高尿酸血症是一种常见的嘌呤代谢异常引起的疾病，可进一步引起慢性肾脏疾病、心血管疾病和痛风。其主要病理特征是血中尿酸（UA）水平高，因此UA的检测对高尿酸血症的诊断和治疗具有重要意义。在此，报道了一种生物相容性和微创微针电极贴片（MEP）用于持续UA监测和高尿酸血症患者的饮食管理。将氧化石墨烯与羧化多壁碳纳米管复合材料修饰在微针电极表面，增强其灵敏度、选择性和稳定性，从而实现对间质液中UA的连续检测，准确预测血液中UA水平。这使进一步研究花青素对高尿酸血症模型小鼠的降尿酸作用。研究发现，从蓝莓中提取花青素可以有效抑制黄嘌呤氧化酶的活性，从而降低UA的产生。饲喂花青素的高尿酸血症模型小鼠的UA水平比对照组低约1.7倍。本研究相信这种MEP为高尿酸血症患者的持续UA监测和饮食管理提供了巨大的希望。
 
 
图1所示. 高尿酸血症模型小鼠ISF持续UA监测（简称uMEP）和饮食管理的MEP示意图。
 
 
图2(a) uMEP结构示意图。(b)单个微针在CE、WE和RE中的侧视扫描电镜（SEM）图像（左）。对应的SEM俯视图（中）和单个微针尖端的放大图像（右）。(c)氧化石墨烯/MWCNTs的透射电镜（TEM）图像。（d - f） GO/MWCNTs的c1s (e)和o1s (f)的全x射线光电子能谱(d)和XPS能谱。
 
 
图3. (a) uMEP在含有不同浓度UA的模拟皮肤琼脂糖凝胶（自下而上为0 ~ 500 μM）中获得的差分脉冲伏安图（DPVs）。(b) DPV峰值电流随UA浓度的线性范围。(c) uMEP检测400 μM UA、400 μM抗坏血酸（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尿素的选择性。Current_UA和current是指uMEP在含有400 μM UA和其他物质的模拟皮肤琼脂糖凝胶中得到的氧化电位电流。(d)在室温下保存1-6周的uMEP测量的UA氧化峰值电流的相对变化。Current_w1和current是指在第一周和之后几周测量的电流值。(e)弯曲试验示意图及弯曲角度。(f)不同角度物理弯曲后uMEP得到的UA氧化峰电流的相对变化。Current₀和current是指弯曲前后的电流值。数据以均数±标准差（SD）表示。
  
图4. (a) uMEP在0.1 M PBS中浸泡1-4小时后的重量。(b)用WE（黑色）、CE（灰色）和RE（红色）得到的力-位移曲线。(c) uMEP植入前后1 h和去除uMEP后15 min小鼠皮肤切片的H&E染色。(d)正常小鼠[对照组（CG）]和uMEP注入小鼠[实验组（EG）]肾、肝、心、脾、肺切片1 h的H&E染色照片。数据以mean±SD表示。
 
 
图5. (a)同时检测高尿酸血症模型小鼠尾静脉血UA浓度和ISF中UA氧化峰电流的示意图。
(b)向高尿酸血症模型小鼠腹腔注射UA溶液（0.5 mg g^-1）后，uMEP记录的ISF中UA电流反应变化（黑色）和商用UA仪测量的血液中UA浓度（红色）。(c)血流值与血UA浓度的相关性。(d)实测血UA浓度与预测血UA浓度（CUA）的误差值。
 
 
图6. (a)调查花青素降尿酸作用的程序。（b,c）注射UA溶液、氧酸钾溶液和生理盐水的CG (b)和注射UA溶液、氧酸钾溶液和花青素溶液的EG (c)的CUA随时间的变化。（d-f）对照组和实验组（n = 6只小鼠）初始CUA、最大CUA和最大CUA变化的统计分析（ΔCUA）。(g)高尿酸血症模型小鼠注射花青素溶液30 min前后XO活性的统计分析（n = 6只小鼠）。数据以均数±标准差表示。采用双尾非配对Student’s t检验（*p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001, n.s，无统计学意义）。
 
       相关研究成果由浙江大学Lin Zhou和Bin Su课题组2024年发表在ACS Applied Bio Materials (链接：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

转自《石墨烯研究》公众号