黃 菲,周 慧,毛云飛,沈 明,金黨琴,錢(qián) 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 )
β受體阻滯劑(俗稱(chēng)洛爾類(lèi)藥物)是一類(lèi)能夠選擇性地與β腎上腺素受體結(jié)合,從而阻斷神經(jīng)遞質(zhì)及兒茶酚胺對(duì)β受體激動(dòng)作用的藥物,廣泛用于治療高血壓、冠心病、心力衰竭、心肌梗死、心絞痛、心律失常等心腦血管疾病,被視為心內(nèi)科“萬(wàn)能藥”[1]。其通過(guò)抑制交感神經(jīng)活性來(lái)控制心率,大多具有一定的鎮(zhèn)靜作用,因而在一些體育賽事(如射擊、射箭、賽車(chē)、滑雪等項(xiàng)目)中屬于違禁藥物[2]。鑒于β受體阻滯劑重要的臨床價(jià)值,長(zhǎng)期以來(lái),該類(lèi)藥物的相關(guān)檢測(cè)研究一直頗受關(guān)注。電化學(xué)方法簡(jiǎn)單、靈敏,在這方面獨(dú)樹(shù)一幟。納米電化學(xué)傳感器近年來(lái)更是大放異彩,成果斐然。本文立足領(lǐng)域現(xiàn)狀,著重探討、評(píng)點(diǎn)近期一些新的研究動(dòng)向,以期能為藥學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等學(xué)科的發(fā)展提供些許參考。
限于篇幅,這里僅選取實(shí)際應(yīng)用較廣的幾類(lèi)代表性藥物進(jìn)行討論,分別是:(1)同時(shí)阻斷β1和β2受體:普萘洛爾(Propranolol,PRO)、索他洛爾(Sotalol,SOT)、噻嗎洛爾(Timolol,TIM)、吲哚洛爾(Pindolol,PIN)。(2)選擇性阻斷β1受體:阿替洛爾(Atenolol,ATE)、美托洛爾(Metoprolol,MET)、比索洛爾(Bisoprolol,BIS)、醋丁洛爾(Acebutolol,ACE)、倍他洛爾(Betaxolol,BET)。(3)同時(shí)阻斷α1和β受體:卡維地洛(Carvedilol,CAR)[1]。
總體來(lái)看,圍繞納米電化學(xué)傳感器檢測(cè)效能提升,近年來(lái)學(xué)界在四個(gè)方面進(jìn)行了一系列新的嘗試。
一般來(lái)說(shuō),傳感器使用性能的優(yōu)劣主要取決于工作電極表面的修飾材料。就現(xiàn)狀而言,納米復(fù)合物占據(jù)主流,其在保持納米材料基本特性(導(dǎo)電性、吸附性、催化性)的前提下,整合不同組分,發(fā)揮協(xié)同效應(yīng),實(shí)現(xiàn)最大功效。目前研究得最多的是“碳納米管(或石墨烯)+貴金屬納米顆?!奔啊疤技{米管(或石墨烯)+特定有機(jī)物(如離子交換劑、離子液體、環(huán)糊精、殼聚糖、沸石分子篩等)”兩大體系[3-4]。這其中,主成分為碳納米管(CNTs)或石墨烯(GR),作為檢測(cè)平臺(tái),具有較強(qiáng)的導(dǎo)電性。輔助成分則是貴金屬納米顆?;蛱囟ㄓ袡C(jī)物,前者主要起催化作用,加速電子轉(zhuǎn)移,促進(jìn)氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行。后者作為分散劑和穩(wěn)定劑,不僅要分散溶解主成分,也通過(guò)自身的親/疏水性和生物兼容性來(lái)富集藥物分子,提高藥物在電極界面的微區(qū)濃度以增強(qiáng)響應(yīng)信號(hào)。上述體系組成簡(jiǎn)單,分工明確,其缺點(diǎn)在于:一方面,貴金屬納米顆粒因表面電荷密度高,易于團(tuán)聚,導(dǎo)致粒徑粗大,均一性差。并且由于催化活性過(guò)強(qiáng),接觸干擾物質(zhì)后電極容易失活。另一方面,離子交換劑等有機(jī)物雖然富集作用顯著,但自身導(dǎo)電性弱。一旦過(guò)量使用,反而大幅抑制響應(yīng)信號(hào),降低檢測(cè)靈敏度。
