近日，东南大学物理学院邱腾教授与郝祺副教授团队在国际知名期刊《Nano Letters》上发表了题为Wearable Hydrogel SERS Chip Utilizing Plasmonic Trimers for Uric Acid Analysis in Sweat的研究论文。该研究基于表面增强拉曼光谱（SERS）技术，成功实现了人体汗液中尿酸的无创检测，并深入探讨了运动对尿酸水平的调控机制。
尿酸是嘌呤代谢的关键产物，其水平与多种疾病密切相关，如痛风和代谢综合征。调控尿酸水平的方式主要包括饮食控制和运动。然而，运动对尿酸水平的影响一直存在争议：一方面认为运动可能导致血尿酸水平升高，另一方面也有研究表明运动能促进尿酸排泄。目前，尿酸的检测主要依赖于有创的血液检测，难以实现对尿酸水平的连续、动态监测。
为应对这些挑战，研究团队设计并开发了一款可穿戴SERS芯片。该芯片由亲水性水凝胶薄膜包含三聚体等离激元纳米阵列制成，三聚体结构具有小于5纳米的间隙产生致密的“热点”，在这些“热点”区域能够实现分子信号的高灵敏增强，水凝胶的特性可以调控汗液顺利进入这些间隙，显著提高了对汗液中分子的捕获效率，实现了对尿酸等代谢物的无标记检测。通过这项创新技术，研究团队成功揭示了血尿酸和汗液尿酸水平的密切关联。
更为重要的是，研究还发现了无氧运动过程中会导致尿酸排泄的降低，并来源于乳酸的抑制作用，而长期规律的有氧运动能够有效降低高尿酸血症患者的血尿酸水平。这些成果不仅深化了人们对运动与尿酸代谢关系的认识，还证明了可穿戴SERS芯片作为无创、实时监测代谢变化工具的巨大潜力。
本研究由东南大学物理学院量子材料与信息器件教育部重点实验室为第一单位，东南大学医学院、青岛大学附属医院为合作单位共同完成，邱腾教授和郝祺副教授为论文通讯作者，博士研究生李国群为论文第一作者，博士研究生赵星为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的资助以及大学研究基金中央基础基金的支持。
论文连接：https://pubs.acs.org/10.1021/acs.nanolett.4c04267