综述：主要抗癫痫药物的创新电化学检测方法

《Measurement: Sensors》：Innovative electrochemical detection of major antiepileptic drugs

　　赛义德·萨曼·内马蒂 | 莱拉·萨德吉 | 阿雷祖·马雷法特 | 戈拉姆雷扎·德赫甘
塔布里兹大学生物科学学院生物系生物化学与分子生物学实验室，伊朗塔布里兹51666?16471

**摘要**
癫痫是一种常见的慢性疾病，影响着全球数百万人。为了减少发作频率、改善生活质量并预防并发症，人们使用了多种药物来更好地控制癫痫。抗癫痫药物（AEDs）如卡马西平和左乙拉西坦可以降低神经元的过度兴奋性。然而，监测这些药物的使用情况对于确保其疗效和减少副作用至关重要。本文旨在将药理学知识与传感器技术的进步结合起来，以改进抗癫痫药物的治疗监测和临床效果。为了提供全面的综述，我们使用了VOSviewer软件分析了PubMed数据库中的相关文章。文章简要回顾了常规抗癫痫药物的药理机制及其在癫痫管理中的临床意义，并探讨了电化学检测方法作为替代/补充方案的优势，这些方法具有高灵敏度、快速响应、便携性和成本效益。基于适配体或分子印迹聚合物设计的电化学传感器在生物样本中检测抗癫痫药物方面显示出良好的前景，其特点是选择性强、能够进行原位实时监测且成本低廉。不过，电化学传感器的长期稳定性和结果的可重复性仍是该领域面临的挑战。未来的发展方向包括集成微流控技术、可穿戴设备以及无线传输技术，以提升个性化的癫痫护理水平。

**1. 引言**
癫痫是一种以反复发作、无诱因的癫痫发作为特征的常见慢性神经系统疾病，由大脑中的异常神经元放电引起[1][2]。全球有数百万人患有癫痫，这种疾病通常会给患者带来显著的社会、心理和健康负担。为了控制癫痫，需要长期使用药物治疗来减少发作频率、维持生活质量并预防并发症。由于患者反应和发作类型的多样性，治疗策略需要在临床实践中不断优化[3][4]。常用的抗癫痫药物包括左乙拉西坦、卡马西平、拉莫三嗪和丙戊酸等，它们通过调节离子通道、释放神经递质或影响突触活动等多种机制发挥作用，共同目标是降低神经元的过度兴奋性。许多抗癫痫药物的治疗窗口较窄，剂量不当可能导致疗效不佳或严重的副作用[5]。因此，监测患者体内的药物浓度（尤其是体液中的浓度）对于实现个性化且安全的治疗至关重要。药物水平过低或过高都会产生不良后果：剂量过低会导致治疗效果不佳或疾病进展；剂量过高则可能引发疲劳、头晕、肝毒性及认知障碍等严重副作用。此外，不同个体的药物代谢途径和生物利用度存在差异，因此口服剂量并不总能产生相同的有效血药浓度[6][7]。因此，个体化监测药物浓度对于减少毒性和优化治疗效果至关重要。

长期以来，人们一直使用高效液相色谱法[8]、质谱法[9]和免疫测定法[10]来确定抗癫痫药物的剂量。这些方法虽然准确度高，但耗时较长，需要昂贵的仪器设备和专业操作人员，且样本制备复杂。作为传统方法的补充或替代方案，电化学检测方法具有高灵敏度、快速响应、低成本和便于集成到患者护理设备中的优点[11]。电化学传感器因其高灵敏度、快速响应和低成本而广泛应用于药物检测，尤其适合分析药品和生物样本[12][13]。然而，提高其灵敏度和选择性仍是亟待解决的问题[14][15]。近年来，纳米结构材料被证明能有效提升电化学传感器的性能。纳米材料具有较大的表面积和优异的电学性能，能够显著改善电子传输，从而提高传感器的灵敏度和检测能力[16]。这些方法特别适用于生物样本中抗癫痫药物的实时监测，为治疗药物管理提供了新的机会[17]。本文综合分析了用于检测主要抗癫痫药物的电化学检测方法，首先使用VOSviewer软件筛选了相关文献，然后选择了近年来研究较多的几种药物，并简要介绍了它们的药理机制和临床意义，最后详细分析了用于这些药物检测的电化学技术和传感器平台，比较了各种分析方法的性能，并强调了创新的电极改进措施。最后讨论了电化学药物监测领域的当前挑战和未来发展方向。

