高尿酸血癥是一種常見的嘌呤代謝異常引起的疾病，可進一步引起慢性腎臟疾病、心血管疾病和痛風。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，報道了一種生物相容性和微創微針電極貼片（MEP）用于持續UA監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合材料修飾在微針電極表面，增強其靈敏度、選擇性和穩定性，從而實現對間質液中UA的連續檢測，準確預測血液中UA水平。這使進一步研究花青素對高尿酸血癥模型小鼠的降尿酸作用。研究發現，從藍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UA監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UA監測（簡稱uMEP）和飲食管理的MEP示意圖。
圖2(a) uMEP結構示意圖。(b)單個微針在CE、WE和RE中的側視掃描電鏡（SEM）圖像（左）。對應的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。數據以均數±標準差（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[實驗組（EG）]腎、肝、心、脾、肺切片1 h的H&E染色照片。數據以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濃度的相關性。(d)實測血UA濃度與預測血UA濃度（CUA）的誤差值。
圖6. (a)調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）對照組和實驗組（n = 6只小鼠）初始CUA、最大CUA和最大CUA變化的統計分析（ΔCUA）。(g)高尿酸血癥模型小鼠注射花青素溶液30 min前后XO活性的統計分析（n = 6只小鼠）。數據以均數±標準差表示。采用雙尾非配對Student’s t檢驗（*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001, n.s，無統計學意義）。
相關研究成果由浙江大學
Lin Zhou和
Bin Su課題組2024年發表在
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
轉自《石墨烯研究》公眾號
