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【分析】阵列式尿液多指标同步智能精准定量及个性化健康监测

X-MOL资讯 · 公众号 · · 2025-01-16 08:09

正文

尿液作为临床检验最常用的检材可以表征多种人体生理信息，尿液标志物的检测对泌尿生殖系统疾病、肾脏疾病、尿路感染和代谢紊乱的临床诊断、疗效判断及预后管理具有重要作用。尿液试纸广泛应用于尿常规指标的视觉比色筛查，是较便携的方法，但仅限于定性和半定量检测。尿干化学分析仪、尿沉渣分析仪、全自动生化分析仪等是临床尿液分析的常用手段，但需要专业的设备和人员，不适用于现场快速监测。因此，将尿液试纸与智能检测相结合，为尿液生物标志物的分析提供了一种简单便携、准确性高、长期监测的新策略。

近日， 太原理工大学 人工智能学院生物医学精准检测与仪器研究所 李晓春 教授团队与 山西白求恩医院任小军 主任合作在 Microchemical Journal 期刊上发表论文，提出了一种 结合商业尿液试纸与智能检测的尿液多指标精准定量系统。 如图1所示，该系统从阵列式试纸制备、尿液分析仪装置研发、应用程序开发和临床验证四方面展开研究，为尿常规指标的居家检测及长期监测提供了一种新的技术方案。太原理工大学为第一署名单位，第一作者为太原理工大学 李海琴 博士，第二作者为山西白求恩医院硕士研究生 李悦悦 ，第三作者为太原理工大学 张校亮 副教授，共同通讯作者为李海琴博士、 李晓春 教授和 任小军 主任。

图1. 基于商业尿液试纸与比色法的尿常规指标智能检测与监测

为了实现九项尿液指标同时联合定量检测，如图2所示，将商业长条试纸进行阵列化设计，研发了便携式尿常规指标智能分析仪，为高灵敏、精准定量提供了稳定且均匀的光照环境，大小尺寸仅为60 mm × 50 mm × 50 mm，满足了现场快速便携检测的需求，开发了“Smart Urine Analyser”App，通过对反应条件、色度值选取等多方面优化，实现了每个指标的精确量化，满足临床检测的需求。

图2.（a）阵列式尿液试纸检测指标分布示意图；（b）阵列式试纸实物图；（c）便携式尿常规指标智能分析仪设计图

为了验证该系统的临床可行性，对加标样本进行检测并将检测结果与分光光度法所得结果对比，两种方法检测结果一致性均达到99%以上。此外，该系统与医院的迪瑞H-800尿干化学分析仪对100例真实尿液样本的检测结果采用ROC曲线进行分析，ROC曲线下面积AUC分布在0.88~0.99，表明二者检测结果具有很高的一致性（图3）。

图3. 100例实际尿样6项尿常规指标（蛋白质、微量白蛋白、pH值、血红蛋白、葡萄糖、亚硝酸盐）与医院用尿干化学分析仪检测结果的一致性对比。

在这项工作中，提出了一种基于智能手机集成商用试纸的尿液指标智能检测平台，用于现场尿常规检测、疾病快速筛查，具有成本效益、便携易操作和高通量准确定量的优势。该工作创新性的提出了最优色度值比色分析方法，实现色度值的自动优化匹配，实现尿液生物标志物从试纸定性分析到精确定量分析的重大突破。更重要的是，本研究通过100例临床样本验证了检测系统的可靠性和实用性。该工作为尿液标志物的日常检测与监测提供了一种准确度高、可靠性高、重复性好的有力工具，为居家医疗检测提供了新的可能，具有很大的应用前景。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

Smartphone-assisted colorimetry and array test strip integrated platform for urine multi-index simultaneous precise quantification and personalized healthcare monitoring

Haiqin Li*, Yueyue Li, Xiaoliang Zhang, Xiaojun Ren*, Xiaochun Li *

Microchem. J ., 2025 , 208 , 112329. DOI: 10.1016/j.microc.2024.112329

导师介绍

李晓春

https://www.x-mol.com/university/faculty/298957

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