揭示有机薄膜电极的分析潜力：基于液-液界面的抗癌药物多西他赛电化学研究

推荐：本研究针对抗癌药物多西他赛(DTX)因高氧化电位难以直接检测的问题，创新性采用薄有机膜电极(TOFE)系统，通过优化液-液界面组成和电极材料，实现了DTX的间接电化学分析。研究发现DTX通过吸附形成界面阻滞层抑制ClO4?离子转移，建立10-100 μmol/L线性检测范围(LOD 3.26 μmol/L)，为研究药物-膜相互作用提供了新型仿生平台。

　　

癌症治疗领域面临重大挑战：尽管以多西他赛(DTX)为代表的紫杉烷类药物通过稳定微管蛋白抑制肿瘤细胞分裂，但其高氧化电位导致传统电化学检测困难，且药物-生物膜相互作用机制尚不明确。这限制了药效评估和给药策略优化。传统检测需在+1.25V高电位下进行，易引发电解质分解，而生物膜模拟系统的缺乏阻碍了药物跨膜行为研究。

为解决这些难题，研究人员开发了基于薄有机膜电极(TOFE)的创新分析平台。该系统以边缘平面热解石墨电极(EPPGE)为基底，硝基苯(NB)为有机相，ClO₄^?为支持电解质，构建了稳定的液|液界面(M|W)。通过耦合电子转移(电极|膜界面)与离子转移(膜|水界面)过程，实现了对非电活性药物DTX的间接检测。

关键技术包括：1) TOFE系统优化实验，筛选有机溶剂(NB vs NPOE)、电解质离子(ClO₄^?/NO₃^?/Cl^?)和电极材料(EPPGE/UTGE/BDDE)；2) 循环伏安法(CV)和方波伏安法(SWV)分析界面过程；3) 频率/振幅准可逆最大值分析法研究DTX对离子转移动力学的影响；4) 建立DTX浓度梯度(10-100 μmol/L)检测模型。

3.1 有机相和水相优化
研究发现含ClO₄^?的NB体系具有最佳稳定性，30次CV扫描后电流偏差<2%，而NO₃^?和Cl^?分别引起电位漂移和信号消失。水相阳离子(K⁺/Na⁺/Li⁺)对响应无显著影响。高粘度溶剂NPOE使峰电位正移50mV，电流降低30%。

3.2 电极材料影响评估
EPPGE因边缘平面位点密度高，电流密度超BDDE和UTGE约40%，成为最优基底。三电极体系日间重复性RSD<2.1%，不同操作者间重现性RSD<1.9%。

3.4 DTX界面作用机制
加入100μmol/L DTX使SWV信号降低60%，准可逆最大频率从3Hz降至仪器检测限以下，表明DTX吸附形成界面阻滞层。振幅分析显示标准速率常数降低，证实DTX通过空间位阻和界面性质改变双重机制抑制ClO₄^?转移。

3.5 浓度依赖性分析
DTX在10-100μmol/L范围内呈线性响应，SWV检测限达3.26μmol/L(阴极)。高于100μmol/L时因溶解度限制出现沉淀，确定该浓度为检测上限。

这项发表于《Bioelectrochemistry》的研究具有多重意义：首先，TOFE系统成功规避了DTX高氧化电位的检测瓶颈，为其他难氧化药物分析提供新思路；其次，液-液界面模拟生物膜的特性，可推广用于研究药物跨膜转运和细胞摄取机制；最后，建立的无标记检测方法简化了前处理流程，有望开发为化疗药物监测设备。未来可拓展应用于：1) 肿瘤耐药性研究中药物-膜相互作用评估；2) 新型紫杉烷衍生物筛选；3) 个体化治疗中的血药浓度实时监测。该平台将电化学分析与仿生界面完美结合，为癌症研究和临床检测提供了创新工具。