黃 菲 周 慧 毛云飛 沈 明 金黨琴 錢 琛
(1.揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 揚(yáng)州:225127;2.揚(yáng)州大學(xué) 江蘇 揚(yáng)州:225002)
抗病毒藥物是一類能抑制病毒繁殖、增強(qiáng)宿主免疫系統(tǒng)抵御病毒侵襲的能力、修復(fù)被破壞的機(jī)體組織及緩和病情的藥物。在應(yīng)對(duì)病毒感染及傳染病防治方面發(fā)揮了重要作用,具有廣泛的臨床價(jià)值[1]。但是,此類藥物在使用過程中,副作用和耐藥性同樣顯著,其劑量(或純度)需嚴(yán)格控制,故相關(guān)檢測(cè)研究一直備受關(guān)注。與光譜法、色譜法、質(zhì)譜法、電泳法等主流分析手段相比,電化學(xué)方法簡(jiǎn)單、靈敏、快速,近年來(lái)在抗病毒藥物檢測(cè)領(lǐng)域的作用日益顯著,漸有一席之地。本文嘗試總結(jié)該領(lǐng)域最近十年的研究現(xiàn)狀及特點(diǎn),提出未來(lái)可能的發(fā)展方向,以期能為我國(guó)的制藥及醫(yī)療行業(yè)提供些許有益的參考。
根據(jù)所拮抗的對(duì)象,此類藥物一般可分為廣譜抗病毒藥、抗流感病毒藥、抗皰疹病毒藥、抗肝炎病毒藥和抗艾滋病病毒藥[1]。由于抗病毒藥物數(shù)量眾多,面面俱到幾無(wú)可能,亦無(wú)必要。因此,本文以國(guó)家醫(yī)保局、人社部于2021年底頒布的最新《國(guó)家基本醫(yī)療保險(xiǎn)、工傷保險(xiǎn)和生育保險(xiǎn)藥品目錄》為依據(jù),重點(diǎn)探討一些我國(guó)當(dāng)前臨床一線使用及市面主要流通的常見抗病毒藥,如此也更具現(xiàn)實(shí)意義。
這類藥物選擇性低,能夠抑制多種病毒,應(yīng)用范圍廣。代表性藥物是利巴韋林(Ribavirin,RBV)[1]。
此類藥物主要是神經(jīng)氨酸酶抑制劑,能選擇性抑制呼吸道病毒表面神經(jīng)氨酸酶的活性,阻止子代病毒顆粒在人體細(xì)胞的復(fù)制與擴(kuò)散,從而治療流感。代表性藥物是奧司他韋(Oseltamivir,OTV)[1]。
Hamza等分別以O(shè)TV-四苯基硼酸鹽配合物、OTV-硅鎢酸鹽配合物、OTV-磷鉬酸鹽配合物和OTV-磷鎢酸鹽配合物為電活性物質(zhì),構(gòu)建了4種高選擇性的聚氯乙烯(PVC)膜電極。上述電極對(duì)OTV電位呈現(xiàn)能斯特響應(yīng)。測(cè)定OTV時(shí),濃度線性范圍依次為1.5×10-5~1.0×10-2M、2.0×10-5~1.0×10-2M、2.5×10-5~1.0×10-2M和3.5×10-5~1.0×10-2M,檢測(cè)限分別為1.5×10-5M、2.0×10-5M、2.5×10-5M和3.5×10-5M。響應(yīng)時(shí)間均為30 s,中間兩種電極使用壽命為20天,其余兩種則為25天。4種電極皆可用于片劑分析,所得結(jié)果的準(zhǔn)確度堪比傳統(tǒng)的高效液相色譜法(HPLC)[4]。類似地,Jebali等將含有以O(shè)TV-磷鉬酸鹽配合物和OTV-四苯基硼酸鹽配合物為電活性物質(zhì)的PVC膜涂覆在鉑絲電極表面。兩種電極均對(duì)OTV電位呈現(xiàn)能斯特響應(yīng)。測(cè)定時(shí),濃度線性范圍分別為5.0×10-5~5.0×10-2M和1.0×10-5~1.0×10-2M,檢測(cè)限依次為4.37×10-5M和9.31×10-6M,響應(yīng)時(shí)間為15和10秒,使用壽命均為4周,都能用于膠囊劑分析,所得結(jié)果與毛細(xì)管電泳法(CE)相吻合[5]。Avramovivic等以金電極為工作電極,基于循環(huán)伏安法(CV)建立了堿性介質(zhì)中OTV的定性分析方法,可用于膠囊劑分析[6]。
