综述：基于黄嘌呤氧化酶（XO）和CS@GO的自组装酶生物传感器用于筛选天然产物中抗痛风活性成分

（编辑推荐）本研究创新性地构建了基于黄嘌呤氧化酶（XO）的复合纳米电化学生物传感器，通过壳聚糖功能化氧化石墨烯（CS@GO）修饰电极耦合电沉积金纳米颗粒（AuNPs），实现天然产物中高效抗痛风成分的快速筛选。该传感器灵敏度达13×10?10 ?M，成功鉴定出5种抑制率超83%的植物提取物，为开发低毒高效XO抑制剂（XOIs）提供新技术范式。

　　

Abstract
痛风作为由单尿酸钠结晶沉积引发的关节疾病，其发病率逐年攀升且呈现年轻化趋势。当前临床药物普遍存在严重副作用，而天然产物因其低毒性成为新型XO抑制剂（XOIs）开发的重要来源。这项研究通过整合黄嘌呤氧化酶（XO）的生物学功能与纳米材料优势，构建了基于CS@GO/AuNPs修饰电极的高灵敏度生物传感器，为抗痛风活性成分筛选提供创新解决方案。

Introduction
痛风的病理核心在于嘌呤代谢紊乱导致的尿酸过量生成，其中黄嘌呤氧化酶（XO）作为催化黄嘌呤转化为尿酸的关键酶，成为治疗干预的重要靶点。现有药物如别嘌呤醇虽能抑制XO活性，但存在生物利用度低和肝肾毒性等问题。天然产物中发现的吡啶类、三唑类化合物虽展现抑制潜力，传统筛选方法却受限于灵敏度与通量。

电化学生物传感器凭借其高灵敏度、低成本等优势脱颖而出。研究团队创新性地采用三维复合材料体系：壳聚糖（CS）提供生物相容性基质，氧化石墨烯（GO）赋予高比表面积（达2630?m²
/g）和优异导电性，而电沉积金纳米颗粒（AuNPs）通过表面等离子共振效应将信号放大10³
倍。这种"三明治"结构使酶固定化效率提升至92%，远超传统普鲁士蓝修饰电极。

Materials and reagents
实验采用冷场发射扫描电镜（SEM）对材料进行形貌表征。GO呈现典型褶皱层状结构（图1A），经CS功能化后分散度显著改善（图1B），AuNPs则以20-50?nm粒径均匀锚定在CS@GO表面（图1C）。电化学测试显示，该修饰电极对尿酸的检测限低至皮摩尔级，较裸电极灵敏度提升6个数量级。

Conclusion
通过优化14种植物提取物的筛选条件，研究发现5种天然成分的XO抑制率超越临床一线药物别嘌呤醇（83.32%），其中活性最高者达94.7%。该传感器成功实现"高酶负载-快速电子传递-稳定信号输出"的协同效应，为抗痛风药物开发提供全新筛选工具。未来研究将聚焦于材料表面精准功能化及复杂生物基质中的应用验证。

CRediT authorship contribution statement
团队采用多学科交叉研究模式：材料科学家负责CS@GO/AuNPs复合体系的构建，生物工程师优化酶固定化工艺，而药理学专家完成活性验证。这种协作模式确保从材料创新到生物应用的完整闭环。

Declaration of competing interest
作者声明无利益冲突，所有实验数据均可重复验证。值得注意的是，该技术已申请3项国家发明专利，并在甘肃药品监管项目中进入中试阶段。

Acknowledgments
研究获得甘肃省教育厅青年博士项目（2025QB-025）等5项基金支持，凸显其转化医学价值。后续计划将该方法拓展至类风湿关节炎等炎症性疾病的生物标志物检测领域。