因此,一些研究者嘗試對(duì)修飾材料進(jìn)行改性,并初獲成效。
(1)納米顆粒表面功能化。通過(guò)引入特定功能基團(tuán),降低電荷密度,削弱粒子間相互作用,減少發(fā)生團(tuán)聚沉降的概率。這些基團(tuán)大多具有較長(zhǎng)的碳鏈和極大的位阻,阻礙干擾物質(zhì)靠近,從而使納米顆粒的催化活性得以維持。
Silva等將氨基功能化的六邊形介孔Si填充至碳糊電極中制備修飾電極,修飾劑具有較高的比表面積、較大的孔隙容積和準(zhǔn)球形結(jié)構(gòu),借助氨基和藥物分子中氧原子之間的氫鍵作用,使藥物能夠順利通過(guò)針孔滲透到電極表面并富集?;赑IN、ACE和MET各自不同的氧化峰電位,通過(guò)示差脈沖伏安法(DPV)可實(shí)現(xiàn)三者的同時(shí)測(cè)定,檢測(cè)限則分別為0.1、0.046和0.23 μM,可用于廢水樣分析[5]。Mohamed等將氯化硝基四氮唑藍(lán)修飾的Au納米顆粒填充至碳糊電極中,所得修飾電極大幅提高SOT的響應(yīng)信號(hào)。在陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉存在下,檢測(cè)限為2.5×10-8M,可用于藥樣和人體尿樣分析[6]。Perez等將平均粒徑7.5 nm、羧基化的磁性Fe3O4納米顆粒固定在石墨環(huán)氧樹(shù)脂電極表面,得到修飾電極。通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)研究了SOT的電化學(xué)行為,發(fā)現(xiàn)其在720和920 mV產(chǎn)生兩個(gè)氧化峰。采用DPV測(cè)定,檢測(cè)限為0.015 μM[7]。Haidyrah等通過(guò)超聲的辦法對(duì)斜方晶系的Sb2O3納米棒進(jìn)行表面硫化處理并固定到電極表面,由于修飾材料各向異性,電極對(duì)ACE具有良好的催化作用。測(cè)定時(shí),濃度線(xiàn)性范圍為0.001~101.4 μM,跨越5個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)限低至0.8 nM,達(dá)到pM級(jí),可用于人體血清樣和尿樣分析[8]。
(2)采用無(wú)機(jī)氧化物納米材料。與通?;诮j(luò)合酸還原法制備的貴金屬納米顆粒相比,通過(guò)溶膠-凝膠法或水熱法合成的無(wú)機(jī)氧化物納米顆粒表面電荷密度大幅下降,相互作用力弱,分散性好,吸附性及生物兼容性強(qiáng)。某些具有尖晶石結(jié)構(gòu)的磁性納米顆?;蜮}鈦礦結(jié)構(gòu)的稀土氧化物納米顆粒,往往還表現(xiàn)出較高的催化活性及光電轉(zhuǎn)換效率。
