基于纸基荧光传感材料的非侵入式唾液尿酸检测平台开发及其在疾病早期预警中的应用

为解决传统尿酸(UA)检测方法的高成本、侵入性和专业限制问题，研究人员开发了一种集成萘酰亚胺衍生物自组装微颗粒(NIFS)与智能RGB分析设备的纸基荧光传感材料(NIFP-SM)。该平台实现了0.91 μmol/L高灵敏度、0-5 000 μmol/L宽检测范围的唾液UA非酶免检测，为心血管疾病和代谢综合征的居家早期筛查提供了创新解决方案。

　　

尿酸作为嘌呤代谢的终产物，其浓度异常与痛风、心血管疾病和肾功能障碍密切相关。传统血清检测依赖医院专业设备，存在侵入性采样、耗时昂贵等痛点。尽管唾液UA浓度约为血液的1/10，但研究表明其与血清UA水平呈显著线性相关，且具有无创、易获取的优势。然而现有唾液检测技术面临复杂基质干扰大、设备专业化等挑战，亟需开发简便可靠的居家检测方案。

中国某高校研究团队在《Journal of Bioresources and Bioproducts》发表研究，通过合成具有层状结构的萘酰亚胺荧光自组装微颗粒(NIFS)，将其负载于滤纸构建NIFP-SM传感材料，结合智能手机RGB分析实现UA可视化检测。该平台突破性实现了0.91 μmol/L检测限和5 000 μmol/L超宽线性范围，在16种干扰物共存下仍保持优异特异性，为代谢异常疾病的早期预警提供了革命性工具。

研究采用三步法合成NIFS材料，通过核磁共振(¹H/¹³C NMR)和质谱(ESI-MS)表征结构；利用动态光散射(DLS)和扫描电镜(SEM)证实其在水相中的自组装行为；基于密度泛函理论(DFT)计算阐明UA识别机制；最后通过浸渍法制备纸基传感器，结合自主开发的RGB分析小程序实现定量检测。

在材料特性研究中，NIFS展现出典型的聚集诱导发光(AIE)效应，水溶液中荧光强度较DMSO提升6倍，形成1 411 nm层状聚集体。与UA结合后，氢键作用使荧光寿命从10.514 ns显著缩短，DFT计算证实UA-NIFS复合物能隙(ΔE)从8.55 eV降至1.99 eV，¹H NMR显示酰胺质子位移达7.53×10^-6，结合常数K_a达1.33×10⁸ L/mol。

传感性能测试显示，NIFS对UA的识别具有pH稳定性(3-11)和快速响应(<10 min)。在唾液样本检测中，回收率达97.28%-108.81%，人工尿液检测误差<5 μmol/L。应用于食品检测时，受虫害小麦和虾类样本的UA回收率在95.27%-108.00%之间，证实其在复杂基质中的可靠性。

该研究创新性地将分子识别与纸基微流控技术结合，首次实现唾液UA的居家可视化检测。相比传统方法，该平台具有三大突破：一是摆脱对尿酸酶(Uricase)的依赖，避免酶易失活的缺陷；二是通过AIE效应增强信号，解决唾液低浓度检测难题；三是智能终端分析使成本降低90%以上。这项工作为代谢性疾病的社区筛查提供了普适化解决方案，对推动精准医疗和健康管理具有重要实践意义。