Om någon frågade dig just nu hur stressad du är, vad skulle du säga? Lite? Mycket? Du vet inte?

Det är alla giltiga svar, men de är inte särskilt användbara för forskare och läkare eftersom de är subjektiva och inte lätt att kvantifiera. Ändå, i stället för en bättre metod för att mäta stress, den gemensamma metoden i åratal har bestått av ett stressfrågeformulär. Huvudalternativet till frågeformuläret, ett blodprov, kan tillhandahålla kvantitativa data men kräver en utbildad professionell för att rita blodet, och stressen i själva proceduren - att stickas med en stor nål - kan snedvrida resultaten av många människor.

Men något bättre kan vara precis runt hörnet.

Wei Gao, biträdande professor i medicinsk teknik vid Caltech, har tagit fram en trådlös svetssensor som exakt kan detektera nivåer av kortisol, en naturlig förening som vanligtvis betraktas som kroppens stresshormon. I en ny uppsats i tidningen Matter, Gao och hans medforskare visar hur de utformade och tillverkade den massproducerbara enheten och hur den fungerar, och visa att det är effektivt för att detektera kortisolnivåer i nära realtid.

Utvecklingen av en billig och noggrann enhet för mätning av kortisol kan möjliggöra en mer utbredd och enklare övervakning av stress men också av andra tillstånd, inklusive ångest, posttraumatisk stressyndrom, och depression - som alla är korrelerade med förändringar i kortisolnivåer.

Sensorn Gao utvecklade är förberedd med ett liknande tillvägagångssätt som en annan svetssensor han nyligen skapade som kan mäta nivån av urinsyra i blodet, vilket är användbart för att övervaka tillstånd som hjärt -kärlsjukdom, diabetes, eller njursjukdom. Den svettsensorn, och den nya Gao och hans team har skapat, är båda gjorda av grafen, en arkliknande form av kol. Ett plastark etsas med en laser för att generera en 3D-grafenstruktur med små porer där svett kan analyseras. Dessa porer skapar en stor mängd yta i sensorn, vilket gör den tillräckligt känslig för att upptäcka föreningar som endast finns i mycket små mängder i svett. I den nya sensorn, de små porerna är kopplade till en antikropp, en typ av immunsystemmolekyl, särskilt känslig för kortisol, så att den kan detektera föreningen.

Sensorn testades på två olika sätt. I ett test, en volontärs svett analyserades under en period av sex dagar, och data som representerar kortisolnivåer samlades in. I en frisk individ, kortisolnivåerna stiger och sjunker dagligen. Nivåerna når precis när en individ vaknar varje morgon och sjunker hela dagen, och det är precis vad sensorn upptäckte.

Gao säger att detta är den första demonstrationen av en sensor som icke -invasivt kan övervaka den dagliga fluktuationen av kortisol, tillägger att övervakning av den dagliga kortisolcykeln för en patient kan avslöja förekomsten av psykiska hälsotillstånd.

"Depressionspatienter har ett annat dygnsmönster av kortisol än friska individer gör, "säger han." Med PTSD -patienter, det är en annan. "

I det andra testet, förändringar i kortisolnivåer registrerades när de inträffade som svar på en akut stressor. Detta gjordes genom två experiment. I den första, testpersoner ombads utföra aeroba övningar, eftersom intensiv träning är känd för att orsaka en stark ökning av kortisol. I det andra experimentet, testpersoner ombads att sänka händerna i isvatten, en stressor som är tillräcklig för att framkalla kortisolfrisättning. I båda experimenten, sensorerna upptäckte stigande kortisolnivåer direkt.

"Vår analystid kan bara vara några minuter, "Säger Gao." Vanligtvis ett blodprov tar minst en till två timmar och kräver stressinducerande blodprov. För stressövervakning, tiden är väldigt viktig. "

Även om Gaos sensor kan hitta många användningsområden i typiska medicinska tillämpningar här på jorden, det granskas också för potentiella off-world applikationer. I oktober, NASA meddelade att Gao är en av sex forskare som valts ut för att delta i studier av människors hälsa vid djupa rymduppdrag. Gao kommer att få finansiering för att utveckla sensortekniken till ett system för att övervaka stress och ångest hos astronauter som en del av programmet, som administreras av Translational Research Institute for Space Health (TRISH).

"Vi strävar efter att utveckla ett bärbart system som kan samla in multimodal data, inklusive både vitala tecken och molekylär biomarkörinformation, för att få den exakta klassificeringen för stress och ångest i djupa rymden, "Säger Gao.

Papperet som beskriver sensorn och Gaos fynd, betitlad, "Undersökning av kortisoldynamik i mänsklig svett med hjälp av ett grafenbaserat trådlöst mHealth-system, "visas online den 26 februari och trycks i aprilnumret av Materia .