基于纸基微流控生物芯片的高尿酸血症尿液多指标智能检测

高尿酸血症（Hyperuricemia, HUA）是嘌呤代谢紊乱引起的代谢异常综合征，其发生发展是一个慢性、连续的病理过程，与痛风、慢性肾脏疾病及心血管等疾病等密切相关，已逐渐成为一种全球公共卫生负担。因此，亟需开发一种精准、快速、便携地检测与监测HUA尿液标志物的新技术，对提升HUA诊疗效率、精细化管理、延缓病程发展具有重要意义。

近日，太原理工大学生物医学工程学院生物医学精准检测与仪器研究所李晓春教授团队与山西医科大学第一医院齐昊主任合作在Analytica Chimica Acta 期刊发表论文，提出了一种基于纸基微流控的HUA尿液多指标（尿酸（UA）、肌酐（CR）和pH值）智能监测系统。如图1所示，该系统从纸基微流控芯片制备、尿液分析仪装置研发、应用程序开发和临床验证四方面展开研究，为HUA的居家检测及长期监测提供了一种新的技术方案。太原理工大学为该论文第一署名单位，第一作者为太原理工大学硕士研究生王翠翠，第二作者为山西医科大学硕士研究生薛晴，共同通讯作者为李海琴博士、齐昊主任和李晓春教授。

图1. 基于纸基微流控比色法的高尿酸血症尿液指标智能居家监测

为了实现三项指标同时联合定量检测，作者设计了便携式高尿酸血症尿液指标分析仪（图2），为高灵敏、精准定量提供了稳定且均匀的光照环境，大小尺寸仅为86 mm×75 mm×40 mm，满足了现场快速便携检测的需求。开发了HUA Detection App，结合制作的纸基微流控设备和分析装置实现了每个指标的精确量化。通过对反应原理、反应条件、色度值选取等多方面优化，UA、CR和pH的检测范围分别为0-1.5 mM、0-50 mM和4.0-8.5；UA和CR的检测限分别为0.0178 mM和0.5983 mM，pH的灵敏度为0.1，满足临床检测的需求。

图2. 便携式高尿酸血症尿液指标分析仪（a）设计图；（b）实物图

为了验证该方法的临床可行性，进一步对加标样本进行检测并将检测结果与分光光度法所得结果对比，两种方法检测结果一致性均达到99%以上。此外，该系统与医院的HITACHI 7600全自动分析仪、URIT-500B尿液分析仪和AU5800B全自动生化分析仪对100例真实尿液样本的检测结果具有较高的一致性（图3）。

图3. (a-c)显示了纸基微流控设备和标准生化分析仪对真实尿液样本UA、CR和pH的检测结果相关性分析，(d-f)分别为各指标检测结果的一致性分析

小结

在这项工作中，作者提出了一种基于纸基微流控的比色传感平台，用于快速准确定量尿液中的HUA标志物（UA、CR和pH）。通过将显色剂与明胶固定技术相结合，提高了检测准确度。研发了便携式高尿酸血症尿液指标分析仪及检测APP实现多指标的智能检测与监测，为HUA的远程管理提供了可能。更重要的是，本研究通过人工尿液加标和100例临床样本验证了“Smart-HUA-Monitor”检测系统的可靠性和实用性。该工作为HUA尿液标志物的日常检测与监测提供了一种准确度高、可靠性高、重复性好的有力工具，在慢病标志物监测领域有着良好的应用前景。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Urine multi-index intelligent detection based on polymer/paper hybrid microfluidic biochip for hyperuricemia monitoring

Cuicui Wang, Qing Xue, Haiqin Li*, Hao Qi*, Xiaochun Li*

Anal. Chim. Acta, 2024, 1312, 342742. DOI: 10.1016/j.aca.2024.342742

团队信息介绍主页：

http://tylgswyxgc.tyut.edu.cn/szdw/tdjs/swyxjzjcyyqtd.htm 

李晓春

https://www.x-mol.com/university/faculty/298957