基于丝网印刷碳电极的3-甲基腺嘌呤与腺嘌呤同步伏安检测新方法及其在DNA损伤标志物分析中的应用

本研究针对DNA甲基化损伤标志物3-甲基腺嘌呤(3-mAde)与腺嘌呤(Ade)的同步检测难题，开发了基于丝网印刷碳电极(SPCE)的差分脉冲伏安法(DPV)检测技术。通过优化pH值(4.10乙酸盐缓冲体系)和电极预处理工艺，实现了2.00-10.00 μmol L?1线性范围内的同步检测，3-mAde检出限达0.35 μmol L?1，回收率96.0%-101.3%，为DNA损伤机制研究和疾病 biomarker 筛查提供了简便高效的检测方案。

　　

DNA甲基化作为表观遗传调控的重要机制，其异常修饰与癌症、神经退行性疾病等多种病理过程密切相关。其中，3-甲基腺嘌呤(3-mAde)作为烷化剂诱导的DNA损伤标志物，不仅参与细胞周期阻滞和凋亡过程，近年还被发现具有自噬抑制功能。然而传统检测方法如高效液相色谱(HPLC)和质谱(MS)存在设备昂贵、前处理复杂等局限，而现有电化学研究又集中于7-甲基鸟嘌呤(7-mGua)和5-甲基胞嘧啶(5-mCyt)，对3-mAde的氧化机制和同步检测技术仍缺乏系统研究。

针对这一技术空白，巴西科研团队在《Analytical Biochemistry》发表研究，首次建立了基于商业丝网印刷碳电极(SPCE)的3-mAde与Ade同步伏安检测体系。研究采用循环伏安法(CV)和差分脉冲伏安法(DPV)系统考察了电极性能、pH依赖性和干扰因素，通过[Fe(CN)₆]^3?氧化还原探针验证了SPCE的重复性(RSD=3.98%)，并创新性采用两种Randles-Sevcik方程计算真实电活性面积。

材料与方法
研究选用Metrohm DropSens SPCE电极，在KCl溶液中进行阳极预处理优化。通过CV和DPV分析[Fe(CN)₆]^3?标准体系验证电极性能，重点考察pH 4.10乙酸盐缓冲液中3-mAde与Ade的氧化峰分离效果。采用标准加入法评估Gua、7-mGua等潜在干扰物影响，并通过水解DNA样本验证方法可靠性。

电化学性能研究
CV数据显示3-mAde在+200.00 mV处呈现pH依赖的不可逆氧化峰，明显正于Ade氧化电位，证实二者同步检测可行性。通过DPV参数优化，3-mAde在2.00-10.00 μmol L^?1范围内呈现良好线性，LOD低至0.35 μmol L^?1，显著优于既往报道。

干扰实验与机制探讨
在含Gua、7-mGua等复杂基质中，3-mAde回收率保持96.0%-98.3%，证实方法选择性。氧化电位差异分析表明，3-mAde的N3位甲基化改变了电子云分布，导致其氧化需更高过电位，这为理解甲基化修饰对嘌呤电化学行为的影响提供了新证据。

结论与意义
该研究成功开发了首个基于SPCE的3-mAde/Ade同步检测方法，其创新性体现在：首次测定商业SPCE真实电活性面积；建立pH 4.10最佳检测体系；阐明3-mAde扩散控制的单电子氧化机制。方法学参数(LOD 0.34-0.64 μmol L^?1，回收率95.2%-101.3%)满足生物样本检测需求，为DNA损伤研究、抗癌药物评估及表观遗传学研究提供了经济高效的检测工具。作者José Gouveia S. Neto等特别指出，该方法可直接应用于水解DNA样本分析，在肿瘤早期筛查和甲基化药物研发领域具有重要转化价值。