生理条件下基于吖啶橙掺杂尿酸钠晶体的实时荧光-显微双模式尿酸酶活性检测新方法

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 3.1

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  本研究针对痛风治疗中尿酸钠(MSU)晶体清除难题,开发了基于吖啶橙(AO)掺杂MSU晶体的双模式检测系统。通过实时监测晶体溶解过程中的荧光释放与显微尺寸变化,建立了生理条件下尿酸酶活性定量分析方法。该方法仅需2?μL样本即可实现高灵敏度检测,成功应用于大鼠血清和猪滑膜液,为痛风酶替代疗法提供了创新评价平台。

  

痛风作为高尿酸血症的终末阶段,其核心病理特征是尿酸钠(MSU)晶体在关节腔的沉积。当前临床治疗主要依赖别嘌醇等黄嘌呤氧化酶抑制剂缓解症状,却无法根除已形成的晶体沉积。而人类缺乏的尿酸酶(uricase)能将难溶性尿酸转化为可溶性尿囊素(allantoin),成为溶解晶体的潜在治疗靶点。然而传统尿酸酶检测需在非生理性pH条件下进行,无法反映真实生物环境中的酶活性,这严重制约了治疗性尿酸酶的研发进程。

来自Mahidol大学的研究团队在《Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis》发表创新成果,开发了基于吖啶橙(AO)掺杂MSU晶体的双模式检测系统。研究通过将荧光染料AO嵌入MSU晶体基质,首次实现了生理条件下尿酸酶活性的实时监测。该系统采用荧光微孔板读数和显微成像双通道检测,证实酶活性与晶体溶解速率呈线性相关,并成功验证了其在复杂生物样本中的应用价值,为痛风精准治疗提供了新型评价工具。

关键技术包括:1) 通过共结晶法制备AO掺杂MSU晶体;2) 差分干涉差(DIC)显微镜结合偏振光技术表征晶体特性;3) 建立96孔板荧光检测与显微动态成像双模式分析系统;4) 使用屠宰场获取的猪滑膜液和大鼠血清进行生物样本验证。

【Crystal morphology, structure and thermal property】
研究团队优化了MSU-AO晶体制备条件,确定0.24?mM AO浓度可获得最佳荧光强度。X射线衍射证实晶体保持MSU特征结构,差示扫描量热法显示其热稳定性与天然MSU一致。偏振光显微镜观察到晶体双折射现象,证实其保留了MSU的典型光学特性。

【Conclusions】
该研究突破性地解决了生理条件下尿酸酶活性检测的技术瓶颈。MSU-AO晶体作为固相底物,其溶解过程与酶活性直接相关,荧光信号释放与晶体尺寸变化双指标相互验证。2?μL微量检测的特性使其特别适合珍贵生物样本分析,在猪滑膜液中的成功应用更凸显其临床转化潜力。

这项由Jirarut Wongkongkatep领衔的研究,通过跨学科技术整合,不仅为痛风治疗提供了新型药物评价平台,更开创了晶体溶解动力学研究的新范式。其建立的检测标准有望推动治疗性尿酸酶的临床开发,并为其他结晶性疾病的研究提供方法论参考。研究获得Mahidol大学资助,所有作者声明无利益冲突。

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