尿酸检测

11月15日—11月19日，第二十五届高交会在深圳会展中心和深圳国际会展中心两馆同时举行。今年的高交会以“激发创新活力，提升发展质量”为主题，持续打造专业化、国际化、便利化、高水平的科技成果交流交易平台。今年，香港中文大学（深圳）首次设独立展厅，展厅展出了人工智能与智能系统领域、大数据与计算机科学领域、新材料领域、生物医药与健康领域的前沿技术和创新成果。在生物医药与健康领域展示区，香港中文大学（深圳）医学院教授、生物医学工程学科负责人刘国珍，向深圳新闻网记者介绍了自己团队研发的高灵敏唾液尿酸检测试剂盒。她说，这款高灵敏唾液尿酸检测试剂盒是一种环境友好、无创无损、经济快速、精准舒适的POCT（即时检测）医疗器械产品，能有效用于高尿酸血症及痛风等慢性疾病的早筛预警和日常监管，也能用于健康人群的日常尿酸监测。该试剂盒是一款纸基芯片试纸条，通过手机APP读数，实现对唾液样品尿酸的实时定量检测。“目前市场上以指尖采血、静脉抽血尿酸检测为主，这两种方式耗时耗力，又会给患者留下创口，价格也比较昂贵，成为尿酸检测环节的痛点问题。我们这款试剂盒，小巧灵便，检测结果也显示得非常快，最重要的是，检测成本大大降低，检测一次，2到3块钱就可以了。”刘国珍说。在刚刚落幕的2023年第八届“创客中国”深圳市中小企业创新创业大赛暨“专精特新”企业创新创业大赛上，这款高灵敏唾液尿酸检测试剂盒获得了创客组第一名。刘国珍在生物传感器研究领域深耕近二十年，之前是澳大利亚新南威尔士大学教授，现在是香港中文大学（深圳）的教授。凭借对神经炎症精准诊疗的突出贡献, 刘国珍获得2020年度乔治娜斯威特定量生物医学女科学家奖，她是第一个荣获此奖项的华人女科学家。她说，自己非常喜欢深圳自由包容的氛围，这里的创业者们都有一股不屈不挠的精神，所以她选择离开“舒适区”，回国发展。她希望自己做一个“摆渡人”，培养更多生物医学器械方面的科研人才，运用自己多年积累的实验室技术帮助国内生物医疗器械解决“卡脖子”问题。

