科研动态 | 生物医学工程专业本科生在国际权威期刊 ACS Sensors 发表研究论文

近日，香港中文大学（深圳）医学院刘国珍教授带领的集成器件和智能诊断（ID2）课题组在国际SCI核心期刊《ACS Sensors》上发表了通过唾液精准检测尿酸的研究成果，取得业界广泛关注。发表的研究论文题目为“Digital quantification method for sensitive point-of-care detection of salivary uric acid using Smartphone assisted µPADs”。《ACS Sensors》是美国化学会ACS旗下极具影响力的国际期刊，也是生物技术与生物传感器领域的知名期刊。论文第一作者是香港中文大学（深圳）生物医学工程专业2019级本科生范可馨，其他作者包括2019级本科生曾家旸、杨晨禹，研究助理王功磊和硕士生连凯，以及龙岗中心医院的邓丽萍和周秀红。刘国珍教授是论文的唯一通讯作者。

研究背景

尿酸(UA)是人体嘌呤核苷酸分解代谢过程中的最终产物。人体内尿酸含量与高尿酸血症、心脑血管疾病、Lesch-Nyhan综合症等疾病的发生发展密切相关。高尿酸是糖尿病、高血压发病的高危因素,是心血管疾病发生的危险因素。除此之外高尿酸是痛风发生的最重要的生化基础和最直接病因。寻找快捷、方便、廉价、准确的尿酸检测方法，对上述疾病的预防和临床诊断具有重要的临床意义。常见的尿酸检测方法费用高，检测过程复杂，不适合床旁快速诊断。为此，刘国珍教授带领ID2团队设计、测试和验证了一个普适性强的便携式尿酸光学检测平台。

研究方法

此研究整合纸基微流控芯片技术和手机智能光学检测技术，开发一种简单，便携，快速的尿酸定量测定装置。利用尿酸的还原性，以铁氰化钾为氧化剂组成氧化还原体系，通过Fe3+与反应产物亚铁氰化钾进行显色，颜色的深浅和尿酸的浓度呈良好的对应关系。此外，此研究通过纸基微流控芯片的结构设计解决了以前研究中背景信号的干扰问题，并通过以比色卡为基准的图像处理消除了不同手机间的色差，确保了检测方法的准确性和普遍适用性，同时也增加了检测的灵敏度。

结论

此方法对尿酸的定量检测有很好的选择性和稳定性，唾液其他组分对检测无干扰，和标准方法对比，检测结果准确可靠，能检测到0.1 ppm的尿酸（该检测灵敏度较之前的方法提高了近百倍），且在0.1-100 ppm 范围内具有良好线性关系。同时此方法被成功应用于临床唾液样本测试，验证了它在实际临床即时检测应用中的可行性及可靠性。该研究开发的基于手机的纸基芯片技术在7分钟之内就能快速完成唾液中尿酸的检测，大大减小了尿酸检测的成本 （< 1 元），使人们的日常尿酸检测更加灵敏，便宜和便捷，适合于床旁无损体外诊断。该研究开发的尿酸检测方法对与尿酸浓度息息相关的众多疾病（尤其是慢性病，如痛风，糖尿病，高血压等）的早期预警，早期干预和预防有很大的临床价值。

作者简介

刘国珍教授博士毕业于澳大利亚新南威尔士大学，师从澳大利亚两院院士Justin Gooding教授。现任香港中文大学（深圳）医学院副教授、校长学者、生物医学工程学科主任、新南威尔士大学兼任副教授。2016年获澳大利亚ARC Future Fellow荣誉称号，2020年获澳大利亚乔治娜斯威特定量生物医学女科学家奖，2021年入选深圳市海外高层次人才，2022年入选广东省珠江创新领军人才。刘教授主要从事生物医学工程交叉学科和可转化生物技术的研究。围绕着炎症因子检测，致力于开发和研究前沿的生物传感器技术，微流控生物芯片及可穿戴医疗器械来精准诊疗，管理及预防和我们免疫系统相关的一些慢性疾病如糖尿病，帕金森症，抑郁症等。近年来她在国际学术期刊发表SCI论文140余篇，撰写专著3章，申请并授权世界发明专利13项。作为项目负责人先后获得获得了500多万澳元的来自澳大利亚政府和工业界（包括世界制药巨头阿斯利康AstraZeneca）的研究基金，获得了中国国家自然基金委青年基金和多个面上项目的资助。目前，刘教授被邀担任Frontiers in Bioengineering and Biotechnology杂志部总编辑，Biosensors & Bioelectronics杂志特刊编辑， IEEE Sensor Council NSW 分会副主席。刘教授在工业界也累积了丰富的生物医疗器械研发和管理经验。她曾担任美国医疗器械公司AgaMatrix Inc. 研发部经理(中国)，主要负责血糖试纸条的配方和生产。她还是澳大利亚悉尼初创公司Bio-Sens Tech Pty Ltd的联合创始人。

范可馨、杨晨禹与曾家旸为香港中文大学（深圳）生物医学工程专业三年级本科生。据悉，三名本科生于大二下学期就加入刘国珍教授的ID2 课题组开始参与课题研究。在大学生活中，三位同学也积极参与课外活动。范可馨同学为本科生学生教学助理（USTF），杨晨禹同学在学校舞蹈社团精舞团locking部担任部长，并多次参与学校晚会节目演出。三位同学为本科生如何平衡大学期间的学业、课外活动和科学研究做出了很优秀的表率。

文章链接：

https://doi.org/10.1021/acssensors.2c00854

文字&图片：刘国珍教授课题组

编辑出品：医学院传讯公关办公室