基于溴甲酚绿-全氟磺酸复合材料的非接触式比色传感器用于尿路感染的快速预筛查

为解决尿路感染(UTIs)传统检测方法耗时长、资源消耗大的问题，研究人员开发了一种基于溴甲酚绿-全氟磺酸(Nafion)复合材料的非接触式比色传感器。该系统通过检测大肠杆菌(E. coli)污染尿液释放的挥发性有机化合物(VOCs)，利用Nafion的-SO3H基团解离特性增强选择性，实现1.25 wt.% Nafion浓度下的精准区分。该成果为婴幼儿及医疗资源匮乏地区提供了简便、快速的无创筛查方案。

　　

尿路感染(UTIs)作为高发细菌感染，其快速筛查对预防急性肾损伤等并发症至关重要。科研团队创新性地构建了基于溴甲酚绿(BCG)与全氟磺酸(Nafion)复合材料的非接触检测系统。当大肠杆菌(E. coli)污染尿液时，菌体代谢会提升氨浓度，触发BCG的pH依赖性显色反应。Nafion材料通过磺酸基(-SO₃H)解离主动降低环境pH值，既能屏蔽背景氨干扰，又可灵敏捕捉病原体特征性VOCs信号。

研究团队巧妙采用双测试条设计（纯BCG条与BCG-Nafion复合条），将其集成于可适配尿布的检测舱内。实验证实，1.25%重量百分比的Nafion添加量使传感器具备最优选择性——正常尿液呈现稳定的黄绿色，而受污染样本则发生明显的蓝绿色偏移。这种无需直接接触的检测模式，尤其适用于哭闹不配合的婴幼儿群体，10分钟内即可完成预筛查，较传统培养法提速48小时以上。

该技术突破传统微生物检测的时空限制，其核心创新在于：通过Nafion的质子交换特性构建"分子过滤器"，在复杂尿液基质中精准锁定E. coli代谢指纹。未来若结合智能手机比色分析算法，有望实现居家自检，为UTIs的早诊早治提供新范式。