此類藥物主要是DNA多聚酶抑制劑,能夠抑制病毒DNA多聚酶,阻斷病毒DNA的合成,從而起到抗病毒效果。代表性藥物是阿昔洛韋(Acyclovir,ACV)、伐昔洛韋(Valacyclovir,VCV)、泛昔洛韋(Famciclovir,F(xiàn)CV)和更昔洛韋(Ganciclovir,GCV)[1]。Wei等曾在文獻(xiàn)[7]中對(duì)ACV的電化學(xué)檢測(cè)研究進(jìn)展進(jìn)行過綜述,這里不再重復(fù),僅探討后面三種藥物[7]。
Pinar等采用摻B金剛石電極,通過CV和線性掃描伏安法(LSV)研究了VCV在不同介質(zhì)中的電化學(xué)行為。發(fā)現(xiàn)藥物分子發(fā)生不可逆氧化,電極過程受擴(kuò)散控制。通過示差脈沖伏安法(DPV)進(jìn)行測(cè)定,在磷酸鹽緩沖溶液(pH=3.0)中,檢測(cè)限為1.0×10-7M;在含有陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)的H2SO4溶液中,檢測(cè)限為2.1×10-8M,SDS有增敏作用。電極可用于片劑和人體尿樣分析[8]。Tarinc等同樣采用摻B金剛石電極研究了VCV在弱酸性磷酸鹽緩沖溶液中的電化學(xué)行為,結(jié)果與文獻(xiàn)[8]類似。分別建立了以DPV和方波伏安法(SWV)為基礎(chǔ)的定量分析方法, 成功用于藥樣、人體尿樣和血清樣分析[9]。Gohary等以甲基丙烯酸和4-乙烯基吡啶為功能單體,合成了一種對(duì)VCV呈高選擇性的分子印跡膜(MIP),用以修飾碳糊電極。進(jìn)行伏安測(cè)定,檢測(cè)限為4.55×10-7M,可用于藥樣分析[10]。Saleh等通過簡(jiǎn)單的電沉積方式將多孔Cu微粒固定在鉛筆芯石墨電極表面,得到一種一次性使用的修飾電極。VCV與溶液中的自由Cu2+形成配合物后,可顯著提高Cu2+的還原峰電流,從而間接測(cè)定VCV。整個(gè)電極過程不可逆,2e-參與反應(yīng)。此外,連續(xù)循環(huán)掃描后,峰電流逐漸降低,說明配合物會(huì)吸附到電極表面,減少活性位點(diǎn)。通過吸附方波溶出伏安法(AdSWV)進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為1.78×10-10M,可用于片劑分析[11]。Kummari等在碳糊電極表面先通過電聚合方式形成了一層導(dǎo)電性的聚-(3-氨基-5-羥基吡唑)膜,然后在恒電位下繼續(xù)電沉積一層均相分散的Au納米顆粒(NPs),得到復(fù)合物修飾電極。借助掃描電鏡(SEM)、能量色散X射線光譜(EDX)、X射線衍射(XRD)和紫外-可見光譜(UV)對(duì)其表面形貌進(jìn)行表征。通過電化學(xué)阻抗(EIS)、CV、DPV等考察了電極的傳感性能。測(cè)定VCV時(shí),檢測(cè)限為1.9 nM,分析時(shí)間僅為15秒,可用于藥樣、人體尿樣和血清樣分析。如在模擬流動(dòng)池中進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為2.5 nM,分析時(shí)間僅為5 s[12]。Shah等直接采用單壁碳納米管(SWCNT)修飾玻碳電極測(cè)定VCV,檢測(cè)限為1.80×10-9M,可用于藥樣和人體血漿樣分析[13]。Adhikari等通過CV在玻碳電極表面同時(shí)電化學(xué)還原及沉積氧化石墨烯(GO),得到一種二維結(jié)構(gòu)的石墨烯(GR)納米片。修飾電極具有良好的催化性能,可促進(jìn)對(duì)乙酰氨基酚和VCV的電化學(xué)氧化,并能同時(shí)測(cè)定,檢測(cè)限分別為4.65 nM和1.34 nM,可用于人體血清樣分析[14]。
Rezk等分別以FCV-磷鎢酸鹽和FCV-磷鉬酸鹽配合物為電活性物質(zhì),制備了兩種離子選擇電極。兩者都對(duì)FCV電位呈現(xiàn)能斯特響應(yīng),濃度線性范圍均為1.0×10-5~1.0×10-2M。用于批量進(jìn)樣和流動(dòng)注射分析系統(tǒng),可檢測(cè)片劑、人體尿樣和血漿樣,所得結(jié)果與HPLC法一致[15]。Gohary等根據(jù)理論計(jì)算及優(yōu)化的結(jié)果合成了一種對(duì)FCV呈高選擇性、強(qiáng)結(jié)合力的MIP,用以修飾碳糊電極。