日本东北大学于2月16日宣布，成功开发出一种基于铂纳米粒子与酶反应的高精度电阻型生物传感器，实现了家庭环境下对尿肌酐浓度的简易且高准确度检测。该成果由东北大学工学研究科小野崇人教授与医学系研究科阿部高明教授联合研究团队完成，相关论文已发表于国际期刊《Microsystem & Nanoengineering》。
近年来，利用尿液中的生物标志物评估人体健康状态及疾病风险的研究日益深入。尿液作为易于采集的样本，非常适合居家健康管理，但其浓度易受饮水量和个人差异影响而大幅波动。因此，要准确评估生物标志物，必须通过肌酐浓度进行校正，这一过程被称为“肌酐校正”。然而，以往肌酐测定主要依赖医疗机构或实验室的大型分析设备，家庭环境下难以实现简便且高精度的测量。特别是传统电化学传感器需要包含用于稳定电位的“参比电极”，这成为阻碍居家日常尿检普及的一大技术瓶颈。
针对上述难题，研究团队创新性地采用了无需参比电极的二电极结构，开发出新型化学电阻型生物传感器。该传感器在聚合物材料中负载了铂纳米粒子和多种酶，形成具有电阻特性的功能部件。当肌酐在酶反应过程中分解产生过氧化氢时，会在铂纳米粒子界面引发电信号响应，进而导致化学电阻体的电阻值发生变化。通过精准测量这种电阻变化，即可在不使用参比电极的情况下，实现高灵敏度且快速的肌酐浓度检测。
得益于简单的二电极结构，该传感器具备小型化、低成本及适合量产（含一次性使用）的优势，且能在数十秒内完成测量，极大简化了家庭检测流程。此外，该技术不**于肌酐检测，还可扩展至利用各种酶反应的其他传感器，有望成为通用的传感器平台。在日本，随着老龄化加剧及“预防医学”理念的普及，居家健康监测已成为医疗体系的重要补充，此类低成本、高精度的检测技术正是当地市场迫切需要的创新方向。
该技术作为尿生物标志物评估的基石，为居家健康监测和日常健康管理提供了新的可能。研究团队表示，未来将以肌酐校正为基础，拓展至多种尿生物标志物和健康指标的检测，助力疾病早期发现及个性化医疗发展。对于中国行业从业者而言，这一突破预示着家用即时检测（POCT）设备正朝着更微型化、去复杂化方向发展，国内企业可重点关注此类无参比电极的传感器架构，以抢占居家健康管理的下一代技术高地。