用国产膨润土攻克痛风和肾脏疾病……KIGAM开发下一代生物传感器[读懂科学]

by Kim Jonghwa

Published 16 Jun.2026 09:58(KST)

将天然黏土矿物与碳纳米管结合，实现尿酸高灵敏度检测
性能可维持60天以上……有望推动即时检验医疗器械商业化

韩国研究团队利用天然黏土矿物膨润土，开发出可用于诊断痛风和肾脏疾病的下一代生物传感器。这一成果表明，过去被视为矿物资源的膨润土，也有望被用作尖端医疗器械材料。

韩国地质资源研究院KIGAM于16日表示，浦项地质资源实证研究中心博士Kim Jaehwan研究团队与加拿大卡尔加里大学教授Kim Gigyeong研究团队联合开发出利用韩国产东南地区天然黏土矿物膨润土的电化学生物传感器。

膨润土-多壁碳纳米管生物传感器制作过程示意图。研究团队供图

尿酸是用于诊断痛风和肾脏疾病的代表性生物指标。若血液中的尿酸浓度异常升高，则可怀疑存在痛风或肾功能异常。因此，快速且准确测量尿酸的技术，被视为开发即时检验医疗器械的核心要素。

研究团队将多壁碳纳米管与导电性较低、难以直接用作生物传感器材料的膨润土结合，制备出纳米复合材料。随后利用喷枪喷涂工艺将其均匀沉积在电极表面，并固定尿酸氧化酶，以此实现传感器制备。

结果显示，所开发的传感器可在10至2000微摩尔（μM）的宽范围内检测用于痛风及肾脏疾病诊断所需的尿酸浓度。此外，该传感器在人工血清环境中也保持了较高准确性，验证了其在实际医疗环境中的应用可能性。

尤其是，作为生物传感器商业化过程中主要障碍之一的抗生物污染能力也得到显著提升。研究结果显示，信号衰减率由原有的27.6%降至10.0%，且可稳定维持60天以上的性能。

Kim Jaehwan博士正在利用国产黏土矿物进行酶固定化实验。KIGAM供图

研究团队预计，这项技术今后不仅可用于痛风和肾脏疾病，还可应用于多种疾病诊断用即时检验医疗器械的开发。

Kim Jaehwan博士表示：“这是将韩国产天然矿物的科学价值拓展至尖端医疗技术领域的融合研究成果。我们将通过提升地质资源基础材料的高附加值化，推动生物与医疗保健及下一代诊断设备领域的发展。”

此次研究成果已发表于生物传感器领域国际学术期刊《Biosensors and Bioelectronics》。

本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。