Rilevazione elettrochimica dell'acido urico nella saliva umana non diluita utilizzando elettrodi integrati in carta uricasi

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 12033 (2022) Citare questo articolo

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In questo studio, introduciamo un sensore elettrochimico integrato in carta immobilizzata con uricasi (UOx-carta) per il rilevamento dell'acido urico (UA) nella saliva. L'UOx è stato immobilizzato sulla zona di rilevamento nel substrato di carta con motivo a cera. Questa carta UOx è stata integrata con un elettrodo di carbonio serigrafato modificato in blu di Prussia dopo l'elettropolimerizzazione dell'o-fenilendiammina per costruire una cella elettrochimica per piccoli volumi (20 μL) di campioni. Innanzitutto, abbiamo ottimizzato le condizioni di fabbricazione della carta UOx. Successivamente, la risposta amperometrica del sensore UA elettrochimico basato su carta UOx è stata analizzata utilizzando una concentrazione nota di soluzione standard UA nella saliva artificiale a un potenziale applicato di -0,1 V (rispetto all'elettrodo pseudo-riferimento Ag). Il sensore UA elettrochimico basato su carta UOx ha mostrato una sensibilità di 4,9 μA·mM−1 in un intervallo lineare da 50 a 1000 μM (R2 = 0,998), elevata selettività e buona riproducibilità, nonché un limite di rilevamento di 18,7 μM ( 0,31 mg/dL) UA. Infine, abbiamo quantificato i livelli di UA nei campioni di saliva non diluita di controlli sani (n = 20) e di pazienti affetti da gotta (n = 8). I livelli erano correlati con quelli misurati con test enzimatici convenzionali dell'UA salivare e con i livelli sierici di UA. Il sensore UA elettrochimico basato su carta UOx è uno strumento facile da usare e conveniente per valutare i livelli di UA salivari.

L'acido urico (UA), il prodotto finale del metabolismo delle purine nel corpo umano, svolge un ruolo importante in una varietà di condizioni fisiologiche e patologiche, inclusa la gotta1,2,3. L'UA è un antiossidante ed è stato segnalato che l'ipouricemia è associata a malattie neurologiche immunomediate o degenerative come la sclerosi multipla, il morbo di Parkinson o il morbo di Alzheimer3. Anche la stomatite aftosa ricorrente e il lichen planus orale erano associati a bassi livelli di UA salivare4,5. Tuttavia, l’iperuricemia contribuisce allo sviluppo e alla progressione della gotta, della sindrome metabolica, della malattia renale cronica o delle malattie cardiovascolari3. Sebbene l'iperuricemia non sempre induca la gotta e la diagnosi di gotta non si basi solo sull'iperuricemia, la gotta si sviluppa in soggetti con iperuricemia portando alla deposizione di cristalli di urato monosodico nei tessuti. Recenti linee guida per la gestione della gotta raccomandano che la terapia ipouricemizzante sia ottimizzata per raggiungere e mantenere un livello sierico di UA < 5-6 mg/dL, ma non < 3 mg/dL6,7. Pertanto, il monitoraggio dell’UA sierica è indispensabile per la diagnosi, il trattamento e il follow-up dell’iperuricemia e della gotta. Tuttavia, la venupuntura è invasiva e può causare complicazioni tra cui lesioni e sanguinamento. Inoltre, l'analisi dell'UA sierica richiede un ambiente di laboratorio che utilizzi apparecchiature specializzate.

La diagnostica salivare ha attirato maggiore attenzione nei campi che utilizzano test point-of-care (POCT) e nelle applicazioni cliniche per monitorare le malattie frequentemente e facilmente, oltre a prevedere i risultati post-trattamento perché la saliva riflette lo stato fisiologico e patologico del corpo8 ,9. L'UA viene prodotta principalmente nel fegato e nell'intestino. La maggior parte dell'UA viene eliminata attraverso i reni e l'intestino attraverso i trasportatori dell'urato. Tuttavia, i trasportatori di anioni organici e urati sono espressi anche nelle ghiandole salivari10. Inoltre, diversi studi clinici hanno riportato una relazione lineare tra i livelli sierici e salivari di UA nella maggior parte dei casi, suggerendo il potenziale della determinazione dell'UA salivare come alternativa agli esami del sangue1,2,11,12. Per il rilevamento dell'UA salivare sono stati sviluppati vari metodi analitici tra cui la cromatografia liquida ad alte prestazioni (HPLC)13, l'elettroforesi capillare (CE)14 e kit di test colorimetrici enzimatici15,16,17,18. Tuttavia, non sono adatti per l’uso personale quotidiano perché di solito richiedono molto tempo e strumenti costosi ed esperti. Sebbene alcuni kit di test enzimatici disponibili in commercio possano essere utilizzati per vari tipi di matrici biologiche come saliva, siero e urina2, essi possono essere influenzati da altre interferenze come la vitamina C, i lipidi o la perossidasi endogena presenti nei campioni biologici ed eventualmente causare risultati falsi2,19,20,21,22. Inoltre, hanno una data di scadenza breve perché la perossidasi contenuta nei reagenti è incompatibile con conservanti come la sodio azide23. Di conseguenza, un reagente scaduto può comportare una diminuzione della sensibilità2,24.