**2. 文献计量数据分析**
为了研究癫痫药物诊断的相关研究趋势，我们对PubMed数据库进行了全面检索。通过搜索“epileptic drug diagnosis”关键词收集数据，并使用VOSviewer软件分析关键词之间的共现模式和主题关联。2005年至2025年间，共发现了3645篇相关文章，涉及9818个关键词。通过去除低频关键词并整合同义词和语义等效词，最终得到了412个重要关键词。分析重点关注了癫痫、机器学习、电化学传感、色谱技术、认知（包括检测和监测）、生物标志物以及特定的抗癫痫药物（如丙戊酸、左乙拉西坦、卡马西平、拉莫三嗪）等主题。图1展示了2005年至2025年间这些关键词之间的共现网络关系。在该框架下，与癫痫密切相关的关键词（尤其是与抗癫痫治疗和发作活动相关的关键词）成为共现结构中的核心主题，其中最强的关联出现在2015年之前。研究表明，癫痫和发作是两个主要的研究焦点，同时癫痫还与其他研究主题存在广泛的联系。

**3. 抗癫痫药物**
癫痫的治疗需要谨慎使用抗癫痫药物。由于癫痫发作和患者对药物反应的异质性，个性化治疗对于有效控制发作和预防并发症至关重要。左乙拉西坦、卡马西平、拉莫三嗪、丙戊酸和苯妥英等药物通过调节离子通道、释放神经递质或影响突触活动等多种机制发挥作用[18]。丙戊酸因疗效显著且适用范围广而常用于治疗全面性癫痫发作；卡马西平则更适用于部分性癫痫发作和继发性全面性癫痫发作；拉莫三嗪因安全性较高（尤其是对孕妇）而受到青睐。左乙拉西坦在妊娠期和老年患者中也更为常用，因为它耐受性良好、与其他药物的相互作用少且剂量方便调整[21]。然而，过量使用或剂量不当可能导致头晕、疲劳、胃肠道紊乱等副作用，严重情况下还可能引发肝毒性、血液系统异常和过敏反应。此外，这些药物之间可能存在相互作用，影响药代动力学[22]。对于孕妇癫痫患者，不适当的抗癫痫药物使用可能对母婴健康造成威胁，某些药物甚至可通过胎盘影响胎儿的发育[23]。因此，密切监测药物浓度至关重要。

**3.1. 左乙拉西坦**
左乙拉西坦是一种吡咯里酮衍生物，化学式为(S)-乙基-2-氧-1-吡咯烷酰胺（C8H14N2O2），其吡咯里酮环与氨基羰基相连，形成羧酰胺和吡咯里酮化合物。左乙拉西坦口服吸收迅速（生物利用度约100%），能迅速穿过血脑屏障进入中枢神经系统[24][25]。临床推荐剂量为每天1000–3000毫克，对应的血浆浓度约为10–30微摩尔。其快速进入中枢神经系统的原因尚不明确，但研究表明它在给药后两小时内即可穿过血脑屏障并扩散到脑细胞外液中。左乙拉西坦几乎不与血浆蛋白结合，可能通过被动扩散进入脑脊液[26][27]。其抗癫痫作用机制是通过与突触囊泡糖蛋白2A（SV2A）结合来调节神经递质释放，从而稳定神经元活动。与其他抗癫痫药物（如苯二氮卓类和苯巴比妥）不同，左乙拉西坦不会直接干扰GABA等神经递质或离子通道，因此副作用较少[28][29]。Mejia等人的研究还发现左乙拉西坦具有显著的抗氧化作用[30]：在颞叶癫痫大鼠模型中，左乙拉西坦增强了抗氧化酶过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性，降低了海马区的过氧化氢水平。此外，左乙拉西坦具有清除羟基自由基（HO–）的能力，表明其具有直接的抗氧化效果，从而保护神经元免受氧化应激的损害。