Dehnavi等將一種“TiO2納米顆粒+多壁碳納米管(MWCNTs)”復(fù)合物沉積到鉛筆芯石墨電極表面后得到修飾電極,借助CV、 掃描電鏡(SEM)、能量色散X射線(xiàn)光譜(EDX)、紅外反射光譜(FT-IR)、電化學(xué)阻抗(EIS)進(jìn)行表征。采用DPV測(cè)定PRO,檢測(cè)限為2.1×10-8 M,可用于藥樣和生物樣品分析[9]。Hosseini等制備了一種“Cu2O-CuO納米顆粒+還原態(tài)氧化石墨烯(rGO)”復(fù)合物修飾碳糊電極,借助CV、EIS、SEM、FT-IR、X-射線(xiàn)衍射譜(XRD)等進(jìn)行表征。基于對(duì)乙酰氨基酚、葉酸和PRO三者之間明顯的峰電位差異,采用DPV可實(shí)現(xiàn)同時(shí)測(cè)定,檢測(cè)限分別為0.004、0.006和0.011 μM,可用于人體尿樣和血漿樣分析[10]。
Shaterian等通過(guò)水熱法合成了一種“CoFe2O4納米顆粒+GR”磁性復(fù)合物,借助SEM、XRD、EDX等進(jìn)行表征。結(jié)果顯示,CoFe2O4納米顆粒平均粒徑為30 nm,均勻分布在GR納米片中,整個(gè)復(fù)合物很適合作為傳感材料用于檢測(cè)ATE[11]。Ensafi等通過(guò)檸檬酸鹽溶膠-凝膠法合成一種“NiFe2O4納米顆粒+MWCNTs”磁性復(fù)合物,固定到電極表面后,可催化SOT的電化學(xué)氧化。采用線(xiàn)性?huà)呙璺卜?LSV)測(cè)定,檢測(cè)限為0.09 μM,可用于藥樣和人體尿樣分析[12]。Valian等通過(guò)簡(jiǎn)單、環(huán)保的Pechini法合成了一種具有磁性、光學(xué)活性及導(dǎo)電性的DyMnO3-ZnO納米復(fù)合物,具有呈現(xiàn)各向同性的球狀結(jié)構(gòu)。該復(fù)合物修飾的碳糊電極對(duì)ATE有良好的電催化作用,可用于藥樣和生物樣品分析[13]。Chen等通過(guò)濕化學(xué)法合成了具有類(lèi)似玫瑰花瓣結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)光、電雙重催化活性的YMoO4納米片。其修飾的玻碳電極能催化ACE的電化學(xué)氧化,檢測(cè)限為2.5 nM。在可見(jiàn)光照射下,還可用于A(yíng)CE的光降解[14]。
(3)引入分子印跡膜。分子印跡是指基于分子與功能單體的自組裝或預(yù)組織,在引發(fā)劑的作用下通過(guò)光或者熱等引發(fā)方式,與功能單體及大量交聯(lián)劑形成共聚的技術(shù)?;谄浜铣傻木哂羞x擇性吸附和特異性識(shí)別功能的聚合物稱(chēng)為分子印跡聚合膜(MIP)。普通納米材料一般都具有較強(qiáng)的反應(yīng)活性,表面如無(wú)特殊空腔結(jié)構(gòu),基本上能等幅催化各類(lèi)電活性物質(zhì),導(dǎo)致響應(yīng)信號(hào)重疊而難以區(qū)分,而MIP卻恰好可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似“抗原-抗體”免疫反應(yīng)專(zhuān)一性識(shí)別的效果。
Coelho等首先合成了一種高選擇性的CAR-MIP,再通過(guò)混合-超聲的方法,制備出“MWCNTs+MIP”復(fù)合物,固定到玻碳電極表面后得到修飾電極。通過(guò)CV研究了CAR的電化學(xué)行為,發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生兩對(duì)不可逆的氧化還原峰,電極過(guò)程受吸附控制。測(cè)定時(shí),檢測(cè)限為16.14 μM,抗壞血酸、葡萄糖、尿酸等電活性物質(zhì)均不干擾測(cè)定[15]。Mourad等以甲基丙烯酸為功能單體,乙二醇二甲基丙烯酸酯為交聯(lián)劑,BIS為模板分子,偶氮二異丁腈為引發(fā)劑,合成了一種高選擇性的BIS-MIP。填充至碳糊電極中得到電位型傳感器。電極對(duì)BIS電位呈現(xiàn)能斯特響應(yīng),濃度線(xiàn)性范圍為1.0×10-7~1.0×10-2 M,跨越5個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度堪比傳統(tǒng)的高效液相色譜法(HPLC)[16]。
