尿液中生物硫醇的智能比色检测

作者：张子缓; 刘凤娇; 郑凤英; 骆嘉燚; 黄昭景; 梁洁玲; 郑静茵; 黄倩燕; 李顺兴^*

来源：Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2023, 51(11): 1765-1776.

DOI：10.19756/j.issn.0253-3820.231093

• 尿液
• 生物硫醇
• 比色检测
• 机器学习
• 疾病预检

硫醇参与人体许多生理和病理过程，反映内循环稳态，尿液中的生物硫醇(谷胱甘肽、半胱氨酸和同型半胱氨酸)含量超过1.0 mmol/L即提示身体异常，因此对其定量测定有助于日常健康评估和疾病诊断。生物硫醇的测定目前多采用仪器分析法，而开发适用于居家环境、便捷式、可视化和智能化的检测方式，对于疾病快速诊断和自我健康监测具有重要的实际意义。本研究设计并制备了新型生物硫醇显色剂即蓝色Zincon-Zn2+络合物，并基于此构建了生物硫醇检测试纸，当试样中存在生物硫醇时，Zn2+与Zincon解离，再与配位能力更强的生物硫醇中的巯基结合，试纸呈Zincon特征性的紫红色，基于此实现了生物硫醇的检测。建立了以聚丙烯腈、薄层析硅胶和聚乙烯吡咯烷酮为载体的显色剂保护机制，采用静电纺丝法保证比色传感器的制备重现性，并通过常见19种氨基酸的抗干扰实验验证了传感器的选择性。本研究将试纸显色与人工智能模型相结合解决光谱干扰问题，结果表明，卷积神经网络具有较好的预测精准度，可搭载到手机APP上，构成集快速采样、数据处理和传输、实时和可视化检测于一体的尿液中生物硫醇全分析系统，可用于癌症和肾脏疾病的无创预诊。本方法具有快速、成本低、易操作、精密度好、准确率高(98%)和检出限低(0.1 mmol/L)等优点。

• 单位
  闽南师范大学