高尿酸血癥是一種常見的嘌呤代謝異常引起的疾病，可進(jìn)一步引起慢性腎臟疾病、心血管疾病和痛風(fēng)。其主要病理特征是血中尿酸（UA）水平高，因此UA的檢測對高尿酸血癥的診斷和治療具有重要意義。在此，報(bào)道了一種生物相容性和微創(chuàng)微針電極貼片（MEP）用于持續(xù)UA監(jiān)測和高尿酸血癥患者的飲食管理。將氧化石墨烯與羧化多壁碳納米管復(fù)合材料修飾在微針電極表面，增強(qiáng)其靈敏度、選擇性和穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)對間質(zhì)液中UA的連續(xù)檢測，準(zhǔn)確預(yù)測血液中UA水平。這使進(jìn)一步研究花青素對高尿酸血癥模型小鼠的降尿酸作用。研究發(fā)現(xiàn)，從藍(lán)莓中提取花青素可以有效抑制黃嘌呤氧化酶的活性，從而降低UA的產(chǎn)生。飼喂花青素的高尿酸血癥模型小鼠的UA水平比對照組低約1.7倍。本研究相信這種MEP為高尿酸血癥患者的持續(xù)UA監(jiān)測和飲食管理提供了巨大的希望。
圖1所示. 高尿酸血癥模型小鼠ISF持續(xù)UA監(jiān)測（簡稱uMEP）和飲食管理的MEP示意圖。
圖2(a) uMEP結(jié)構(gòu)示意圖。(b)單個微針在CE、WE和RE中的側(cè)視掃描電鏡（SEM）圖像（左）。對應(yīng)的SEM俯視圖（中）和單個微針尖端的放大圖像（右）。(c)氧化石墨烯/MWCNTs的透射電鏡（TEM）圖像。（d - f） GO/MWCNTs的c1s (e)和o1s (f)的全x射線光電子能譜(d)和XPS能譜。
圖3. (a) uMEP在含有不同濃度UA的模擬皮膚瓊脂糖凝膠（自下而上為0 ~ 500 μM）中獲得的差分脈沖伏安圖（DPVs）。(b) DPV峰值電流隨UA濃度的線性范圍。(c) uMEP檢測400 μM UA、400 μM抗壞血酸（AA）、10 μM多巴胺（DA）、2 μM葡萄糖（Glu）、1 mM乳酸（LA）、10 μM血清素（5-HT）、10 μM尿素的選擇性。Current
UA和current是指uMEP在含有400 μM UA和其他物質(zhì)的模擬皮膚瓊脂糖凝膠中得到的氧化電位電流。(d)在室溫下保存1-6周的uMEP測量的UA氧化峰值電流的相對變化。Current
w1和current是指在第一周和之后幾周測量的電流值。(e)彎曲試驗(yàn)示意圖及彎曲角度。(f)不同角度物理彎曲后uMEP得到的UA氧化峰電流的相對變化。Current
0和current是指彎曲前后的電流值。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）表示。
圖4. (a) uMEP在0.1 M PBS中浸泡1-4小時后的重量。(b)用WE（黑色）、CE（灰色）和RE（紅色）得到的力-位移曲線。(c) uMEP植入前后1 h和去除uMEP后15 min小鼠皮膚切片的H&E染色。(d)正常小鼠[對照組（CG）]和uMEP注入小鼠[實(shí)驗(yàn)組（EG）]腎、肝、心、脾、肺切片1 h的H&E染色照片。數(shù)據(jù)以mean±SD表示。
圖5. (a)同時檢測高尿酸血癥模型小鼠尾靜脈血UA濃度和ISF中UA氧化峰電流的示意圖。
(b)向高尿酸血癥模型小鼠腹腔注射UA溶液（0.5 mg g
-1）后，uMEP記錄的ISF中UA電流反應(yīng)變化（黑色）和商用UA儀測量的血液中UA濃度（紅色）。(c)血流值與血UA濃度的相關(guān)性。(d)實(shí)測血UA濃度與預(yù)測血UA濃度（CUA）的誤差值。
圖6. (a)調(diào)查花青素降尿酸作用的程序。（b,c）注射UA溶液、氧酸鉀溶液和生理鹽水的CG (b)和注射UA溶液、氧酸鉀溶液和花青素溶液的EG (c)的CUA隨時間的變化。（d-f）對照組和實(shí)驗(yàn)組（n = 6只小鼠）初始CUA、最大CUA和最大CUA變化的統(tǒng)計(jì)分析（ΔCUA）。(g)高尿酸血癥模型小鼠注射花青素溶液30 min前后XO活性的統(tǒng)計(jì)分析（n = 6只小鼠）。數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用雙尾非配對Student’s t檢驗(yàn)（*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001, n.s，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義）。
相關(guān)研究成果由浙江大學(xué)
Lin Zhou和
Bin Su課題組2024年發(fā)表在
ACS Applied Bio Materials (鏈接：https://doi.org/10.1021/acsabm.4c01286)上。原文：
Microneedle Electrode Patch Modified with Graphene Oxide and Carbon Nanotubes for Continuous Uric Acid Monitoring and Diet Management in Hyperuricemia
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