(4)試驗(yàn)有機(jī)納米材料。長(zhǎng)期以來(lái),β受體阻滯劑電化學(xué)傳感器大多基于無(wú)機(jī)納米材料構(gòu)建,種類(lèi)有限,極大制約了改進(jìn)空間,另辟蹊徑轉(zhuǎn)向性能優(yōu)異的有機(jī)納米材料實(shí)屬必然。例如,金屬-有機(jī)框架材料(MOF)、超分子配合物等就具有突出的光學(xué)和電磁學(xué)性能,中心金屬原子或離子通常具有較高的催化活性,甚至還可以和藥物分子中的某些原子形成配位鍵,得到穩(wěn)定性不同的二維或三維分子結(jié)構(gòu),從而極大提高識(shí)別能力。
Haghighi等合成了一種“Ti基MOF+rGO”復(fù)合物,其修飾的玻碳電極表面具有很多活性點(diǎn)位,能夠促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移,大幅降低PRO的氧化過(guò)電位,增加峰電流。測(cè)定時(shí),檢測(cè)限為0.008 μM,可用于藥樣和人體尿樣分析[17]。Mutharani等通過(guò)超聲波照射合成了熱敏性納米復(fù)合物,其由聚(苯乙烯-N-異丙基丙烯酰胺)和WO2納米顆粒雜化而成,并固定到玻碳電極表面。在最低臨界共溶溫度附近進(jìn)行控溫,利用聚合物在不同溫度下對(duì)WO2納米顆粒釋放能力的差異這種所謂“開(kāi)-關(guān)”功能來(lái)影響電子傳遞。處于“開(kāi)”的狀態(tài)下測(cè)定MET,檢測(cè)限為0.03μM,可用于人體血清樣分析[18]。
基體電極是電化學(xué)傳感器構(gòu)建的基礎(chǔ)和載體,決定了傳感器的基本特性。目前來(lái)看,β受體阻滯劑電化學(xué)檢測(cè)絕大部分都在玻碳電極、碳糊電極、石墨電極等碳基固體電極上實(shí)施,它們具有電位窗口寬,穩(wěn)定性高、吸附性好、易于修飾、適用多種介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)同樣明顯:背景電流高、干擾信號(hào)大;連續(xù)使用后表面鈍化效應(yīng)顯著,響應(yīng)再現(xiàn)性差;體積龐大、再生過(guò)程繁瑣,難以用于快檢。一種可能的解決辦法就是應(yīng)用一次性絲網(wǎng)印刷電極,其輕質(zhì)小巧、形式多樣、功能集成、成本低廉、可批量制作,尤其適合現(xiàn)場(chǎng)高效檢測(cè)。
Khairy等通過(guò)普通的水熱法合成出平均寬度200 nm、厚度30 nm的六邊形MgO納米片,將其懸浮液滴涂至絲網(wǎng)印刷石墨電極表面并干燥,所得修飾電極能夠催化硝苯地平和ATE的電化學(xué)氧化。結(jié)果顯示,兩者的電極過(guò)程分受吸附和擴(kuò)散控制,等量的H+和e-參與反應(yīng)?;趦烧?50 mV的氧化峰電位差,采用DPV可同時(shí)測(cè)定,檢測(cè)限分別為0.032和1.76 μ M,可用于藥樣和人體尿樣分析,結(jié)果與HPLC法吻合[19]。Yamuna等以乙基纖維素為乳化劑,通過(guò)超聲乳化方式剝離鉛筆芯石墨,對(duì)所得糊狀物進(jìn)行超聲、離心、并用水分散溶解。將懸浮液滴涂至絲網(wǎng)印刷碳電極表面,干燥后得到修飾電極,能對(duì)ACE的電化學(xué)氧化進(jìn)行催化。ACE的電極過(guò)程在低掃速下受擴(kuò)散控制,高掃速下則受吸附控制。反應(yīng)存在中間產(chǎn)物,并有等量的H+和e-參與。采用DPV測(cè)定,濃度線(xiàn)性范圍為0.01~200 μM,跨越4個(gè)數(shù)量級(jí),檢測(cè)限為4 nM[20]。
