组成图示
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传感器类型
化学发光生物传感器
检测对象
尿酸（uric acid, UA）；样品基质：人工尿液（artificial urine，含乳酸、柠檬酸、氯化钠等）
检测原理
20 μL 含尿酸样品滴入进样区后，在纸纤维毛细作用下沿微通道迁移。生物活性通道中物理吸附的尿酸氧化酶（UOx）催化尿酸氧化为尿囊素并生成 H2O2。H2O2 随液流进入 CL 检测区，与预载的罗丹宁衍生物 M4NRASP 在 pH 6.8 的 Tris-HCl 缓冲液中发生氧化还原化学发光反应，产生瞬时光子。尿酸浓度越高，酶催化生成的 H2O2 越多，CL 峰高越大。RFL-200 分析仪通过光电倍增管记录峰高，实现定量。酶区与发光试剂区分离固定，纸纤维还可过滤共存物，提高稳定性。
检测灵敏度
LOD: 1.9 mmol L−1；线性范围: 2.6–49.0 mmol L−1；斜率: 383.61；r = 0.9962；LOQ: 2.6 mmol L−1
效应效果
该传感器在人工尿液中加标回收率为 97–104%；乳酸和柠檬酸在正常水平下对尿酸响应的影响为 4–7%，其他人工尿液成分无明显干扰。对 15.0 mmol L−1 尿酸连续 11 次测量 RSD 为 0.29%，方法重复性 RSD 低于 2.8%。4 °C 密封干燥保存 10 周后，响应保持初始值的 97.8%。该装置无需外部泵，仅需 20 μL 样品，成本低、便携、快速，可实现尿酸的定量检测，作者认为其适用于疾病诊断和家庭监测等场景。
传感器的构成
- 基底/微流控载体：Whatman 色谱滤纸 #1（Whatman chromatography paper #1），切割形成样品进样区、生物活性微通道和 CL 检测区，依靠毛细作用驱动液体迁移。
- 封装层：两层防水单面胶带（water-impermeable single-sided adhesive tapes），上下夹持纸层，上层开 3 mm 方形孔用于进样，防止蒸发和外界干扰。
- 识别/催化元件：尿酸氧化酶（UOx, urate oxidase），物理吸附固定于生物活性微通道纸纤维中，催化尿酸氧化生成 H2O2 和尿囊素。
- 信号标记/发光试剂：罗丹宁衍生物 3-p-硝基苯基-5-(4'-甲基-2'-磺酸苯基偶氮)罗丹宁（M4NRASP），预载于 CL 检测区，与 H2O2 在酸性 Tris-HCl 缓冲液中发生化学发光反应。
- 反应介质：含氧饱和 Tris-HCl 缓冲液（TBS, pH 6.8），作为酶反应和 CL 反应介质，随样品迁移。
- 读出装置：计算机化超微弱发光分析仪（RFL-200）配光电倍增管，记录 CL 峰高用于定量。
中文摘要
本研究首次将化学发光（CL）方法与纸基微流控分析装置（μPAD）相结合，建立了一种新型 CL μPAD 生物传感器，用于尿酸的定量检测。该传感器基于酶促反应：尿酸氧化酶在分解尿酸底物时产生过氧化氢（H2O2），随后 H2O2 在酸性介质中与罗丹宁衍生物发生化学发光反应。μPAD 中的微通道采用切割法制备，并阐明了该 CL μPAD 生物传感器可能的发光检测原理。罗丹宁衍生物体系用于实现高灵敏度和清晰明确的信号，同时考察了最佳反应条件。该传感器可实现尿酸的准确、满意定量检测，并在 4 °C 保存至少 10 周后仍能提供良好重现性结果。μPAD 与 CL 反应的成功集成使最终传感器成本低、易使用、样品量小且便携，显著降低分析成本并提高效率。作者认为这种简单实用的 CL μPAD 生物传感器在疾病诊断等领域具有应用价值。
英文摘要
In this work, chemiluminescence (CL) method was combined with microfluidic paper-based analytical device (μPAD) to establish a novel CL μPAD biosensor for the first time. This novel CL μPAD biosensor was based on enzyme reaction which produced H(2)O(2) while decomposing the substrate and the CL reaction between rhodanine derivative and generated H(2)O(2) in acid medium. Microchannels in μPAD were fabricated by cutting method. And the possible CL assay principle of this CL μPAD biosensor was explained. Rhodanine derivative system was used to reach the purpose of high sensitivity and well-defined signal for this CL μPAD biosensor. And the optimum reaction conditions were investigated. The quantitative determination of uric acid could be achieved by this CL μPAD biosensor with accurate and satisfactory result. And this biosensor could provide good reproducible results upon storage at 4°C for at least 10 weeks. The successful integration of μPAD and CL reaction made the final biosensor inexpensive, easy-to-use, low-volume, and portable for uric acid determination, which also greatly reduces the cost and increases the efficiency required for an analysis. We believe this simple, practical CL μPAD biosensor will be of interest for use in areas such as disease diagnosis.