دستاورد یک استارتاپ؛

نانوحسگری که استرس را از روی عرق بدن تشخیص می‌دهد

استارت‌آپ ایکس‌سنسیو (Xsensio) با همکاری مهندسان EPFL، یک سیستم پوشیدنی ساختند که می‌تواند به‌طور مداوم غلظت کورتیزول، هورمون استرس را در عرق انسان اندازه‌گیری کند.

کد خبر: ۹۱۲۶۳۷

دوشنبه - ۲۷ بهمن ۱۳۹۹ / February 15, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، همه ما در زندگی شخصی به ویژه با شیوع ویروس کرونا، در برخی از مواقع دچار استرس شده‌ایم. اما تاکنون راهی برای تعیین کمیت استرس به روشی عینی وجود نداشته است.

به زودی شاید این کار به لطف یک حسگر پوشیدنی کوچک که توسط مهندسان آزمایشگاه دستگاه‌های نانوالکترونیکی EPFL (Nanolab) و استارت‌آپ ایکس‌سنسیو ساخته شده، امکان‌پذیر شود. این دستگاه را می‌توان به‌طور مستقیم روی پوست بیمار قرار داد تا به‌طور مداوم غلظت کورتیزول، نشانگر اصلی استرس را در عرق بیمار اندازه‌گیری کند.

کورتیزول یک هورمون استروئیدی است که توسط غدد فوق کلیوی از کلسترول ساخته می‌شود. ترشح آن توسط هورمون آدرنوکورتیکوتروپیک (ACTH) کنترل می‌شود که این هورمون نیز توسط غده هیپوفیز تولید می‌شود. کورتیزول عملکرد‌های اساسی مانند تنظیم سوخت و ساز بدن، تنظیم سطح قند خون و فشار خون را در بدن ما انجام می‌دهد. همچنین بر سیستم ایمنی بدن و عملکرد‌های قلبی عروقی تأثیر می‌گذارد.

هنگامی‌که در یک موقعیت استرس‌زا، چه شرایط تهدید‌کننده زندگی و چه مسائل پیش پا افتاده قرار می‌گیریم، کورتیزول هورمونی است که بدن را تحت کنترل خود در می‌آورد. این هورمون به بدن ما دستور می‌دهد که انرژی مورد نیاز را به مغز، عضلات و قلب ما هدایت کند.

آدریان یونسکو، مدیر آزمایشگاه نانولب می‌گوید: «کورتیزول می‌تواند به‌صورت ناگهانی ترشح شود، تصور کنید که شما احساس خوبی دارید و ناگهان اتفاقی می‌افتد که شما را تحت فشار قرار می‌دهد و در اثر این استرس بدن شما شروع به تولید بیشتر هورمون می‌کند.»

هر چند که کورتیزول به بدن ما کمک می‌کند تا در شرایط استرس‌زا پاسخ مناسب دهد، اما در واقع این یک شمشیر دو لبه است. این هورمون معمولاً با توجه به ریتم شبانه‌روزی ترشح می‌شود، در طول روز و بین ساعت ۶ صبح تا ۸ صبح به اوج خود می‌رسد و بعد از ظهر و عصر به تدریج کاهش می‌یابد.

یونسکو می‌گوید: «در افرادی‌که از بیماری‌های مرتبط با استرس رنج می‌برند، این ریتم شبانه‌روزی کاملاً به‌هم می‌خورد و اگر بدن بیش از حد کورتیزول تولید کند یا مقدار کافی نداشته باشد، می‌تواند به سلامتی فرد آسیب برساند، که به‌طور بالقوه منجر به چاقی، بیماری‌های قلبی عروقی، افسردگی یا فرسودگی شغلی می‌شود.»

از آزمایش خون می‌توان برای اندازه‌گیری سطح کورتیزول بیماران استفاده کرد. مقادیر قابل تشخیص کورتیزول را می‌توان در بزاق، ادرار و عرق نیز یافت. تیم یونسکو در آزمایشگاه نانولب تصمیم گرفتند به‌عنوان مایع تشخیص، روی عرق بدن متمرکز شوند و برای این کار یک پچ هوشمند پوشیدنی با یک حسگر کوچک تولید کردند.

این پچ شامل یک ترانزیستور و یک الکترود ساخته شده از گرافن است که به دلیل خاصیت منحصر به فرد، حساسیت بالا و محدودیت‌های تشخیص بسیار کمی را ارائه می‌دهد. گرافن از طریق آپتامرها، که قطعات کوتاه DNA یا RNA تک رشته‌ای هستند، می‌تواند به ترکیبات خاصی متصل شود. آپتامر موجود در پچ تولید شده توسط این گروه دارای بار منفی است. هنگامی که با کورتیزول تماس پیدا می‌کند، بلافاصله هورمون را گرفته و باعث می‌شود رشته‌ها تا بخورند و جمع شوند و بار را به سطح الکترود نزدیک کنند. سپس دستگاه این بار را تشخیص داده و در نتیجه قادر به اندازه‌گیری غلظت کورتیزول در عرق است.