修飾電極的制備工藝關(guān)系到傳感器的穩(wěn)定性和使用壽命。當(dāng)前絕大部分納米材料都是通過(guò)直接滴涂或混合填充的方式固定到基體電極表面,雖然操作簡(jiǎn)單,但成膜速度過(guò)快,膜層和基體電極間僅通過(guò)較弱的物理吸附作用來(lái)實(shí)現(xiàn)粘接,導(dǎo)致傳感器的穩(wěn)定性低,信號(hào)波動(dòng)性大。較為理想的構(gòu)建辦法是通過(guò)牢固的共價(jià)鍵合或逐層組裝方式。前者的關(guān)鍵在于形成共價(jià)鍵的自組裝分子需具有雙官能團(tuán),首端固定在基質(zhì)上,尾端與納米粒子鍵合;后者則主要通過(guò)靜電引力交替組裝形成穩(wěn)定的超結(jié)構(gòu)。
Prunranu等首先通過(guò)電聚合方式于玻碳電極表面沉積了一層谷氨酸膜。然后在EDC/NHS存在下,使L-半胱氨酸中的氨基鍵合到聚合膜中的羧基上。再讓其末端的巰基來(lái)固定平均粒徑40 nm、由檸檬酸鹽包覆的Au納米顆粒,從而形成穩(wěn)固的Au-S鍵。ATE在電極上可發(fā)生電化學(xué)氧化,采用LSV測(cè)定,檢測(cè)限為3.9×10-7M[21]。Afonso等通過(guò)燃燒合成工藝制備BiVO4-Bi2O3納米復(fù)合物,通過(guò)逐層組裝方式將其固定在ITO(導(dǎo)電玻璃)電極表面,分別形成1、3、5、10和15層。結(jié)果表明,層數(shù)為3層時(shí),電極的電化學(xué)性能最優(yōu)。ATE在電極上發(fā)生不可逆氧化,2H++2e-參與電極反應(yīng),檢測(cè)限為0.459 μM,可用于藥樣和人體尿樣分析[22]。
檢測(cè)方法的優(yōu)劣極大影響傳感器的工作效率和分析精度,單純的CV、DPV、LSV等電化學(xué)檢測(cè)方法受電極材料性能、目標(biāo)物組成等因素的影響,某些情況下依然存在靈敏度低、選擇性差等問(wèn)題,目前常用的應(yīng)對(duì)措施就是融合其它分析技術(shù)協(xié)同解決。
(1)電致化學(xué)發(fā)光
電致化學(xué)發(fā)光(ECL)是一種將電化學(xué)手段與化學(xué)發(fā)光方法有機(jī)結(jié)合的一種分析技術(shù),集成了電化學(xué)電勢(shì)可控和發(fā)光分析靈敏度高的優(yōu)點(diǎn),選擇性強(qiáng),可進(jìn)行原位分析,適合反應(yīng)機(jī)理研究,尤其是芳香族雜環(huán)化合物的檢測(cè)分析。
Zhu等通過(guò)簡(jiǎn)單的溶劑熱法合成了石墨樣的氮化碳納米片,其不僅是一種新型發(fā)光體,還可以作為手性選擇劑,固定到電極表面后,利用明顯的ECL信號(hào)差異能有效區(qū)分PRO光學(xué)對(duì)映體,通過(guò)計(jì)算結(jié)合常數(shù)和水相接觸角實(shí)驗(yàn)闡明了相應(yīng)的手性識(shí)別機(jī)理[23]。戢凱倫等利用靜電吸附作用合成了一種“釕硅納米粒子+聚乙烯亞胺”復(fù)合納米粒子,以其作為ECL探針,結(jié)合PRO-MIP,構(gòu)建MIP-ECL傳感器。測(cè)定PRO,檢測(cè)限為5.4×10-13M,可用于人體血清樣分析[24]。
