一種基于蛋白質(zhì)的生物傳感器可實現(xiàn)皮質(zhì)醇的高精度檢測，且能與智能手機(jī)兼容，大幅提升了壓力測試的可及性。

據(jù)IT之家了解，皮質(zhì)醇在調(diào)節(jié)人體關(guān)鍵生理功能（如血壓、新陳代謝）中發(fā)揮核心作用，這種“壓力激素”的分泌異?？赡芤l(fā)多種健康問題。傳統(tǒng)的皮質(zhì)醇檢測需前往醫(yī)院或其他臨床機(jī)構(gòu)，而近期人工生物傳感器技術(shù)取得突破性進(jìn)展，不僅讓即時檢測成為可能，檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性也優(yōu)于現(xiàn)有方法。

加州大學(xué)圣克魯茲分校生物分子工程助理教授安迪?葉（Andy Yeh）研發(fā)出一種發(fā)光人工傳感器，能與血液或尿液中的皮質(zhì)醇分子結(jié)合。結(jié)合后，傳感器會發(fā)出光線，光線強(qiáng)度可反映皮質(zhì)醇的濃度。發(fā)表于《美國化學(xué)會志》的一項研究證實，該方法能在與人體健康相關(guān)的全濃度范圍內(nèi)，可靠地測皮質(zhì)醇水平。

安迪?葉表示，這種傳感器可與智能手機(jī)攝像頭搭配使用，無論是在家中還是在診所，都能完成皮質(zhì)醇檢測。該方案兼具高靈敏度與經(jīng)濟(jì)性，無需依賴昂貴的實驗室設(shè)備，讓精準(zhǔn)的激素監(jiān)測變得更易實現(xiàn)。

安迪?葉專攻人工蛋白工程領(lǐng)域，該領(lǐng)域借助人工智能輔助的計算設(shè)計技術(shù)，創(chuàng)造全新蛋白質(zhì)，而非對自然界中已存在的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造。

在此次研究中，他研發(fā)的蛋白質(zhì)生物傳感器具有特殊機(jī)制：當(dāng)皮質(zhì)醇與之結(jié)合時，兩種經(jīng)人工設(shè)計的蛋白質(zhì)會在分子層面相互靠近，這種相互作用會產(chǎn)生光信號 —— 光線越亮，表明皮質(zhì)醇水平越高。

據(jù)安迪?葉介紹，這是首個通過純計算設(shè)計研發(fā)的生物傳感器，且能以極高的靈敏度和動態(tài)范圍檢測小分子分析物。通過攝像頭測量發(fā)光強(qiáng)度與顏色，其檢測靈敏度遠(yuǎn)超現(xiàn)有檢測方法。

這種新型診斷工具采用“混合即讀”模式，與新冠病毒鼻拭子快速檢測的操作方式類似：只需一滴血液或尿液，與含有生物傳感器的溶液混合，再通過智能手機(jī)攝像頭和配套應(yīng)用，即可將光信號轉(zhuǎn)化為皮質(zhì)醇濃度的直接數(shù)據(jù)。

“信號可直接讀取 —— 傳感器的輸出形式就是發(fā)光，所以本質(zhì)上只需用智能手機(jī)給檢測樣本拍張照就行，”安迪?葉說，“理想情況下，這種檢測方式非常適合現(xiàn)場使用?！?/span>

該檢測方法的高靈敏度是對傳統(tǒng)檢測的重大突破 —— 傳統(tǒng)檢測在皮質(zhì)醇水平超出正常范圍時，往往無法提供足夠精準(zhǔn)的定量結(jié)果。而安迪?葉研發(fā)的方案擁有更寬的動態(tài)檢測范圍，無論是皮質(zhì)醇水平正常、偏低還是偏高，都能給出定量數(shù)據(jù)。

“與目前醫(yī)院使用的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法相比，這種傳感器的靈敏度要高得多，”安迪?葉表示，“其動態(tài)檢測范圍也遠(yuǎn)超傳統(tǒng)檢測手段?！?/span>

未來，安迪?葉期望這項技術(shù)能應(yīng)用于藥物研發(fā)或疾病診斷領(lǐng)域，助力深入了解皮質(zhì)醇分泌不足或過量引發(fā)的健康問題，并為相關(guān)疾病的治療提供支持。