可穿戴贴片无线监测汗液中的雌激素

雌激素是一类激素，其中雌二醇是最有效的形式。雌二醇对于女性第二性征的发育和调节生殖周期也是必需的。由于其多种功能，雌二醇激素通常作为女性保健​​的一部分受到医生的专门监测，但这通常需要患者前往诊所抽血在实验室进行分析。即使是家庭检测套件也需要将血液或尿液样本邮寄到实验室。

但现在加州理工学院的研究人员开发了一种可穿戴传感器，通过检测汗液中雌二醇的存在来监测雌二醇。研究人员表示，雌激素传感器有一天可能会让女性更容易在家中实时监测她们的雌二醇水平。

这项研究是在医学工程助理教授、传统医学研究所研究员、罗纳德·威伦斯和乔安妮·威伦斯学者高伟的实验室进行的。

近年来，高开发出了汗液传感器，可以检测皮质醇(一种与压力相关的激素)。是否存在COVID-19病毒;指示体内炎症的生物标志物;以及大量其他营养素和生物化合物。

高说，雌激素/雌二醇传感器的开发部分是由于那些对监测雌激素水平的选择不满意并看过他之前的工作的人们的要求所刺激的。

“人们经常问我是否可以为女性荷尔蒙制造同样类型的汗水传感器，因为我们知道这些荷尔蒙对女性健康的影响有多大，”高说。

受益于雌二醇监测的女性群体是那些试图自然受孕或通过体外受精受孕的女性。

任何一种方法的成功都取决于排卵时间是否正确，但并非所有女性的生殖周期都遵循规律的时间表。

一些女性已经能够通过监测体温来追踪排卵，但高说，这种方法的用处有限，因为它不太准确，而且在排卵开始之前体温不会升高。

“但雌激素在排卵前会增加，”他说。“有了这个汗水传感器，我们就能提前通知人们。”

其他可能受益于可穿戴雌激素传感器的人是那些正在接受激素替代疗法(HRT)的人，因为他们的身体不能产生足够的雌二醇。在这些患者中，需要仔细监测雌二醇水平，以确保他们服用正确的剂量。

高团队开发的传感器在很多方面与该团队过去开发的各种传感器相似。它建立在柔性塑料膜上;具有微小的蚀刻通道(微流体)，用于将少量汗液引导到传感器中;喷墨打印的金纳米颗粒和碳化钛薄膜(称为MXenes)为传感器提供了较大的表面积和导电性，从而提高了其灵敏度。

主要的挑战以及这次雌激素传感器设计的变化是，血液中已经存在相当低水平的雌二醇，在汗液中的浓度大约降低了50倍。

“由于浓度如此之低，自动检测汗液中的雌二醇非常具有挑战性，”高说。

对于新传感器，研究小组使用了称为适体的短单链DNA。适体作为人工抗体，被设计为特异性结合靶分子。

适配体附着在用金纳米颗粒修饰的表面上，并与标记有在某些条件下可以直接给予或接受电子的分子标记的单链DNA分子结合。当适体与雌二醇分子结合时，它会释放氧化还原分子。

该分子被附近由MXene涂层金纳米粒子制成的电极重新捕获，产生与雌二醇水平相关的电信号。然后，该硬件将其收集的数据无线传输到智能手机上运行的应用程序，为用户提供简单的界面。

该设备的另一项创新是微流体的设计，可以收集汗液并将其引导到传感器中。微流体中集成的微型自动阀仅允许少量固定量的汗液进入传感器，然后防止额外的汗液进入。

该设计可实现稳定的雌二醇分析，而无需额外的汗液干扰该过程。此外，为了考虑汗液成分的差异，该设备还收集有关汗液pH值、汗盐水平和皮肤温度的信息，并使用它们进行实时校准。

实验室测试表明，该传感器能够可靠、准确地跟踪生殖周期过程中汗液中雌二醇水平的变化，从月经期间的最低水平到排卵期间的最高水平(高10倍)。

高说，他计划继续研究这项技术，使其能够监测其他女性激素，如黄体生成素或黄体酮，这两种激素都与排卵有关。他还希望将所有这些传感器小型化，以便它们都可以安装在小型可穿戴设备中，例如可以戴在手指上的不起眼的戒指。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！