Terobosan sensor stres: Perangkat baru mengukur kortisol dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya

SUZHOU, Tiongkok — Stres adalah musuh tak kasat mata yang memengaruhi jutaan orang di seluruh dunia, tetapi sebuah penemuan ilmiah baru mungkin akan membuatnya lebih mudah untuk dilihat dan diatasi. Para peneliti telah mengembangkan sensor canggih yang dapat mengukur kadar kortisol dengan akurasi yang luar biasa, yang berpotensi menawarkan alat baru dalam memerangi masalah kesehatan yang berhubungan dengan stres.

Kortisol, yang sering disebut sebagai “hormon stres,” memainkan peran penting dalam respons tubuh kita terhadap stres. Hormon ini mengatur berbagai fungsi tubuh, termasuk metabolisme, respons imun, dan tekanan darah. Namun, kadar kortisol yang tinggi dalam jangka panjang dapat menyebabkan sejumlah masalah kesehatan, termasuk kecemasan, depresi, masalah kardiovaskular, dan melemahnya fungsi imun.

Secara tradisional, mengukur kadar kortisol merupakan proses yang memakan waktu dan mahal, yang sering kali memerlukan analisis laboratorium terhadap sampel darah, air liur, atau urin. Sensor baru ini mengubah paradigma ini dengan menawarkan metode yang cepat, hemat biaya, dan sangat akurat untuk mendeteksi kortisol.

Inti dari teknologi baru ini terletak pada desainnya yang unik. Para ilmuwan dari Xi'an Jiaotong-Liverpool University (XJTLU) dan Abertay University menciptakan sensor menggunakan elektroda emas yang dimodifikasi dengan molekul-molekul spesifik yang dapat menangkap dan mengikat kortisol. Mereka kemudian menambahkan lapisan antibodi yang dirancang khusus untuk mengenali molekul-molekul kortisol. Kombinasi ini memungkinkan sensor untuk mendeteksi kortisol dengan sensitivitas yang belum pernah ada sebelumnya.

Namun, pengubah permainan yang sesungguhnya dalam penelitian ini adalah penggunaan iridium oksida sebagai elektroda referensi. Elektroda referensi merupakan komponen penting dalam sensor elektrokimia, yang menyediakan dasar pengukuran yang stabil. Dengan menggunakan iridium oksida sebagai pengganti elektroda perak/perak klorida tradisional, para peneliti meningkatkan stabilitas dan reproduktifitas sensor secara signifikan.

“Detektor kortisol saat ini memiliki elektroda referensi dengan lapisan perak yang mudah teroksidasi dan tidak stabil dalam pengukuran elektrokimia,” kata penulis pertama Tong Ji, seorang mahasiswa PhD paruh waktu dan teknisi senior di XJTLU, dalam sebuah pernyataan. “Dalam penelitian ini, kami menggunakan nanopartikel iridium oksida untuk menutupi lapisan perak. Modifikasi ini meningkatkan stabilitas, sensitivitas, dan reproduktifitas deteksi kortisol dalam perangkat point-of-care.”

Hasil percobaan mereka sungguh mengesankan. Sensor tersebut dapat mendeteksi kadar kortisol serendah 11,85 pikogram per mililiter – yang berarti kurang dari sepertriliun gram dalam setetes cairan. Tingkat sensitivitas ini jauh melampaui banyak metode yang ada dan dapat mendeteksi perubahan sekecil apa pun pada kadar kortisol.

Selain itu, sensor tersebut menunjukkan kinerja yang sangat baik pada berbagai konsentrasi kortisol, dari 1 nanogram per mililiter hingga 1 miligram per mililiter. Jangkauan deteksi yang luas ini berarti sensor tersebut dapat berguna dalam berbagai skenario, mulai dari memantau fluktuasi stres harian hingga mendiagnosis gangguan yang berhubungan dengan stres.

“Ini adalah pertama kalinya iridium oksida digunakan dengan cara ini,” kata penulis korespondensi Dr. Qiuchen Dong, asisten profesor di XJTLU. “Tim kami telah menghasilkan alat pengukur kortisol sederhana dan murah yang mendeteksi molekul kortisol pada konsentrasi 3.000 kali lebih rendah dari kisaran normal kortisol dalam darah kita. Ini membuat perangkat kami cukup sensitif untuk penggunaan komersial.”

Implikasi dari teknologi ini sangat luas. Bayangkan sebuah dunia di mana Anda dapat memantau tingkat stres Anda semudah memeriksa detak jantung Anda di jam tangan pintar. Hal ini dapat memberdayakan individu untuk mengambil langkah proaktif dalam mengelola stres mereka, yang berpotensi mencegah timbulnya masalah kesehatan terkait stres sebelum menjadi serius.

“Alat uji yang hemat biaya, mudah direproduksi, dan mudah digunakan di tempat perawatan yang mengukur kadar kortisol secara akurat telah lama dicari. Alat ini dapat memberikan perbedaan besar pada diagnosis kadar kortisol tinggi yang tepat dan cepat, serta meningkatkan kualitas hidup orang secara drastis,” kata Ji.

Bagi para profesional perawatan kesehatan, alat ini dapat memberikan wawasan berharga mengenai pola stres pasien, sehingga memungkinkan strategi perawatan yang lebih personal dan efektif. Alat ini dapat sangat berguna dalam mengelola kondisi seperti sindrom Cushing atau penyakit Addison, di mana kadar kortisol abnormal berperan penting.

Para peneliti membayangkan teknologi ini dapat dipadukan ke dalam perangkat portabel yang dapat diakses di tempat, sehingga pemantauan stres dapat diakses dan nyaman bagi semua orang. Meskipun masih diperlukan lebih banyak penelitian dan pengembangan sebelum kita melihat sensor ini digunakan sehari-hari, studi ini menandai langkah maju yang signifikan dalam kemampuan kita untuk memahami dan mengelola stres.

Meskipun masih ada pekerjaan yang harus dilakukan sebelum sensor kortisol ini menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari, dampak potensialnya tidak dapat disangkal. Dengan memberi kita kemampuan untuk mengukur dan memantau tingkat stres kita secara akurat, hal ini membuka kemungkinan baru untuk perawatan kesehatan dan manajemen stres yang dipersonalisasi. Hari ketika kita benar-benar dapat mengendalikan stres kita mungkin lebih dekat dari yang kita kira.