Американският изследовател Анди Йе от катедрата по биомолекулярно инженерство в Калифорнийския университет в Санта Круз е създал луминесцентен сензор, който се свързва с молекулите на кортизола в кръвта и урината и позволява измерване на нивата на стрес. 

Отбелязва се, че биосензорът на протеинова основа измерва нивата на кортизол с висока точност. Този сензор е съвместим със смартфоните, което прави подобен тест още по-достъпен за потребителите.

Кортизолът регулира кръвното налягане и метаболизма. Нарушаването на производството на този хормон от организма може да причини сериозни здравословни проблеми. Обикновено, за да се измери нивото на този хормон, човек трябва да отиде на лекар и да си направи изследвания. Неотдавнашен пробив в технологията на изкуствените биосензори позволи тестовете да се извършват директно в болницата, предоставяйки по-точни резултати от съществуващите методи.

След като биосензорът на Анди Йе се свърже с молекулите на кортизола в кръвта и урината, той излъчва светлина, показвайки концентрацията на хормона. Резултатите от проучването потвърдиха, че методът може надеждно да открива кортизол в диапазон от нива, важни за човешкото здраве.

Разработчикът също така демонстрира как този биосензор може да бъде интегриран с камерата на смартфона. Това ще позволи измерването на нивата на кортизол не само в болница или лаборатория, но и у дома.

Анди Йе разработва изкуствени протеини, използвайки изчислително проектиране на базата на изкуствен интелект, за да създава изцяло нови протеинови структури, вместо да модифицира съществуващи. За целта изследователят е създал протеинов биосензор, в който свързването на кортизол кара два модифицирани протеина да се съединят на молекулярно ниво. Това създава светлинен сигнал. По-яркото сияние съответства на по-високи нива на кортизол. 

Според разработчика, това е първият пример за биосензор, проектиран изцяло с помощта на изчисления, който може да осигури толкова висока чувствителност и динамичен диапазон за откриване на малки молекули аналит. Използвайки камера за измерване на количеството и цвета на излъчената светлина, той може да открива нивата на кортизол с по-голяма чувствителност от съществуващите тестове. 

Новият диагностичен инструмент ще работи подобно на бързите тестове за COVID-19, изисквайки само капка кръв или урина, смесена с разтвор, съдържащ биосензор. Камерата на смартфон и приложение ще могат да превърнат излъчената светлина в директно измерване на нивата на кортизол. 

„Можете да прочетете сигнала директно — изходният сигнал от сензора е светлинно излъчване, така че по същество можете просто да направите снимка на теста със своя смартфон. В идеалния случай това е наистина съвместимо с полева реализация“ — добавя Анди Йе. 

Този биосензор предлага по-широк динамичен диапазон, предоставяйки количествени резултати за нормални, ниски и високи нива на кортизол. Потенциално тази технология може да се използва и в разработването на лекарства или диагностика, за да се разберат по-добре и да се лекуват здравословните проблеми, причинени от дефицит или излишък на кортизол.

Резултатите от проучването са публикувани в списание ACS.