双发射碳点自比率荧光探针在药物剂型中定量泮托拉唑的创新应用与绿色分析评估

本研究针对传统泮托拉唑(PAN)检测方法成本高、耗时长、环境不友好等问题，开发了一种基于氮磷掺杂碳点(PN@CDs)的双发射自比率荧光探针。通过微波快速合成(1.5分钟)的PN@CDs在300 nm激发下产生355 nm/425 nm双发射峰，利用内滤效应(IFE)和静态猝灭机制实现0.50-35.00 μg/mL线性检测(LOD 0.16 μg/mL)，回收率99.91-100.36%。该方法较HPLC更环保高效，经MoGAPI和AGREE评估证实其绿色优势，为药物质量控制提供新策略。

　　

论文解读

在药物质量控制领域，泮托拉唑(Pantoprazole, PAN)作为广泛使用的质子泵抑制剂(PPI)，其精准检测对确保疗效至关重要。然而现有分析方法如高效液相色谱(HPLC)和质谱(LC-MS/MS)存在仪器昂贵、前处理复杂、有机溶剂消耗大等问题，而传统紫外分光光度法则面临灵敏度不足和干扰物影响等挑战。更关键的是，这些方法在环境友好性评估中表现欠佳，与当前绿色分析化学的发展趋势相悖。针对这一现状，研究人员开始探索基于纳米材料的荧光传感技术，其中碳点(Carbon dots, CDs)因其优异的光学性能和生物相容性备受关注。但常规单发射碳点易受环境因素干扰，而构建比率型探针通常需要复杂的多组分复合，这极大限制了其实际应用价值。

为解决上述问题，来自埃及Zeta Pharma公司的研究团队在《Green Analytical Chemistry》发表了一项创新研究。他们首次开发出基于双发射碳点的自比率荧光探针，仅用90秒微波合成即可实现对PAN的高效检测。这项研究不仅突破了传统比率探针需要多组分集成的技术瓶颈，更通过系统的绿色度评估证实了该方法的环境优势。

研究人员采用微波辅助热解法快速制备氮磷掺杂碳点(PN@CDs)，以葡萄糖和磷酸氢二铵为前体，通过HRTEM、FTIR和EDX进行表征。关键实验技术包括：1) 双发射荧光光谱分析(激发300 nm，发射355/425 nm)；2) 猝灭机制研究(结合Stern-Volmer方程和温度变量实验)；3) 方法学验证(遵循ICH Q2 R2指南)；4) 实际样品分析(泮托拉唑肠溶片和注射用粉针剂)；5) 绿色度评估(MoGAPI和AGREE软件)。

研究结果

3.1 PN@CDs表征
HRTEM显示PN@CDs呈球形(0.8-3.5 nm)，FTIR证实表面含-OH、-NH₂等官能团，EDX显示C(18.6%)、O(54.5%)、N(15.9%)、P(10.9%)的成功掺杂。3D荧光图谱显示300 nm激发下产生355 nm和425 nm双发射峰，量子产率达8.9%。

3.2 条件优化
确定60 μL PN@CDs用量、无需pH调节、15分钟孵育时间为最佳条件。研究发现中性条件下即可实现最大猝灭效率，简化了操作流程。

3.3 猝灭机制
通过光谱重叠分析和Stern-Volmer曲线证实双重机制：1) 内滤效应(IFE，因PAN吸收与CDs激发光谱重叠)；2) 静态猝灭(形成基态复合物，K_q=2.96×10¹² L mol^-1 s^-1)。温度升高导致K_SV降低进一步验证了静态猝灭主导。

3.4 方法验证
采用I⁴²⁵/I³⁵⁵比率信号使线性相关系数(r²)从单峰的0.97提升至0.9986，线性范围0.50-35.00 μg/mL，LOD 0.16 μg/mL。日内/日间精密度RSD<0.2%，回收率99.91-100.36%。

3.5 实际应用
检测商业制剂(Pantaloc^?片剂和Protofix^?注射剂)的结果与HPLC参考方法无显著差异(t-test<2.228，F-test<5.050)，证实方法可靠性。

3.7 绿色评估
MoGAPI评分和AGREE分析(得分0.75 vs HPLC的0.56)显示该方法在减少有机溶剂、降低能耗方面的显著优势。

结论与意义
该研究首创性地将双发射PN@CDs应用于PAN检测，其创新价值体现在：1) 突破性采用单一纳米材料实现自比率检测，避免复杂组装；2) 90秒超快合成显著提升效率；3) 双重猝灭机制保障灵敏度(LOD 0.16 μg/mL)；4) 水相检测避免有机溶剂，经AGREE评估为"高度绿色"方法。相比传统HPLC，该方法在成本、速度(节省>80%分析时间)和环保性方面具有革命性优势，为药物质量控制提供了符合可持续发展理念的新范式。特别值得注意的是，这种基于本征双发射碳点的设计策略，为开发其他药物的比率型传感器提供了普适性模板，在精准医疗和绿色分析领域具有广阔应用前景。