進(jìn)行伏安測(cè)定,檢測(cè)限為7.5×10-7M,可用于藥樣分析[16]。Yari等制備了一種“Au NPs +ZnS NPs”復(fù)合物修飾玻碳電極,借助SEM、EDX和XRD進(jìn)行表征。發(fā)現(xiàn)GCV在電極表面發(fā)生不可逆氧化,過程受擴(kuò)散控制,H+和e-同時(shí)參與反應(yīng)。采用SWV進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為0.01 μM,可用于注射劑、人體尿樣和血清樣分析[17]。Gholivand等先在玻碳電極表面通過滴涂方式固定了一層羧基化的多壁碳納米管(MWCNT),然后再以2,2′-二硫代聯(lián)苯胺為功能單體,借助電聚合手段合成了一種對(duì)GCV呈高選擇性的MIP,同時(shí)通過Au-S鍵引入能加速電荷轉(zhuǎn)移的Au NPs,采用SEM、CV和EIS對(duì)復(fù)合物進(jìn)行表征。通過DPV進(jìn)行測(cè)定,GCV濃度線性范圍為0.05~50 μM及50~500 μM,跨越4個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)限為0.0015 μM,可用于人體血清樣分析[18]。Paimard等在玻碳電極表面依次固定羧基化的MWCNT和Fe3O4NPs,得到修飾電極。通過SWV測(cè)定GCV,濃度線性范圍為80~53000 nM,檢測(cè)限為20 nM,可用于人體尿樣和血清樣分析。此外,利用該電極研究了GCV與小牛胸腺DNA之間的相互作用,推斷出兩者是插入結(jié)合的模式,DNA的存在導(dǎo)致GCV峰電流降低,利用此現(xiàn)象可間接測(cè)定DNA[19]。
此類藥物主要是核苷(酸)類似物,通過抑制病毒DNA多聚酶和逆轉(zhuǎn)錄酶的活性,同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)性抑制核苷酸進(jìn)入病毒DNA鏈,終止病毒DNA鏈的延長(zhǎng),干擾病毒DNA的合成,從而發(fā)揮抗病毒作用。代表性藥物有恩替卡韋(Entecavir,ETV)、替諾福韋(Tenofovir,TFV)、阿德福韋酯(Adefovir Dipivoxil,AFV)等[1]。
Asran等將磁性NiFe2O4NPs、離子液體和碳糊混合在一起制備復(fù)合物修飾電極,離子液體作為良好的媒介體,可以拓寬檢測(cè)電位窗口。采用SWV測(cè)定ETV,濃度線性范圍為0.80×10-8~2.20×10-6M及2.20×10-6~1.55×10-4M,跨越4個(gè)數(shù)量級(jí),可用于藥樣、人體尿樣及血漿樣分析[20]。Ozcelikay等將苯扎氯氨衍生化的Ag NPs固定到玻碳電極表面,發(fā)現(xiàn)TFV在修飾電極上發(fā)生電化學(xué)氧化,過程受“擴(kuò)散+吸附”混合控制。采用AdSWV進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為2.39×10-9M,可用于藥樣分析[21]。Festinger等對(duì)TFV在GO修飾玻碳電極和Ag汞齊電極上的電化學(xué)行為進(jìn)行了比較研究。發(fā)現(xiàn)TFV在前者表面發(fā)生不可逆氧化,電極過程受“擴(kuò)散+吸附”混合控制,“2H++2e-”參與反應(yīng);而在后者表面則發(fā)生不可逆還原,電極過程受吸附控制,是一個(gè)催化析氫反應(yīng)。采用SWV進(jìn)行測(cè)定,前者的檢測(cè)限為4.86×10-8M,可用于藥樣和人體尿樣分析,所得結(jié)果與HPLC法無(wú)顯著性差異;后者則是1.35×10-7M,但無(wú)法獲得實(shí)際應(yīng)用[22]。Dorraji等先在玻碳電極表面固定了一層“MWCNT+C3N4”復(fù)合物,然后以AFV為模板分子,鄰苯二胺為功能單體,通過電聚合方式合成了一種對(duì)AFV呈高選擇性的MIP,形成最終的修飾電極。采用DPV進(jìn)行測(cè)定,以[Fe(CN)6]3-/4-為電化學(xué)探針,其峰電流的變化值與AFV濃度在0.1~9.9 μM范圍內(nèi)呈線性關(guān)系,AFV的檢測(cè)限為0.05 μM,可用于藥樣、人體尿樣和血清樣分析[23]。
