根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，近年來，抑郁癥被列為全球疾病的最大單一因素，估計(jì)有超過3億人患有抑郁癥，相當(dāng)于世界人口的4.4%?？焖贉?zhǔn)確地監(jiān)測個(gè)人心理和生理壓力狀態(tài)對于幫助預(yù)防抑郁癥至關(guān)重要。壓力還會(huì)引發(fā)各種健康問題，如免疫紊亂、心血管疾病和傳染病。直接反映應(yīng)激狀態(tài)的一種生物反應(yīng)是皮質(zhì)醇（一種糖皮質(zhì)激素類固醇激素）的水平。因此，皮質(zhì)醇監(jiān)測和分析為檢測精神和身體狀態(tài)提供了一種關(guān)鍵方法。

分子印跡聚合物，是對特定分子或化合物具有高親和力結(jié)合位點(diǎn)的人工受體。分子印跡聚合物被認(rèn)為是構(gòu)建具有高穩(wěn)定性和成本效益的可穿戴傳感器的最佳選擇。然而，目前基于分子印跡聚合物的皮質(zhì)醇傳感設(shè)備只能使用一次或非常有限的次數(shù)，由于去除皮質(zhì)醇的方法有限，以及去除過程中分子印跡聚合物和電極之間的界面不穩(wěn)定，導(dǎo)致成本增加和不便。此外，薄膜的使用阻礙了透氣性，其在皮膚上的使用會(huì)導(dǎo)致用戶的不適感。實(shí)現(xiàn)具有良好穩(wěn)定性、可重復(fù)使用性和透氣性的快速可靠的皮質(zhì)醇檢測仍然迫在眉睫。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）何思斯教授、復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授、南方科技大學(xué)丘龍斌助理教授等人報(bào)道了一種基于分子印跡聚合物的織物傳感系統(tǒng)，可快速可靠地檢測皮質(zhì)醇以實(shí)現(xiàn)壓力監(jiān)測。該織物傳感系統(tǒng)使用纖維作為生物傳感電極，具有高重復(fù)性、透氣性和穩(wěn)定性，可進(jìn)行個(gè)性化的壓力水平監(jiān)測。 織物中的纖維由排列的碳納米管組裝而成，并用含有氧化還原活性納米粒子的分子印跡聚合物進(jìn)行功能化。由此產(chǎn)生的織物可提供1 pM至10 μM的皮質(zhì)醇檢測能力，使其成為性能最佳的皮質(zhì)醇生物傳感器之一。

圖1 用于實(shí)時(shí)壓力健康管理的可穿戴織物傳感系統(tǒng)示意圖

圖2 用于實(shí)時(shí)壓力健康管理的織物傳感系統(tǒng)的傳感性能

與傳統(tǒng)的分子印跡聚合物傳感器相比，織物傳感系統(tǒng)表現(xiàn)出良好的透氣性，并且可以在汗液中重復(fù)使用測試皮質(zhì)醇超過100次。這是通過使用乙醇洗滌的簡單程序?qū)崿F(xiàn)的。關(guān)鍵是纖維電極的活性表面積和可控設(shè)計(jì)的孔道距離，保證了聚合物和纖維電極之間的穩(wěn)定界面，賦予織物傳感器優(yōu)良性能。

圖3 織物傳感系統(tǒng)的再生機(jī)制

織物傳感系統(tǒng)可以檢測汗液中的皮質(zhì)醇，然后通過無線傳輸將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?a href="http://www.delux-kingway.cn/v/tag/107/" target="_blank">手機(jī)或智能手表，以進(jìn)行無創(chuàng)壓力管理，從而評估壓力水平，以更好地了解人的情緒和健康狀況。

圖4 織物傳感系統(tǒng)對身體汗液進(jìn)行實(shí)時(shí)壓力分析

該工作以“Wearable and regenerable electrochemical fabric sensing system based on molecularly imprinted polymers for real-time stress management”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials期刊上。論文通訊作者是哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）何思斯教授、復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授、南方科技大學(xué)助理教授丘龍斌。論文第一作者是胡曉康。該工作得到了國家自然科學(xué)基金（52103300）、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金（2023A1515010572）、深圳市科技計(jì)劃（JCYJ20210324132806017、GXWD20220811163904001）、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）創(chuàng)新材料研究中心的儀器儀表的支持。

審核編輯：劉清