《ChemistryOpen》：A Sensitive Approach for the Determination of the Novel Antidepressant Vilazodone: Electrochemical Sensing Using a Boron-Doped Diamond Electrode in Surfactant-Containing Media
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研究人员开发了一种新型、高灵敏度的表面活性剂支持方法，用于使用硼掺杂金刚石（BDD）电极测定维拉唑酮（VLD）。该研究首次在BDD电极上检测VLD，并首次将表面活性剂支持伏安法应用于该抗抑郁药。研究人员使用差分脉冲伏安法（DPV）在不同pH值下评估了VLD的电
研究人员开发了一种新型、高灵敏度的表面活性剂支持方法，用于使用硼掺杂金刚石（BDD）电极测定维拉唑酮（VLD）。该研究首次在BDD电极上检测VLD，并首次将表面活性剂支持伏安法应用于该抗抑郁药。研究人员使用差分脉冲伏安法（DPV）在不同pH值下评估了VLD的电化学行为。峰电位在pH 7.0之前负移，之后趋于稳定，表明涉及质子的氧化机理，其pKa接近7.0。研究人员考察了CTAB、SDS和Tween 20的影响，其中Tween 20由于其非离子特性、界面组织和微胶体环境，改善了传质并抑制了吸附控制途径，提供了最大的峰电流增强。在优化条件下，在5.0×10?10–1.0×10?6 M范围内获得了优异的线性（R2 > 0.988）。在药物制剂和加标人血清样品中实现了98%–102%的回收率，证明了对复杂基质的适用性。密度泛函理论（DFT）计算显示最高占据分子轨道主要定域于含氮共轭区域，部分延伸至哌嗪部分，支持哌嗪氮参与阳极氧化。所提出的DPV-BDD平台提供了一种快速、灵敏、可靠的VLD分析方法，并具有非离子表面活性剂辅助信号增强。
维拉唑酮（VLD）是一种新型抗抑郁药，通过选择性5-羟色胺再摄取抑制与5-HT1A受体部分激动双重机制发挥作用。给药后约3天达到稳态浓度，最大血浆浓度为156.3 ng/mL，治疗药物监测对剂量调整具有重要意义。现有VLD分析方法包括高效液相色谱-荧光/二极管阵列检测、超高效液相色谱-电喷雾电离-串联质谱（UPLC-ESI-MS/MS）、荧光法和电化学法。虽然电化学方法具有高灵敏度，但已报道的修饰碳糊电极制备复杂，铅笔石墨电极重现性和机械稳定性差。硼掺杂金刚石（BDD）电极具有宽电位窗口、低背景电流、高稳定性和抗污染能力，是电化学传感的理想材料。表面活性剂可修饰电极/溶液界面，影响分析物吸附、电子转移和伏安信号，但不同类型表面活性剂的作用尚需系统研究。为此，研究人员首次开发了基于BDD电极结合表面活性剂支持的差分脉冲伏安法（DPV）测定VLD的方法。
研究人员在pH 2.0–12.0的Britton-Robinson缓冲液（BRBS）、磷酸盐缓冲液和醋酸盐缓冲液中考察VLD电化学行为，选择pH 4.0 BRBS为最优支持电解质，此时峰形清晰、分辨率高、重现性好。扫描速率研究表明氧化过程受扩散控制。比较阳离子型CTAB、阴离子型SDS和非离子型Tween 20，发现Tween 20使峰电流增强最显著，归因于其非离子特性减少了静电干扰，并通过微胶束环境促进传质。优化Tween 20浓度为1×10
?4 M。在最优条件下，VLD在约+0.67 V处产生氧化峰，线性范围为5.0×10
?10–1.0×10
?6 M，检出限（LOD）和定量限（LOQ）分别为1.52×10
?10 M（0.152 nM）和4.55×10
?10 M（0.455 nM）。方法成功应用于药物制剂和商业人血清，加标回收率分别为99.40%和101.79%，相对标准偏差（RSD）小于2.5%。干扰实验表明，10倍浓度的K