此類藥物主要是逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑或蛋白酶抑制劑。前者通過抑制病毒逆轉(zhuǎn)錄酶的活性來(lái)阻止病毒復(fù)制,從而治療艾滋病。后者則與病毒蛋白酶催化基因結(jié)合抑制酶活性,導(dǎo)致蛋白前體不能裂解及形成成熟病毒體,減慢病毒在細(xì)胞內(nèi)的蔓延,防止新一輪感染的發(fā)生,延遲艾滋病的發(fā)展。代表性藥物有拉米夫定(Lamivudine,LVD)、齊多夫定(Zidovudine,ZVD)、恩曲他濱(Emtricitabine,ETB)、奈韋拉平(Nevirapine,NVP)、茚地那韋(Indinavir,IDV)等[1]。
Chihava等通過一鍋法合成了一種Ni-CoS修飾的石墨烯(GR) QDs復(fù)合物,通過滴涂方式固定到玻碳電極表面,干燥后得到修飾電極,借助UV、TEM、XRD、EIS、CV等手段進(jìn)行表征。發(fā)現(xiàn)LVD和TFV均可在電極上發(fā)生不可逆氧化,過程受“擴(kuò)散+吸附”混合控制,“2H++2e-”參與反應(yīng)。計(jì)算出LVD和TFV在電極上的吸附常數(shù)K分別為9×10-2M-1和4.6×10-2M-1,吉布斯自由能(ΔG)依次為-54.6 kJ和-69.8 kJ,說明吸附是自發(fā)的,是一個(gè)一級(jí)動(dòng)力學(xué)過程。利用375 mV的電位差通過DPV能實(shí)現(xiàn)兩者的同時(shí)測(cè)定,檢測(cè)限分別為2.42×10-8mM和1.21×10-8mM,可用于片劑和人體尿樣分析[24]。Xhakaza等通過滴涂方式依次在玻碳電極表面固定“MWCNT+ZnO NPs”復(fù)合物及“1-乙基-3-甲基咪唑-1,1,2,2-四氟乙烷磺酸鹽離子液體”,干燥后得到修飾電極,借助TEM、UV、XRD、紅外反射光譜(FT-IR)等手段進(jìn)行表征。電極對(duì)ZVD的電化學(xué)還原具有很強(qiáng)的催化作用,采用DPV進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為0.0416 μM,可用于藥樣分析[25]。Hasanijani等先將鉛筆芯石墨電極浸入GO-殼聚糖溶液中形成底層膜,再通過電沉積方式依次固定Au-Pt雙金屬NPs和DNA,得到復(fù)合物修飾電極。采用DPV測(cè)定ZVD,濃度線性范圍為0.01 pM~10 nM,跨越6個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)限達(dá)到驚人的0.003 pM,電極具有極高的靈敏度和選擇性,可用于人體血清樣分析[26]。Mulik等發(fā)現(xiàn)ETB在金電極上發(fā)生不可逆氧化,過程受擴(kuò)散控制,發(fā)生單電子轉(zhuǎn)移,其氧化產(chǎn)物的抗菌活性顯著增強(qiáng)。通過LSV進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為0.7069 μM[27]。
Jain等發(fā)現(xiàn)MWCNT修飾玻碳電極能夠催化NVP的電化學(xué)氧化,在含有SDS的增溶體系中,通過SWV進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為38.45 μg/mL[28]。Gholivand等在石墨電極表面先后固定MWCNT、聚亞甲藍(lán)膜和Au NPs,所得復(fù)合物具有導(dǎo)電性。NVP在修飾電極上發(fā)生電化學(xué)氧化,采用示差脈沖陽(yáng)極溶出伏安法(DPASV)進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為53 nM,可用于藥樣和人體血清樣分析[29]。Ahmadi等合成了一種巰基十一烷基肼硫酰胺包覆的Ag NPs,其和MWCNT形成復(fù)合物固定到玻碳電極表面。