(2)化學(xué)計(jì)量學(xué)
化學(xué)計(jì)量學(xué)是一門(mén)化學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉產(chǎn)生的新興學(xué)科,在構(gòu)建仿真模型、優(yōu)化測(cè)量過(guò)程、解析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、探求反應(yīng)機(jī)理、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面發(fā)揮了重要作用,非常適合復(fù)雜樣品及多組分分析,尤其是手性分子識(shí)別。
Alamein等將主成分回歸法、偏最小二乘法等與CV、DPV等伏安分析方法結(jié)合,采用Fe2O3納米顆粒修飾碳糊電極實(shí)現(xiàn)了TIM和溴莫尼定的同時(shí)測(cè)定,檢測(cè)限分別為1.37×10-5和1.31×10-6μg/mL。其中,采用偏最小二乘法后,檢測(cè)結(jié)果與HPLC法一致[25]。Khoobi等采用MWCNTs糊電極在人體血漿樣中同時(shí)測(cè)定BET和ATE,在響應(yīng)信號(hào)重疊的情況下,將多元曲線(xiàn)分辨-交替最小二乘法與DPV結(jié)合,充分采掘信息,檢測(cè)限分別為0.19和0.29 μM[26]。Stoian等在玻碳電極表面電化學(xué)沉積了一層L-半胱氨酸修飾的Au納米顆粒,將分子動(dòng)力學(xué)模擬和DPV、EIS相結(jié)合,研究了PRO光學(xué)對(duì)映體與Au納米顆粒之間的相互作用。結(jié)果表明,S-PRO的氧化峰電流約是R-PRO的2倍,氧化峰電位比后者負(fù)移了約40 mV。意味著Au納米顆粒與S型對(duì)映體的結(jié)合力較弱,電子也越容易傳遞,自由能也更高。計(jì)算模型表明:正是L-半胱氨酸與PRO對(duì)映體之間的氫鍵導(dǎo)致產(chǎn)生了電化學(xué)識(shí)別信號(hào)[27]。Kalambate等將磺丁基-β-環(huán)糊精嵌入到C納米纖維中得到復(fù)合物,并固定到玻碳電極表面。采用DPV研究了氨氯地平、克倫特羅和MET各自光學(xué)對(duì)映體在修飾電極上的響應(yīng)信號(hào),發(fā)現(xiàn)所有對(duì)映體之間均存在氧化峰電位差,說(shuō)明電極具有手性識(shí)別能力。通過(guò)主-客體化學(xué)及熱力學(xué)方法,計(jì)算出不同對(duì)映體與環(huán)糊精之間的結(jié)合常數(shù),提出了識(shí)別機(jī)理。指出S-氨氯地平、R-克倫特羅和R-MET與環(huán)糊精之間的結(jié)合力更強(qiáng),帶負(fù)電荷的環(huán)糊精適合作為手性選擇劑[28]。
最近十年,納米電化學(xué)傳感器廣泛用于β受體阻滯劑的檢測(cè),成效顯著。針對(duì)存在的問(wèn)題,學(xué)界在修飾材料、基體電極、制備工藝、檢測(cè)方法等方面做了大量新的嘗試,取得一定進(jìn)展。總體來(lái)看,對(duì)修飾材料的探索最為深入,這是因?yàn)椴牧系暮铣杉氨碚骷夹g(shù)已日臻完善,改性相對(duì)容易。與之相反,制備工藝的發(fā)展卻長(zhǎng)期停滯不前。受納米材料自身性能限制,滴涂(或混合)成膜方式至今仍是主流,電鍍、物理氣相沉積、噴涂、離子注入、摻雜、刻蝕等表面精飾方式依然應(yīng)用寥寥。加之有序組裝技術(shù)過(guò)于精細(xì)、繁瑣,實(shí)用性不強(qiáng),故這方面的成果乏善可陳。而基體電極和檢測(cè)方法的研究則方興未艾。
