IT之家 08月27日
新型生物传感器:智能手机可检测皮质醇水平
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加州大学圣克鲁兹分校研究人员开发出一种基于蛋白质的新型生物传感器,能够通过智能手机高精度检测人体内的皮质醇水平。这种传感器通过人工设计的蛋白质与皮质醇分子结合,产生可测量的光信号,其强度反映皮质醇浓度。该技术无需昂贵设备,操作简便,只需一滴体液与传感器混合,再用手机拍摄即可获得结果。相比传统方法,新型传感器灵敏度更高,检测范围更广,有望在家庭健康监测、药物研发及疾病诊断等领域发挥重要作用,为压力管理和相关疾病治疗提供有力支持。

🔬 **蛋白质生物传感器实现高精度皮质醇检测**:加州大学圣克鲁兹分校的安迪・叶教授团队研发了一种新型发光人工生物传感器,能够与血液或尿液中的皮质醇分子特异性结合。结合后,传感器会发出光线,通过测量光线的强度,可以准确反映皮质醇的浓度。该研究已发表在《美国化学会志》上,证实该方法在与人体健康相关的全浓度范围内都能可靠地检测皮质醇水平,且灵敏度和动态范围远超现有检测方法。

📱 **智能手机集成,提升检测可及性**:该生物传感器最大的亮点在于其与智能手机的兼容性。用户只需将一滴血液或尿液与含有生物传感器的溶液混合,然后通过智能手机摄像头和配套应用扫描检测样本,即可将传感器发出的光信号转化为皮质醇浓度的直接数据。这种“混合即读”的模式,使得皮质醇检测不再局限于实验室或临床机构,无论是在家中还是在诊所,用户都能方便快捷地进行即时检测,极大地提升了压力测试的可及性。

💡 **人工设计蛋白质,突破性技术**:该传感器的核心技术在于采用了人工智能辅助的计算设计技术来创造全新的蛋白质。安迪・叶教授专攻人工蛋白工程领域,他研发的蛋白质生物传感器具有特殊机制:皮质醇分子与其结合时,两种人工设计的蛋白质会在分子层面相互靠近,从而产生光信号。这是首个通过纯计算设计研发的生物传感器,不仅灵敏度极高,而且能够以极高的动态范围检测小分子分析物,为生物传感器的设计和应用开辟了新途径。

💰 **经济高效,应用前景广阔**:相比于传统的皮质醇检测方法,这种新型传感器方案兼具高灵敏度与经济性,无需依赖昂贵的实验室设备,使得精准的激素监测变得更加容易实现。其高灵敏度和宽动态检测范围,能够为皮质醇水平正常、偏低或偏高的情况提供准确的定量数据。未来,这项技术有望应用于药物研发或疾病诊断领域,帮助深入了解皮质醇分泌异常引发的健康问题,并为相关疾病的治疗提供支持。

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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