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甲氨蝶呤（MTX）治疗需监测但易受叶酸（FA）干扰，研究人员开发基于发光银纳米簇（AgNC）和 Al3?、Mg2?的纳米传感器，结合化学计量学，实现 MTX 选择性测定，检测限 0.3 μmol/L?1，为临床监测提供简便高效方案。
甲氨蝶呤（MTX）作为一种常用于治疗多种癌症的抗肿瘤药物，其作用机制依赖于与叶酸（FA）的结构相似性，从而干扰叶酸的代谢通路。然而，MTX 的治疗窗狭窄且具有高细胞毒性，在高剂量给药方案中，治疗药物监测（TDM）至关重要。临床要求在给药后不同时间点，MTX 在血浆中需达到特定浓度，若不达标需注射亚叶酸以确保消除并降低毒副作用风险。当前，MTX 的 TDM 方法虽有多种，如液相色谱联用检测、拉曼光谱等，但开发更简便、灵敏且能在 FA 共存下选择性测定 MTX 的方法仍有需求。在此背景下，阿根廷国立滨海大学等机构的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《Analytica Chimica Acta》。
研究人员开发了一种基于发光银纳米簇（AgNC）和金属离子的新型纳米传感器（NS），用于通过激发 - 发射荧光矩阵（EEM）生成和化学计量分析，在含有分子类似物 FA 的样品中选择性测定 MTX。研究中用到的主要关键技术方法包括：一是利用设计实验（DOE）和响应面法（RSM）优化 Al3?和 Mg2?的浓度，以提高纳米传感器的选择性和灵敏度；二是运用多变量曲线分辨率 - 交替最小二乘法（MCR-ALS）分析 EEM，以应对纳米传感器与 MTX 相互作用时出现的偏离多线性问题，从而利用分析物诱导的荧光变化优势。
结果
- 纳米传感器的开发：开发了一种基于发光银纳米簇（AgNC）和金属离子的新型纳米传感器，该传感器在 MTX 和 FA 存在下会引起 AgNC 荧光信号的变化，据此开发了用于定量非荧光 MTX 的传感平台。
- 金属离子浓度优化：通过 DOE 和 RSM 工具优化 Al3?和 Mg2?的浓度，提升了纳米传感器的选择性和灵敏度，找到了使纳米传感器性能产生最佳响应的条件。
- 荧光矩阵分析：通过 MCR-ALS 分析 EEM，能够应对与 MTX 相互作用时的多线性偏差，利用分析物诱导的荧光变化优势，实现了对 MTX 的定量分析。
- 性能评估：该传感策略的检测限和定量限分别为 0.3 μmol/L?1 和 0.9 μmol/L?1，展现出较高的灵敏度和选择性。
结论与讨论
本研究开发的化学计量学辅助光学纳米传感器，由发光 AgNC 和金属离子组成，可在分子类似物 FA 存在下定量 MTX。通过 DOE-RSM 优化了纳米传感器性能，借助 MCR-ALS 分析解析了对 MTX 有选择性响应的纯光谱图。该方法无需繁琐的样品预处理，能在临床相关浓度下定量 MTX，所开发的传感平台具有简单、选择性好、灵敏且成本效益高的优点，为 MTX 的治疗药物监测提供了一种新的有效手段，在癌症治疗的临床监测中具有重要的应用潜力。