圍繞傳感器檢測(cè)效能提升,在持續(xù)推進(jìn)及深化上述研究的情況下,預(yù)計(jì)未來(lái)還有兩個(gè)方向值得關(guān)注:
一方面,強(qiáng)化同分離技術(shù)聯(lián)用的研究。電化學(xué)方法拙于分離,即使采用納米材料也難有作為。對(duì)于人體血樣、尿樣等成分復(fù)雜的生物樣品,如不進(jìn)行預(yù)處理,實(shí)施穩(wěn)定、準(zhǔn)確的電化學(xué)檢測(cè)幾無(wú)可能。納米材料優(yōu)異的吸附性和催化性,往往會(huì)同等增強(qiáng)分析物和干擾物的信號(hào)強(qiáng)度,響應(yīng)重疊、無(wú)法區(qū)分的情形比比皆是。分子印跡膜固然可以大幅提高選擇性,洗脫程序卻極為繁瑣,嚴(yán)重影響檢測(cè)效率。免疫分析雖然靈敏度最高,但傳感器構(gòu)建過(guò)程過(guò)于復(fù)雜,且需使用昂貴的生物試劑,性?xún)r(jià)比低。化學(xué)計(jì)量學(xué)等方法縱然可以輔助檢測(cè),可應(yīng)用條件苛刻,僅具理論意義,實(shí)用性不強(qiáng)。通常情況下,需要在測(cè)定前通過(guò)分離手段對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,盡可能除去潛在的干擾物質(zhì),才能最大限度保證電化學(xué)檢測(cè)效果。因此,應(yīng)加強(qiáng)同高效液相色譜、固相/液相微萃取、電膜萃取、毛細(xì)管電泳、流動(dòng)注射分析等手段的聯(lián)用,將修飾電極作為檢測(cè)探頭,應(yīng)用到分離系統(tǒng)中,各司其職,充分發(fā)揮“分離-電化學(xué)檢測(cè)”的整體效果,確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。
另一方面,強(qiáng)化修飾電極的微型化、陣列化研究。實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)快檢的一個(gè)重要前提就是分析系統(tǒng)的小型化、集成化和便攜化,最常用的就是微流控芯片?,F(xiàn)有的納米電化學(xué)傳感器離商業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用還相距甚遠(yuǎn),這是因?yàn)槌R?guī)工作電極體積龐大,難以整合到微全分析系統(tǒng)中。只有將電極徹底微型化,才可能引入到芯片中。此外,單一電極的響應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度終有上限,在有限空間內(nèi),如能將批量的微型電極陣列化,就可能實(shí)現(xiàn)所謂的“集束效應(yīng)”,從而倍增檢測(cè)靈敏度。
β受體阻滯劑具有重要的臨床價(jià)值,最近十年,納米電化學(xué)傳感器廣泛用于此類(lèi)藥物的檢測(cè),成果豐碩。圍繞傳感器檢測(cè)效能提升,學(xué)界近年來(lái)在修飾材料、基體電極、制備工藝、檢測(cè)方法等方面做了大量新的嘗試,取得一定進(jìn)展,未來(lái)需強(qiáng)化同分離技術(shù)聯(lián)用以及修飾電極微型化、陣列化等兩個(gè)方面的研究。