01研究背景尿酸盐，是尿酸在人体存在的主要形式，也是血清中的强效抗氧化剂，在清除活性氧方面起着关键作用。然而，尿酸盐的过度积累（也称为高尿酸血症）是导致痛风发生的主要风险因素。在肾小管上皮细胞基底膜上，尿酸转运体GLUT9蛋白可以将尿酸从细胞转运至血液，提升血液中的尿酸含量，是一个非常有潜力的药物研发靶点。然而，由于缺乏强选择性且高效力的抑制剂，开发一种针对GLUT9有效且安全的可以用来治疗痛风的药物仍然是一个很大的挑战。这次我们带来的这篇文献，借助NanoTemper公司的专利微量热泳动（MST）技术--无标记检测方式成功揭示了GLUT9蛋白与其底物尿酸 (UA) 和天然小分子抑制剂芹菜素 (API) 结合的分子机制，为后续的相关药物设计和优化奠定了重要基础。https://doi.org/10.1038/s41467-024-49420-9IF: 14.7 Q1 IF: 14.7 Q1 02研究内容深圳转化医学研究院潘孝敬团队联合清华大学和西湖大学等单位在解析了GLUT9-UA复合物的基础上，通过MST技术分别测定GLUT9不同突变体与底物UA的结合亲和力，深入分析和验证了GLUT9与底物UA的相互作用。还通过将只转运葡萄糖的GLUT1替换 GLUT9的对应残基，使用MST测定亲和力，揭示了GLUT9的独特底物偏好性的分子基础。图1：MST实验测定GLUT9突变体与尿酸的结合亲和力。结果表明，N333A、E364A、Y327A和W336A的结合亲和力降低，可验证其为关键结合位点。图2：MST实验测定尿酸与GLUT9替代体（来自GLUT1的对应位点替换）的结合亲和力。结果表明，L332I 对尿酸盐结合的影响很小，而 W336F 和 Y327Q显著降低的结合亲和力表明其在确定底物偏好方面发挥关键作用。此外，由于GLUT9与高尿酸血症、痛风等相关疾病具有高度关联性，GLUT9蛋白的特异性小分子抑制剂也是目前研究的热点。 因此，课题组以具有一定选择性，且结合力相对高的天然小分子API为例（IC50=0.69 ±0.11 μM），使用MST微量热泳动技术验证了GLUT9蛋白与API分子的结合。GLUT9蛋白分子量为60 kDa，而API的分子量仅为270Da，分子量相差200倍，如若课题组使用仅其他基于分子量变化的互作技术进行检测，则可能会因信噪比低的问题而检测不到结合。 得益于MST检测技术不依赖于分子量的改变，并且通过无标记的检测方式就可以在溶液中直接检测蛋白与小分子的相互作用，因此有效避免了固定蛋白干扰其检测活性，成功验证了API分子在GLUT9蛋白中的结合和抑制作用效果（图3），同时也揭示了小分子对GLUT9蛋白抑制作用的分子机制，为后续的相关药物设计和优化奠定了基础。图3：MST实验测定了GLUT9突变体与API的结合亲和力。结果表明，N458A、Y327A、W336A 和 C427A 的结合亲和力显著降低，表明其为影响结合的关键位点，而I209A 和 E364A 对 API 结合无显著影响。03技术优势在这篇研究中，通过MST技术成功揭示了GLUT9蛋白与其底物尿酸 (UA) 和天然小分子抑制剂芹菜素 (API) 结合的分子机制，在检测时无需对GLUT9蛋白进行标记或固定处理，通过检测蛋白内源荧光的变化来进行分子互作亲和力的检测。Monolith系列仪器不依赖于分子量的改变，蛋白用量少，受缓冲液体系限制小，可以在溶液中表征GLUT9蛋白与小分子的亲和力，在小分子结合机制研究中有显著优势。Monolith分子互作检测仪 直接在溶液中检测亲和力，无需固定 无惧分子量的变化，轻松检测各种类型小分子 检测一个Kd仅需10min 无微流控系统，无需清洗维护

在尿液、血液和血清等最常用来监测人体健康状况的待分析体液中，尿液尤为特别，其功能是排出人体代谢物，包含了大量的尿素、尿酸、蛋白质、脂肪、肌酸酐、钠、钾、碳酸盐、碳酸氢盐和氯化物等。不同的尿液样品成分含量会千差万别，并会受到食物、环境和工业接触因素的影响。因此，不同的尿液样品基体和待测元素含量水平相差甚远，给分析造成了较大难度。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）已经成为测定尿液样品中微量元素的最常用工具，但在实际检测中需要攻克两大难关：1. 基体产生的多原子离子干扰2. 用于评估污染物接触的某些元素如砷（As）、镉（Cd）、汞（Hg）等的含量极低而ICP-MS仪器本身在尿液分析过程中也会遭遇最大挑战：基质中的有机物在锥孔和离子透镜系统的沉积导致信号漂移或减弱，通常情况下清洗锥和离子透镜费时费力，严重影响工作效率珀金埃尔默公司NexION® 系列ICP-MS是测定尿液样品中微量元素的理想工具，它所带来的解决方案会帮助您解决所遇到的一切挑战。• 配合独特的四级真空系统、固态射频发生器、三锥接口和四极杆离子偏转器，使得NexION ICP-MS的基体耐受性非常高，且保障仪器开机快速，运行稳定，四极杆离子偏转器免清洗免维护，三锥接口维护方便简单频次低。• NexION ICP-MS通用池系统具有标准 (Standard)、碰撞(KED)和反应(DRC)三种模式，可选择的碰撞/反应气体种类丰富，真正有效消除各种质谱干扰，实现高基体样品中的高灵敏度检测。• 如果将NexION ICP-MS与相关高通量和快速进样设备相搭配，通过Syngistix软件可以实现无缝集成，可以大大提高检测实验室的工作效率扫描下方二维码，即可下载资料《NexION 1000G 电感耦合等离子体质谱仪》