基于ZnO/CNTs修饰丝网印刷电极的电化学传感器用于阿片类药物哌替啶与对乙酰氨基酚的同步检测及其在剂型与人血浆样本中的应用

本研究针对临床常用阿片类药物哌替啶(PTD)与对乙酰氨基酚(PCM)复方制剂的监测需求，开发了ZnO/CNTs修饰丝网印刷电极(ZnONPs/CNT/MSPE)电化学传感器。通过优化纳米复合材料比例，首次实现PTD在980 pmol L-1检测限下的高灵敏度分析，并成功应用于血浆样本中PTD/PCM的同步检测，为术后疼痛管理的精准用药监测提供了创新解决方案。

　　

在临床疼痛管理领域，哌替啶(Pethidine, PTD)作为首个合成的苯基哌啶类阿片药物，因其μ-阿片受体激动作用被广泛用于术后镇痛。然而，这种强效镇痛药具有显著成瘾性，被列为管制药品，其与对乙酰氨基酚(Paracetamol, PCM)的复方使用虽能增强镇痛效果并降低副作用，但缺乏快速精准的同步检测方法。传统检测技术如高效液相色谱(HPLC)和质谱(MS)虽精度高，但存在设备昂贵、前处理复杂等局限，难以满足临床即时检测(POCT)需求。

针对这一技术瓶颈，埃及药品管理局(EDA)Shimaa A. Atty团队创新性地将氧化锌纳米颗粒(ZnONPs)与多壁碳纳米管(MWCNTs)复合修饰丝网印刷电极(SPE)，开发出可同步检测PTD/PCM的电化学传感器。研究通过透射电镜(TEM)和能量色散X射线谱(EDX)证实了ZnONPs在CNTs表面的均匀分布，该复合结构使电极表面积扩大，电子转移速率提升至5.93×10^-5 cm² s^-1。在pH 7.0的Britton-Robinson缓冲体系中，传感器对PTD和PCM的氧化峰电位差达457 mV，实现了两种药物的高分辨率检测。

关键技术包括：(1)采用1:1 ZnONPs/MWCNTs悬浮液修饰SPE；(2)通过循环伏安法(CV)优化pH和扫描速率；(3)建立5-100 nM宽线性范围的方波伏安法(SWV)检测体系；(4)使用乙腈沉淀法处理人血浆样本；(5)通过标准加入法验证制剂分析准确性。

研究结果显示：

材料表征

TEM显示ZnONPs呈近立方体形态(40-100 nm)，MWCNTs呈现规整管状结构，EDX证实复合材料含Zn(8.6 keV)、C(0.3 keV)和O(0.5 keV)特征峰。

电化学性能

修饰电极使PTD氧化电位负移至1.002 V，电流提升至19 μA。pH研究表明氧化过程遵循1电子/1质子转移机制(E_p=1.3618-0.0477pH)。扫描速率实验证实反应受扩散控制(I_p∝ν^1/2)。

分析效能

在血浆样本中实现PTD(980 pM)和PCM(977 pM)的超灵敏检测，回收率99.13±0.647%。抗干扰实验显示多巴胺、尿酸等物质对检测影响<2.5%。

实际应用

成功测定市售PTD注射液(100 mg/2 mL)含量，与HPLC法结果无统计学差异(t=0.283<2.228)。

该研究突破性地将纳米材料修饰SPE技术应用于阿片药物检测领域，其创新价值体现在：(1)首次实现PTD/PCM复方的电化学同步检测；(2)检测限较传统方法降低2个数量级；(3)为临床药物监测提供成本不足传统设备1/10的POCT方案。研究成果发表于《BMC Chemistry》，为疼痛管理精准用药和药物滥用监管提供了新型技术工具，对完善术后镇痛治疗方案具有重要临床意义。