《Electrochimica Acta》：Unveiling Altered Electrochemistry of Paracetamol in Basic Medium: A Powerful Approach for Dual Colorimetric-Electrochemical Detection
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•揭示了强碱性介质中对乙酰氨基酚氧化后一条未被报道的分解途径。•基于光谱电化学、伏安法和GC-MS数据提出了一种EC机制，产物为苯醌。•铁氰化物作为比色氧化剂用于对乙酰氨基酚的检测。•双重电化学-比色法用于测定人血清中对乙酰氨基酚的含量。引言N-(4-羟基苯基)乙酰胺，广为人
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揭示了强碱性介质中对乙酰氨基酚氧化后一条未被报道的分解途径。
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基于光谱电化学、伏安法和GC-MS数据提出了一种EC机制，产物为苯醌。
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铁氰化物作为比色氧化剂用于对乙酰氨基酚的检测。
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双重电化学-比色法用于测定人血清中对乙酰氨基酚的含量。
引言
N-(4-羟基苯基)乙酰胺，广为人知的对乙酰氨基酚（PAR）或醋氨酚，是电化学传感器开发与应用中最常用的分析物之一。根据Web of Science数据库，过去20年间涉及对乙酰氨基酚并采用电化学方法的出版物超过650篇，仅统计标题中包含其常用名并结合该领域相关关键词（如电极、伏安法、安培法和电位法）的文献[1]。这种相当普遍的现状凸显了其对乙酰氨基酚在分析和环境电化学框架中进行检测或降解的关键重要性。此外，对乙酰氨基酚具有明确的电化学特征，使其成为传感器开发中概念验证的优秀模型分析物。
对乙酰氨基酚的电化学行为通常与其酚基的氧化有关，涉及失去两个电子和两个质子形成N-乙酰基对苯醌亚胺（NPBQ），如图S1所示。对乙酰氨基酚的氧化过程可表现为可逆、准可逆或不可逆特征，取决于所使用的工作电极、pH值和支持电解质[[2], [3], [4]]。根据能斯特方程和图S1所示的对乙酰氨基酚氧化还原过程，该分析物在较高pH下更容易被氧化。尽管使用不同工作电极测定对乙酰氨基酚的报告数量庞大，但很少有研究探讨在碱性介质中用于对乙酰氨基酚检测的电化学传感器[3,[5], [6], [7], [8]]。然而，这些研究中的大多数始终聚焦于传统的对乙酰氨基酚/NPBQ氧化还原过程。此外，这些报告的传感器尚未用于临床应用评估，特别是与人类血清样本中对乙酰氨基酚中毒相关的评估，如最近一篇综述所述[9]。电化学分析方法用于测定对乙酰氨基酚中毒的主要局限之一是应用于生物样本时选择性低[9]。
在此临床背景下，无论是意外还是故意的对乙酰氨基酚过量服用，占相当数量的住院病例，并且是全球肝移植的主要原因之一[10,11]。临床管理依赖于摄入后前24小时内血清对乙酰氨基酚浓度的测量，特别是在Rumack-Matthew列线图用于指导解毒剂给药的4-8小时关键窗口期[12]。尽管免疫分析法和分光光度法在临床环境中常用，但其应用可能受限于试剂可用性、选择性或抗干扰能力，而色谱技术尽管精度高，但成本高且耗时[13,14]。因此，快速、可靠且易获取的对乙酰氨基酚定量分析方法对于支持急性中毒情况下的及时临床决策至关重要。
