开手机查看今天的压力指数然后给压力太大的人放假。

在近期的《科学进展》杂志上,韩国的科研团队发表了一种新的智能隐形眼镜,这种隐形眼镜使用感受与普通的隐形眼镜基本一致,特别之处在于可以精密地检测人体的压力激素皮质醇的水平,通过手机轻靠即可查看压力水平。[1]

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手机一扫,压力知道

当人体感受到心理或生理上的压力,就会经过下丘脑-垂体-肾上腺轴分泌皮质醇,因此皮质醇也被称为压力激素

长时间承受压力会导致皮质醇分泌异常,而不管皮质醇水平过高或过低,都是对健康不利的。

比如说大量的皮质醇积聚会增加脂肪和氨基酸的浓度,并有可能进一步导致库欣病、自身免疫性疾病、心血管疾病、2型糖尿病和抑郁/焦虑等神经系统疾病;相反,过低的皮质醇水平可能导致高胆固醇血症、体重降低和慢性疲劳。

不过皮质醇的分泌水平各人各有不同,本身也是处于波动之中的,所以对皮质醇水平的检测,实时动态监测是重中之重。

目前已经有了能够检测体液中皮质醇浓度的传感器,不过为了保证其中皮质醇的稳定,血液、唾液、汗液、尿液、组织液之类检材的保存、运输是难点,大型分析设备也满足不了便携性的需求。

泪液中同样含有皮质醇,因此研究者们尝试通过隐形眼镜来制造一种无创的实时监测方法。

首先是最关键的部件,结合皮质醇的生物分子。这里研究者们选择的是皮质醇单克隆抗体(C-Mab)将皮质醇单抗通过偶联固化结合在石墨烯上,就完成了隐形眼镜的最基础部分。皮质醇的等电点在pH5.2-5.4,所以在生理条件下带负电,电子流入石墨烯能够形成电流。通过电流的变化就可以检测皮质醇的浓度了。

经过体外测试,这个基础装置的检出限(LOD)为10pg/ml,而人泪液中皮质醇的浓度大致处于1-40ng/ml,可以认为灵敏度是非常高了。多次重复,装置的灵敏度没有下降,而且在室温(22℃)和体温(36.5℃)下能够储存192小时并保证活性不变

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多次重复实验灵敏度保持不变

那么检测到的数据如何传输出去呢?

在这里,研究者们想到的是近场通信(NFC)技术。NFC可以通过无线供电不需要电池,比较适合加装到隐形眼镜里。当然,这中间还有其他的天线、电容、电阻等等装置,并且针对隐形眼镜的尺寸进行了整体的优化。

最后所有的这些电子元件直接打印在有机硅中,这是制作隐形眼镜的常见材料。

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最终成品

一位24岁的女性作为志愿者尝试佩戴了这款智能隐形眼镜。佩戴12小时,对角膜和结膜没有明显的影响,眼镜的位置也很稳定,对眼部细胞的影响和市面上能够买到的软性镜基本一样。

至于检测皮质醇水平,那就更简单了。手机有NFC功能的读者可以回忆一下刷公交卡时候的操作,同样把手机在眼睛前面一放,相关应用就能读出皮质醇水平了。

当然,这种隐形眼镜未来的应用还需要更具体地探索皮质醇和各种疾病之间的关系。

编辑神叨叨

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参考资料:

[1]https://advances.sciencemag.org/content/6/28/eabb2891

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本文作者 | 代丝雨

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