级联式纸基酶促化学电阻生物传感器在尿素检测中的创新应用及其临床意义

针对慢性肾病(CKD)监测中侵入性血液检测的局限性，研究人员开发了一种基于级联化学电阻原理的纸基酶促生物传感器，通过整合脲酶(urease)和聚苯乙烯磺酸盐(PSS)，实现了唾液尿素(10–110 mg/dl)的宽范围检测，且抗代谢物、蛋白质等干扰。该传感器具有快速、低成本及稳定性优势，为资源有限地区提供了便捷的CKD筛查方案。

　　

慢性肾病(CKD)是全球公共卫生的重要挑战，其早期诊断依赖血液尿素检测，但传统方法需专业医疗设施，难以在资源匮乏地区普及。唾液尿素水平与血液高度相关，成为非侵入性监测的理想替代样本。然而，唾液成分复杂，现有检测技术易受代谢物、蛋白质等干扰，且设备昂贵、操作繁琐。针对这一难题，某研究团队在《Sensors and Actuators Reports》发表论文，提出了一种基于级联化学电阻效应的纸基酶促生物传感器，为CKD筛查提供了创新解决方案。

研究采用脲酶(urease)催化尿素分解产生NH₄⁺和HCO₃^-，结合聚苯乙烯磺酸盐(PSS)的质子传导特性，通过电阻变化定量尿素浓度。传感器以滤纸为基底，通过喷墨打印技术集成功能层，并优化了温度稳定性(4–40°C)和抗干扰性能。

研究结果

1. 宽动态检测范围：传感器线性响应10–110 mg/dl尿素，覆盖健康人(20±10 mg/dl)与患者(100±10 mg/dl)的唾液尿素水平。
2. 高特异性：在含葡萄糖(50 mg/dl)、尿酸(2 mg/dl)、乳酸(10 mM)等干扰物的模拟唾液中，信号偏差<5%。
3. 稳定性验证：40°C储存7天后灵敏度仅下降12%，优于同类酶电极。

结论与意义
该研究首次将级联化学电阻效应与纸基微流控技术结合，实现了无需外部电源、操作简单的尿素检测。其成本低廉(<0.5美元/片)和室温存储特性，特别适合偏远地区CKD筛查。未来通过集成智能手机读数模块，可进一步推动居家监测的普及，为代谢疾病的早期干预提供新范式。