所得修飾電極能夠催化NVP的電化學(xué)氧化,通過安培法測(cè)定NVP,檢測(cè)限為14 nM,可用于片劑和人體血清樣分析[30]。Okumu等合成了一種Ag-Pt雙金屬NPs,通過滴涂方式將其和MWCNT形成的復(fù)合物固定到玻碳電極表面,借助CV、EIS、TEM、XRD、EDX等進(jìn)行表征。NPs由于自身的多孔性擴(kuò)大了電極表面積,而MWCNT又具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,故修飾電極催化性能優(yōu)異。NVP在電極上發(fā)生不可逆氧化,過程受擴(kuò)散控制,求得擴(kuò)散系數(shù)D為5.20×10-10cm2s-1,電子轉(zhuǎn)移系數(shù)α為0.67,反應(yīng)速率常數(shù)ks為0.884 s-1,“2H++2e-”參與反應(yīng)。通過DPV進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為0.021 μM,可用于片劑、牛奶樣和人體尿樣分析[31]。Apath等通過溶膠-凝膠及混合超聲的方法合成了一種修飾GR納米帶的TiO2NPs,通過滴涂方式固定到玻碳電極表面,借助CV、EIS、FT-IR、SEM等進(jìn)行表征。NVP在電極上發(fā)生不可逆電化學(xué)氧化,過程受吸附控制,“2H++2e-”參與反應(yīng)。兩種組分之間的協(xié)同作用加速了電子轉(zhuǎn)移,顯著降低了NVP的過電位,降幅達(dá)352 mV。采用DPV進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)限為0.043 μM,可用于片劑分析[32]。Tiwari等合成了一種二維結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合物,組分為以rGO為基的Pd NPs及MoS2QDs。將復(fù)合物固定到玻碳電極表面,所得修飾電極催化活性強(qiáng)。測(cè)定NVP時(shí),檢測(cè)限為50 nM,可用于復(fù)雜樣品分析[33]。Pour等在rGO修飾玻碳電極表面電聚合吡咯,形成對(duì)NVP呈高選擇性的MIP。采用此電極測(cè)定NVP,濃度線性范圍為0.005~400 μM,跨越4個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)限為2 nM,可用于藥樣和人體血清樣分析[34]。Foroughi等合成了一種具有三葉草形狀的Eu3+/Cu2O納米結(jié)構(gòu),借助EDX、XRD、SEM、CV、EIS等進(jìn)行表征。將其固定到玻碳電極表面,大幅增加了電極的催化活性。通過DPV測(cè)定NVP,濃度線性范圍為0.01~750 μM,跨越4個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)限為3.6 nM,響應(yīng)時(shí)間約為3.5 min,可用于實(shí)際樣品分析[35]。Teradal等制備了一種Bi2O3NPs,用以修飾碳糊電極。電極能夠催化NVP的電化學(xué)氧化,可用于片劑和生物樣品分析[36]。Massumi等合成了一種對(duì)NVP呈高選擇性的MIP,將其和石墨粉、石蠟油混合以制備碳糊電極。電極再生性好、穩(wěn)定性高,不存在基質(zhì)效應(yīng)。通過SWV測(cè)定NVP,濃度線性范圍為0.05~300 μM,檢測(cè)限為10 nM,可用于藥樣和人體血清樣分析[37]。
Mehmandoust等制備了一種“ZnO納米棒+MoS2納米片”復(fù)合物修飾絲網(wǎng)印刷電極,組分之間的協(xié)同效應(yīng),增加了電極活性面積,加速了電子轉(zhuǎn)移。通過DPV測(cè)定IDV,濃度線性范圍為0.01~0.66 μM及0.66~7.88 μM,跨越4個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)限為0.007 μM,電極能夠重復(fù)利用,可用于實(shí)際樣品分析[38]。