在此意义上，双电化学和比色检测已成功应用于法医样本[[15], [16], [17]]，通过不同的分析响应（基于比色变化和生成产物的检测）提供高选择性。不同试剂用于对乙酰氨基酚测定的比色法已有报道[[18], [19], [20]]，包括强调双模检测与电化学结合的方法[8,21,22]。然而，据我们所知，尚无先前的研究探讨在强碱性介质中仅使用比色氧化剂（COA）时对乙酰氨基酚自发反应的氧化还原化学平衡，而这可以允许更简单和更快的双模检测（比色和电化学）。
高pH条件下使用COA可应用于在氧化过程中发生去质子化的分子，如对乙酰氨基酚（图S1）。此外，对乙酰氨基酚与COA之间化学反应生成的产物（PROD）可使用便携式电化学传感器进行选择性检测和定量。在这些传感器平台中，丝网印刷电极（SPEs）作为便携式和易用的现场分析工具获得了相当多的关注，已成功应用于不同应用中的药物检测[23]，包括对乙酰氨基酚[24,25]。此外，SPEs的广泛商业可获得性使得易于标准化和更换，这对常规实验室使用有利。在此背景下，石墨基SPE（SPE-Gr）代表了常规分析的具有成本效益且简便的选项。未修饰SPE与方波阳极溶出伏安法（SWASV）的结合提供了简单且便携的电化学分析平台，同时也使得在复杂基质（包括生物样本）中实现更快更灵敏的检测[26,27]。
鉴于这些见解，本工作提出了一种用于对乙酰氨基酚检测的新型双模分析策略，通过在强碱性条件下评估不同COA，结合比色和电化学方法，使用未修饰SPE-Gr进行SWASV。此外，本研究首次证实了对乙酰氨基酚在碱性介质中碳（玻璃碳或石墨）工作电极上改变的电化学行为，揭示了一个先前未报道的氧化还原过程。使用伏安法、光谱-电化学和质谱技术全面研究了对乙酰氨基酚和COA的电化学和化学反应。因此，本工作介绍了一种用于对乙酰氨基酚检测和定量的简单、快速和选择性方法，提供了一种具有实际应用于对乙酰氨基酚中毒筛查潜力的分析策略。
章节摘要
化学试剂与样品
比色实验使用基于氧化剂（OA）的不同化学试剂进行，如铁氰化钾、高锰酸钾、碘、碘酸钾、硫酸铈（IV）、硝酸银、氢氧化钠、氨水、硫酸铜（II）、碳酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钠钾四水合物、重铬酸钾、钨酸钾、三氧化钨、溴化金（III），均购自商业供应商（Sigma
对乙酰氨基酚的电化学行为
对乙酰氨基酚分子是一种弱酸，pKa值为9.46，与其酚基的去质子化有关[30]。对乙酰氨基酚分子的pH依赖型物种分布表明，其去质子化在pH 8.0以上逐渐增加，在强碱性条件（pH ≥ 12）下酚氧负离子形式占主导[30]。尽管对乙酰氨基酚的主要氧化还原过程（图S1）已知在不同工作电极上受pH依赖[[31], [32], [33], [34], [35]]，但pH对其……
结论
本工作首次提出了先前未被认可的对乙酰氨基酚在强碱性介质中的氧化还原途径，涉及通过偶联化学转化形成新的电活性物质（苯醌）。这一发现为对乙酰氨基酚电化学提供了重要的机理性见解，并为其选择性检测开辟了新的可能性。基于这种改变的电化学行为，成功开发了一种双比色-电化学方法，结合了……
作者贡献
Wallans T. P. dos Santos：概念化，调查研究，方法学，可视化，项目管理，资源，资金获取，撰写-原稿。Anne A. Macedo：调查研究，方法学，可视化，撰写-原稿。Fateme Ebrahimi：调查研究，方法学，可视化，撰写-审阅与编辑。Bertold Rasche：概念化，可视化，项目管理，资源，资金获取，监督，撰写-审阅与编辑。
CRediT作者贡献声明
Wallans T.P. dos Santos：撰写-审阅与编辑，撰写-原稿，可视化，验证，方法学，调查研究，形式分析，数据整理，概念化。Anne A. Macedo：撰写-审阅与编辑，可视化，调查研究，形式分析。Fateme Ebrahimi：撰写-审阅与编辑，可视化，调查研究，形式分析。Bertold Rasche：撰写-审阅与编辑，可视化，监督，资源，项目管理，形式分析，
Wallans T.P. dos Santos|Anne A. Macedo|Fateme Ebrahimi|Bertold Rasche