+、Cl
?、Na
+、抗坏血酸、多巴胺、咖啡因和葡萄糖不影响0.7 μM VLD的测定。
研究采用的主要技术方法包括：三电极系统（BDD工作电极，直径3 mm；铂丝对电极；Ag/AgCl参比电极），循环伏安法（CV）研究扫描速率效应，DPV进行定量分析；支持电解质为BRBS（pH 4.0），表面活性剂Tween 20浓度为1×10
?4 M。实际样品处理中，商业人血清（来源于Sigma Aldrich，AB型男性）以乙腈沉淀蛋白后离心取上清液；VLD片剂（ZILADONE，来自NOBEL Holding A.S.，土耳其）经研磨、DMSO溶解后测定。此外，采用密度泛函理论（DFT）在B3LYP/3-21G水平进行气相几何优化和前线轨道计算。
3.1 VLD在BDD电极上的电化学行为
3.1.1 pH的影响：在BRBS pH 3.0–12.0范围内，pH 4.0时峰形最佳且重现性好。峰电位随pH升高负移，斜率为?52.4 mV·pH
?1，接近能斯特值，表明质子参与氧化；转折点约在pH 7.0，与VLD的pKa一致。
3.1.2 扫描速率的影响：CV实验（10–200 mV·s
?1）中，log I
p与log v的斜率为0.57，表明扩散控制过程。根据ΔE
p（E
p?E
p/2）为90.0 mV和转移系数α=0.5，计算电子转移数n≈2。
3.1.3 不同表面活性剂的影响：等浓度（1×10
?4 M）比较CTAB、SDS和Tween 20，Tween 20产生最大峰电流增强，因其非离子特性避免静电吸附屏障，使分析物更有效到达电极表面。
3.1.4 Tween 20浓度的优化：在2×10
?5–8×10
?4 M范围内，1×10
?4 M时峰电流最大且重现性最佳，更高浓度导致峰电流和重现性下降。
3.2 分析参数：在最优条件下，DPV响应与VLD浓度在5.0×10
?10–1.0×10
?6 M范围内线性良好，回归方程为i
p（μA）=675948 C（nM）?0.0154，R
2=0.9884；LOD和LOQ分别为1.52×10
?10 M和4.55×10
?10 M。
3.3 血清样品和药物制剂中VLD的测定：在商业人血清中，线性范围为0.3–1.0 μM，相关系数为0.9993，LOD为0.087 μM，LOQ为0.29 μM；加标0.7 μM的回收率为101.79%，RSD为2.42%。片剂加标回收率为99.40%，RSD为1.96%。
3.4 干扰研究：10倍浓度的K
+、Cl
?、Na
+及常见生物干扰物（抗坏血酸、多巴胺、咖啡因、葡萄糖）对0.7 μM VLD的电化学响应影响小于5%。
3.5 DFT计算：在B3LYP/3-21G水平进行气相几何优化，获得前线轨道能量和分布。
3.6 DFT结果：最高占据分子轨道（HOMO）能量为?5.25 eV，最低未占分子轨道（LUMO）为?1.06 eV，能隙约4.19 eV。HOMO主要分布于含氮共轭区域并部分延伸至哌嗪部分，表明该区域是电子捐赠的活性位点。
3.7 VLD的氧化机理：结合pH依赖性、电子转移数及HOMO分布，提出VLD通过哌嗪环发生2e
?/2H
+氧化，先形成氮中心自由基阳离子，再经去质子化和二次电子转移。该机理为提议，因本研究未对氧化产物进行结构表征。
讨论部分整合了实验与理论证据：不可逆阳极峰、Ep–pH斜率接近能斯特值、电子转移数≈2以及HOMO定域于含氮区域，共同支持哌嗪氮参与阳极氧化的机理。结论为：研究人员开发了一种快速、高灵敏、可靠的VLD定量电化学方法，使用BDD电极结合DPV。在BRBS和Tween 20组合下，VLD在约+0.67 V处产生显著氧化峰，峰电流和信噪比提高。LOD为0.152 nM，LOQ为0.455 nM。该方法成功应用于药物制剂和商业人血清，可作为临床快速准确检测的替代方案。
