基于镍螯合MspA纳米孔的尿液代谢物实时监测技术及其在营养与运动健康管理中的应用

研究人员开发了一种基于镍螯合分枝杆菌孔蛋白A(MspA)的纳米孔技术，结合机器学习算法，实现了未经处理的尿液中肌酐、牛磺酸、组氨酸等6种代谢物的直接检测，准确率达98.5%。该技术突破了传统检测需复杂前处理的局限，为动态监测饮食和运动引起的代谢变化提供了便携式解决方案，在POCT诊断和健康管理领域具有重要应用价值。

　　

尿液作为反映人体生理状态的"液体活检"样本，蕴含着丰富的代谢信息。传统检测方法往往需要繁琐的样本前处理，而这项研究创新性地采用镍离子螯合的异源八聚体分枝杆菌孔蛋白A(MspA nanopore)，成功实现了尿液中肌酐(creatinine)、牛磺酸(taurine)、组氨酸(histidine)等6种关键代谢物的同步识别。

这种纳米孔传感器的精妙之处在于：单个镍离子修饰的MspA孔道能产生特征性电流信号，就像"分子指纹识别器"般区分不同代谢物。结合机器学习算法，系统整体识别准确率高达98.5%，且完全不需要样本纯化步骤——直接将原始尿液注入检测系统即可获得实时数据。

研究团队进一步展示了该技术在动态监测方面的独特优势：通过追踪志愿者饮食干预和运动训练后的尿液代谢谱变化，清晰捕捉到代谢物浓度的时序波动。这种"代谢快照"能力为个性化营养方案制定、运动负荷监控甚至兴奋剂检测开辟了新途径。

特别值得关注的是，该平台兼具操作简便(portable)、成本低廉(cost-effective)等特点，使其在资源有限地区具有显著应用潜力。这项技术突破不仅为代谢组学研究提供了新工具，更预示着纳米孔检测在居家健康管理、远程医疗等场景的广阔前景。