柔軟な電気化学的バイオセンサーによる非侵襲的、オンサイトでの唾液および汗中のコルチゾールモニタリング

科学分野:

• 生物医学工学
• 分析化学
• ウェアラブル技術

背景:

• 慢性ストレスは、精神的および身体的健康問題に関連する重大な公衆衛生問題である。
• 主要なストレスバイオマーカーであるコルチゾールのレベル上昇は、ストレスの兆候である。
• 現在のコルチゾール検出方法は侵襲的であり、連続モニタリングには適していない。

研究 の 目的:

• ヒトの汗および唾液中のコルチゾールを検出するための非侵襲的、柔軟な電気化学的バイオセンサーを開発する。
• リアルタイム、ポイントオブケアでのストレスモニタリングを可能にする。
• 早期ストレス検出と個別化された健康管理をサポートする。

主な方法:

• PET基板上にITOおよび金ナノ粒子（AuNPs）を用いて柔軟なバイオセンサーを作製する。
• 抗体固定化のためのAnteoBind化学を用いた機能化。
• 汗分析のためのマイクロ流体プラットフォームとの統合。
• コルチゾールの電気化学的検出。

主要な成果:

• バイオセンサーは、0.5-150 ng/mLの範囲で線形応答を示し、検出限界は0.58 ng/mLであった。
• センサーは30日間で80%の信号完全性を維持し、良好なバッチ再現性（RSD ~3.2%）を示した。
• 実際の汗および唾液サンプルで95.5-104%の回収率が達成された。

結論:

• 開発された電気化学的バイオセンサーは、汗および唾液中のコルチゾール検出のための非侵襲的な方法を提供する。
• この技術は、連続的なストレスモニタリングを容易にするウェアラブルアプリケーションの可能性を秘めている。
• 本研究結果は、早期ストレス検出および個別化医療のためのこのバイオセンサーの使用を支持する。