Feleni等在L-半胱氨酸自組裝膜修飾金電極表面固定了一層3-巰基丙酸包覆的SnSe QDs,緊接著通過1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基)碳二亞胺和N-羥基琥珀酰亞胺,借助交聯(lián)反應(yīng)固定細(xì)胞色素P450-3A4(CYP3A4),形成最終的生物傳感器??衫闷湓?380 mV的還原峰來(lái)測(cè)定IDV,檢測(cè)限為3.22 pg/mL,響應(yīng)時(shí)間為11秒[39]。類似地,該小組同樣在半胱胺自組裝膜修飾金電極上固定具有核殼結(jié)構(gòu)的、3-巰基丙酸包覆的PdTe QDs以及血紅素硫代細(xì)胞色素CYP3A4,形成最終的生物傳感器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在0.26 V適合檢測(cè)IDV代謝產(chǎn)物。測(cè)定時(shí),IDV檢測(cè)限為0.023×10-7mg/L,可用于即時(shí)檢驗(yàn)[40]。Ross等先在恒電位下于玻碳電極表面電聚合了一層吡咯,然后進(jìn)行過氧化處理。緊接著在動(dòng)電位下電沉積Au NPs,再通過滴涂方式將CYP3A4固定在復(fù)合物里,經(jīng)過一系列后續(xù)處理后得到生物傳感器。在測(cè)試液中,以1,3,6,8,10,13,16,19-八氮雜二環(huán)[6.6.6]二十烷鈷三氯作為電子媒介體,電極產(chǎn)生一對(duì)可逆氧化還原峰,其電子轉(zhuǎn)移過程受擴(kuò)散控制,式電位為-624±5 mV,能夠催化O2的電化學(xué)還原??衫眉尤隝DV能提高O2還原峰峰電流這一現(xiàn)象來(lái)間接測(cè)定IDV,檢測(cè)限為0.001 μM,有望用于即時(shí)檢驗(yàn)和實(shí)際樣品分析[41]。
最近十年,抗病毒藥物電化學(xué)檢測(cè)研究取得了較大進(jìn)展??傮w來(lái)看,本領(lǐng)域呈現(xiàn)四個(gè)“不均衡”的特點(diǎn)。
一是檢測(cè)對(duì)象相關(guān)成果的不均衡性。一方面,從大面來(lái)看,有關(guān)廣譜抗病毒藥和抗流感病毒藥的成果數(shù)量明顯少于其它三類。這估計(jì)和兩個(gè)因素相關(guān):一是研發(fā)難度。廣譜抗病毒藥由于用途多樣,對(duì)病毒無(wú)特異性識(shí)別能力,較難開發(fā),導(dǎo)致種類不多。二是重視程度。普通流感具有明顯的季節(jié)性,病程短,病毒類型少;且主要針對(duì)呼吸系統(tǒng),相對(duì)容易治愈,對(duì)新藥的需求不是那么迫切。 但皰疹、肝炎和艾滋病這些疾病對(duì)人體免疫系統(tǒng)的破壞性極大,屬于難以根治且易復(fù)發(fā)的慢性?。徊《就哂卸鄠€(gè)亞型,毒性強(qiáng),耐藥問題突出,因而相關(guān)治療藥物更引人關(guān)注。另一方面,具體到特定小類而言,成果則主要集中在少數(shù)幾種藥物上,這與藥物的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。以抗皰疹病毒藥為例,VCV、FCV和GCV都是由ACV的分子結(jié)構(gòu)改造而來(lái),衍生物的有機(jī)碳鏈更長(zhǎng)、致鈍基團(tuán)更多、更復(fù)雜、體積更大、位阻效應(yīng)也更顯著,因而電子傳遞能力明顯變?nèi)?,電化學(xué)活性大幅下降,檢測(cè)難度加大,故有關(guān)ACV的研究報(bào)道相對(duì)最多。
