新型生物传感器问世：使用手机即可检测皮质醇水平

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。