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为解决准确量化低浓度尿酸（UA）样本的难题，研究人员制备了含过氧化物酶（POD）纳米酶的亲水形状记忆海绵。该海绵可通过形状记忆效应富集信号，结合智能手机实现双模式传感检测，提高了检测灵敏度，为现场 UA 检测提供了新方法。
在人体的复杂生化系统中，尿酸（Uric Acid，UA）作为一种重要的生物分子，在多种体液中都能被检测到。对于健康成年人来说，血清中 UA 的正常浓度范围在 120 - 460 μM，尿液中则为 1.4 - 4.4 mM。可别小瞧了这个小小的分子，它与众多疾病的发生发展有着千丝万缕的联系。当 UA 水平异常升高时，可能引发高尿酸血症、痛风、关节炎、尿路结石以及莱施 - 尼汉综合征等；而血清 UA 水平过低，又可能使人患上低尿酸血症或引发遗传疾病。因此，在疾病的诊断和治疗过程中，持续且精准地监测 UA 水平，尤其是对低浓度 UA 进行准确量化，就显得至关重要。
然而，在过往的研究中，准确检测低浓度 UA 样本一直是个棘手的难题。虽然目前已经开发出多种 UA 检测方法，像磷钨酸法、比色法、荧光光谱法、高效液相色谱法、电化学法等，但这些方法都存在各自的局限性。例如，基于比色法和荧光法构建的双模式传感检测，虽能提高检测准确性，却受限于线性范围，无法精确测量低于最低线性范围（LRmin）的 UA 浓度。这就好比用一把刻度不够精细的尺子去测量微小的长度，误差总是难以避免。在这样的背景下，开发一种能够突破 LRmin 限制、准确测量低浓度 UA 的方法迫在眉睫。
为了解决这一难题，西安交通大学的研究人员开展了一项极具创新性的研究。他们制备了一种集成过氧化物酶（Peroxidase，POD）纳米酶的亲水形状记忆海绵，并将其应用于 UA 的检测。最终，研究人员成功构建了一个基于智能手机的双模式视觉传感平台，实现了对痕量 UA 的检测。这一成果为现场 UA 检测提供了可靠且高效的途径，也为痕量分析物的检测开拓了新的思路，相关研究成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》上。
研究人员在开展此项研究时，用到了几个关键的技术方法。首先是材料合成技术，通过优化合成条件，制备出具有高 POD - 样活性的壳聚糖保护的 Pt - Pd 双金属纳米颗粒（PtPd@CS NPs），并将其与壳聚糖 / 聚丙烯酸（CS/PAA）结合，成功制备了 PtPd@CS/PAA 海绵。其次是利用智能手机辅助系统收集和分析比色及荧光图像，实现对 UA 的双模式检测。
制备及表征 PtPd@CS NPs
PtPd@CS NPs 是整个 PtPd@CS/PAA 海绵的核心组件，其主要功能是发挥 POD 催化活性。研究人员以 POD - 样活性为导向，对 PtPd@CS NPs 的合成进行了优化。制备过程是在水中用硼氢化钠一步还原 PtCl62 - 和 PdCl42 - 。
双模式传感检测 UA
在 UA 的检测过程中，首先尿酸酶催化 UA 转化为过氧化氢（H2O2），接着 PtPd@CS/PAA 海绵凭借其 POD - 样活性，继续催化 H2O2，将无色的 o - 苯二胺（OPD）氧化为黄色的 2,3 - 二氨基吩嗪（DAP）。这一过程使得整个海绵变成黄色，并发出荧光信号。研究人员通过智能手机辅助系统收集和分析比色及荧光图像，实现了对血清样本中 UA 的检测。而且，得益于 PtPd@CS/PAA 海绵的形状记忆效应和对 DAP 的吸附能力，通过反复添加样本，海绵的比色和荧光信号能够进一步放大，从而实现对低于 LRmin 的 UA 浓度的检测。
海绵的性能测试
研究人员对 PtPd@CS/PAA 海绵进行了多项性能测试。在机械性能方面，该海绵展现出良好的性能；在吸水性能上，也表现出色。这些特性为其作为检测平台提供了有力支持。
实际样本检测
研究人员还对实际样本进行了检测，验证了该双模式传感平台在实际应用中的可行性，为其进一步推广奠定了基础。
在这项研究中，研究人员成功制备了具有 POD - 样活性的 PtPd@CS/PAA 海绵，并利用 DAP 氧化 OPD 产生的比色和荧光信号，构建了 UA 双模式检测平台。该海绵具备出色的形状记忆效应、良好的吸水能力，还能通过静电相互作用吸附 DAP。借助这些特性，研究人员开发了一种新颖的信号放大策略，使检测平台的最低线性范围降低了 10 倍，大大提高了双模式传感平台的灵敏度，为临床低 UA 含量样本的灵敏检测提供了新的理念，也为现场 UA 检测带来了极大的便利。这一研究成果不仅在生物传感领域取得了重要突破，更为未来疾病诊断和健康监测的发展指明了新的方向，有望推动相关技术在临床实践和现场检测中的广泛应用。