二是檢測(cè)工具類型的不均衡性。本領(lǐng)域內(nèi),納米材料尤其是納米復(fù)合物修飾電極頻繁使用,而普通的化學(xué)修飾電極、離子選擇電極和裸固體電極應(yīng)用不多。結(jié)構(gòu)形態(tài)多樣的CNTs、GR、NPs、QDs等納米材料廣泛應(yīng)用,由于自身特殊的電子效應(yīng)、吸附效應(yīng)和催化效應(yīng),可以顯著提高檢測(cè)靈敏度。而納米復(fù)合物在保留上述特性的前提下,集中整合各組分的性能優(yōu)勢(shì),通過協(xié)同作用使電極的檢測(cè)效能最大化。以文獻(xiàn)[30]為例,其電極修飾采用的“Ag NPs +MWCNT”復(fù)合物,前者具有很強(qiáng)的催化活性,后者則提供了強(qiáng)大的導(dǎo)電能力及吸附性,兩者有機(jī)結(jié)合,大幅提高了響應(yīng)信號(hào)。再以文獻(xiàn)[25]所采用的“MWCNT+ ZnO NPs+離子液體”復(fù)合物為例,MWCNT具有優(yōu)異的導(dǎo)電性,ZnO NPs具有較強(qiáng)的吸附性,而離子液體除自身具有一定的導(dǎo)電性外,利用其疏水性可以選擇性地富集藥物分子。這幾種作用相互疊加,實(shí)現(xiàn)痕量檢測(cè)自然水到渠成。
三是檢測(cè)方式的不均衡性。一方面,簡(jiǎn)單直觀的電流型或伏安型響應(yīng)模式占主導(dǎo)地位,以電位、容抗、阻抗為主要參數(shù)的間接測(cè)定模式則為數(shù)不多。另一方面,單純使用電化學(xué)檢測(cè)的實(shí)例比比皆是,而聯(lián)用技術(shù)則寥寥無(wú)幾。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)抗病毒藥物都具有一定的電化學(xué)活性,工作電極經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砗?,完全可以直接檢測(cè),無(wú)需進(jìn)行繁瑣的間接或輔助測(cè)定。
四是檢測(cè)效果的不均衡性。一方面,絕大多數(shù)文獻(xiàn)所提出的分析方法都能用于復(fù)雜的人體體液樣品,只有少數(shù)僅針對(duì)簡(jiǎn)單的藥樣。另一方面,單方制劑檢測(cè)占據(jù)主流,而復(fù)方樣品測(cè)定則鮮有提及。這不僅是因?yàn)椴煌幬锏碾娀瘜W(xué)活性差異較大,更說明傳感器和分析體系的構(gòu)建方法會(huì)影響檢測(cè)效能。
作為應(yīng)對(duì)病毒感染及傳染病防治的重要手段,抗病毒藥物勢(shì)必將長(zhǎng)期受到重點(diǎn)關(guān)注,相關(guān)檢測(cè)研究亦會(huì)持續(xù)深入進(jìn)行。著眼于檢測(cè)的實(shí)用性,預(yù)計(jì)未來(lái)可能有兩個(gè)發(fā)展方向。
一是制備高效電化學(xué)生物傳感器。一方面,將酶、蛋白質(zhì)、DNA、RNA等生物大分子固定在納米材料修飾電極表面,考察藥物分子在電極上的電化學(xué)行為及反應(yīng)機(jī)理,明晰藥物的結(jié)合靶點(diǎn)、作用機(jī)制及代謝產(chǎn)物,有助于研究人員探尋合適的標(biāo)記物或者探針來(lái)構(gòu)建更靈敏的分析體系和檢測(cè)方法。另一方面,絕大多數(shù)抗病毒藥物只針對(duì)某種特定毒株,可利用這種高度專一的應(yīng)答模式,基于抗原-抗體之間的特異性識(shí)別原理,來(lái)制備高效能電化學(xué)免疫傳感器。這方面的研究工作尚屬起步,相關(guān)報(bào)道不多,極具開拓性和挑戰(zhàn)性。
二是強(qiáng)化多組分或復(fù)雜樣品分析。一方面,由于病毒的易變異性及耐藥性,單方制劑往往療效不佳,聯(lián)合用藥已成常態(tài),現(xiàn)有的分析方法已很難滿足復(fù)方制劑的檢測(cè)要求。因此,需在電極修飾材料方面進(jìn)行深度改進(jìn),通過優(yōu)化納米復(fù)合物的組成和結(jié)構(gòu),放大不同藥物分子電化學(xué)活性的差異,從而實(shí)現(xiàn)多組分同時(shí)測(cè)定。另一方面,藥物在尿液、血液、唾液、精液、陰道分泌液、乳汁等人體體液中常呈現(xiàn)不同形態(tài),代謝產(chǎn)物復(fù)雜,干擾物眾多,簡(jiǎn)單的“藥物分子+水溶液”分析體系已無(wú)法模擬真實(shí)人體環(huán)境。需加強(qiáng)電化學(xué)和ECL、MIP、HPLC、CE等其它分析手段的聯(lián)用,通過“預(yù)富集分離+電化學(xué)檢測(cè)”模式,提高傳感器的靈敏度和選擇性。這方面已有一定的研究成果,但仍存在很多值得改進(jìn)和提升的空間。