Электрохимическое обнаружение мочевой кислоты в неразбавленной человеческой слюне с использованием интегрированных электродов из уриказной бумаги.

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 12033 (2022) Цитировать эту статью

1848 доступов

3 цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В этом исследовании мы представляем интегрированный электрохимический датчик на бумаге с иммобилизованной уриказой (UOx-бумага) для обнаружения мочевой кислоты (МК) в слюне. UOx иммобилизовали в зоне обнаружения на бумажной подложке с вощеным рисунком. Эта бумага UOx была объединена с модифицированным берлинской лазурью угольным электродом с трафаретной печатью после электрополимеризации о-фенилендиамина для создания электрохимической ячейки для образцов небольшого объема (20 мкл). Во-первых, мы оптимизировали условия изготовления UOx-бумаги. Затем амперометрический отклик электрохимического датчика УК на основе бумаги UOx анализировали с использованием известной концентрации стандартного раствора МК в искусственной слюне при приложенном потенциале - 0,1 В (по сравнению с Ag-псевдоэлектродом сравнения). Электрохимический датчик UA на основе бумаги UOx показал чувствительность 4,9 мкА·мМ-1 в линейном диапазоне от 50 до 1000 мкМ (R2 = 0,998), высокую селективность и хорошую воспроизводимость, а также предел обнаружения 18,7 мкМ ( 0,31 мг/дл) UA. Наконец, мы количественно оценили уровни МК в неразбавленных образцах слюны здоровых людей (n = 20) и пациентов с подагрой (n = 8). Уровни коррелировали с уровнями, измеренными с помощью обычных ферментных анализов МК в слюне, а также с уровнями МК в сыворотке. Электрохимический датчик МК на основе бумаги UOx представляет собой удобный и удобный инструмент для оценки уровня МК в слюне.

Мочевая кислота (МК), конечный продукт пуринового обмена в организме человека, играет важную роль при различных физиологических и патологических состояниях, включая подагру1,2,3. УК является антиоксидантом, и, как сообщается, гипоурикемия связана с иммуноопосредованными или дегенеративными неврологическими заболеваниями, такими как рассеянный склероз, болезнь Паркинсона или болезнь Альцгеймера3. Рецидивирующий афтозный стоматит и плоский лишай полости рта также были связаны с низким уровнем UA4,5 в слюне. Однако гиперурикемия способствует развитию и прогрессированию подагры, метаболического синдрома, хронической болезни почек или сердечно-сосудистых заболеваний3. Хотя гиперурикемия не всегда вызывает подагру и диагноз подагры не основывается только на гиперурикемии, подагра развивается у пациентов с гиперурикемией, что приводит к отложению кристаллов мононатрия урата в тканях. Недавние рекомендации по лечению подагры рекомендуют оптимизировать уратснижающую терапию для достижения и поддержания уровня МК в сыворотке < 5–6 мг/дл, но не < 3 мг/дл6,7. Таким образом, мониторинг уровня МК в сыворотке крови необходим для диагностики, лечения и наблюдения за гиперурикемией и подагрой. Однако венопунтура является инвазивной процедурой и может вызвать осложнения, включая травмы и кровотечения. Кроме того, анализ сывороточной МК требует лабораторных условий с использованием специального оборудования.

Диагностика слюны привлекает повышенное внимание в областях, где используется тестирование на месте оказания медицинской помощи (POCT), а также в клинических приложениях для частого и простого мониторинга заболеваний, а также для прогнозирования результатов после лечения, поскольку слюна отражает физиологический и патологический статус организма8. ,9. УК в основном вырабатывается в печени и кишечнике. Большая часть МК выводится через почки и кишечник через транспортеры уратов. Однако переносчики органических анионов и уратов также экспрессируются в слюнных железах10. Кроме того, в нескольких клинических исследованиях в большинстве случаев сообщалось о линейной зависимости между уровнями МК в сыворотке и слюне, что указывает на потенциал определения МК в слюне в качестве альтернативы анализам крови1,2,11,12. Для обнаружения МК в слюне были разработаны различные аналитические методы, включая высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ)13, капиллярный электрофорез (КЭ)14 и наборы для ферментативного колориметрического анализа15,16,17,18. Однако они не подходят для ежедневного личного использования, поскольку обычно отнимают много времени и требуют дорогостоящих инструментов и специалистов. Хотя некоторые коммерчески доступные наборы для ферментативного анализа можно использовать для различных типов биологических матриц, таких как слюна, сыворотка и моча2, на них могут влиять другие факторы, такие как витамин С, липиды или эндогенная пероксидаза, которые присутствуют в биологических образцах и в конечном итоге вызывать ложные результаты2,19,20,21,22. Кроме того, у них короткий срок годности, поскольку пероксидаза, содержащаяся в реагентах, несовместима с консервантами, такими как азид натрия23. В результате просроченный реагент может привести к снижению их чувствительности2,24.