**3.2. 其他抗癫痫药物**
卡马西平常用于治疗全面性癫痫发作，因其疗效强且适用范围广；拉莫三嗪适用于部分性癫痫发作和继发性全面性癫痫发作，具有较好的兼容性和长期疗效；苯妥英则因其安全性较高而常用于育龄妇女。左乙拉西坦在妊娠期和老年患者中也更为常用。这些药物通过不同机制调节神经元兴奋性。过度使用或剂量不当可能导致副作用，如头晕、疲劳、胃肠道紊乱等，严重情况下还可能引发肝毒性、血液系统异常和过敏反应。通过固定MXene@rGO来修饰PGE。将双链DNA（dsDNA）固定在MXene@rGO/PGE表面上。通过电沉积在MXene@rGO/PGE表面上添加垂直取向的钴掺杂氧化石墨烯（Co-doped graphene oxide）进行改性。最后，将该传感器应用于通过电化学扫描伏安法（SWV）测定左乙拉西坦[34]。 (C) 在pH 3.0的Brighton Robinson缓冲液中，使用MoS2修饰的铅笔石墨电极（紫色）、未经修饰的铅笔石墨电极（蓝色）和空白缓冲液（绿色）对左乙拉西坦进行循环伏安图测量[35]。 (D) 在0.1 M PBS（pH 6.5）中，随着左乙拉西坦浓度的增加，在AgNP/CILE传感器上进行的差分脉冲伏安图，浓度范围为1至300 ng/mL（:(1) 1.0, (2) 7.5, (3) 15, (4) 30, (5) 45, (6) 60, (7) 75, (8) 120, (9) 180, (10) 230 和 (11) 300 ng/mL）（插图：峰电流与左乙拉西坦浓度的线性校准曲线）[36]。由于左乙拉西坦几乎完全被吸附，其可用性和血浆浓度与剂量成正比增加。左乙拉西坦的半衰期大约为给药后6小时，尽管它不被肝细胞色素P450酶代谢，但其乙酰胺基团会通过酶促水解转化为非羧基代谢物，而羟基化和环开环等次级代谢物也很常见。左乙拉西坦的代谢产物最终通过肾脏排出[31]，[32]。左乙拉西坦的半衰期约为6小时。在代谢过程中，其乙酰胺基团通过酶促水解转化为非羧基代谢物。然而，左乙拉西坦不被肝细胞色素P450酶代谢，而是通过其他酶的作用产生的代谢物通过肾脏排出。左乙拉西坦及其代谢物通常被身体良好耐受，副作用如嗜睡、头晕和情绪变化很少发生[33]。3.1.2. 左乙拉西坦的电化学检测和纳米传感器改性左乙拉西坦与大多数神经退行性疾病药物不同，它缺乏强电活性基团，其结构中仅含有酰胺环和乙基链。虽然酰胺和氮原子提供有限的电化学活性，但需要较高的氧化电位，这种缺乏电活性基团的特点使其电化学检测具有挑战性，相关研究也较少[37]，[38]。然而，在El-Zahry [34]的研究中，使用了一种用MXene@rGO改性的铅笔石墨电极（PGE）和双链DNA（dsDNA）特异性传感器，通过SWV电化学技术检测药物制剂和受污染废水中的左乙拉西坦。MXene@rGO纳米片是通过MXene与氧化石墨烯的水热处理制备的，然后滴涂到PGE上。随后在室温下干燥，并通过将DNA溶液滴涂到改性电极上来固定dsDNA。最后，通过在含有GO和硝酸钴的缓冲液中旋转电极，形成了垂直取向的钴掺杂氧化石墨烯纳米复合材料，从而制备出多功能表面（图2B）。MXene@rGO具有导电的二维结构，可以增加电极表面积和电子转移位点以及催化剂固定能力。dsDNA作为纳米材料之间的生物聚合物桥梁，增强了薄膜稳定性和层间结合以及π-π相互作用，从而实现了左乙拉西坦的特异性吸附。垂直取向的钴掺杂氧化石墨烯（VOGO）提供了电催化活性位点，改善了电化学机制，同时由于VOGO的三维排列和钴的固有电催化效应，提高了抗干扰性能，增强了电极的灵敏度和选择性。基于Co@VOGO/dsDNA/MXene@rGO/PGE电极的传感器通过药物在电极界面的扩散、在复合表面上的吸附以及电化学氧化的通用机制来检测左乙拉西坦。检测限（LOD）和灵敏度分别为0.364 nM和3.43 μA·μM，能够检测到0.5至60 μM范围内的左乙拉西坦。在存在金属离子、酪氨酸、尿酸和葡萄糖等常见药物干扰物的情况下，传感器的信号变化小于5%，并且电极在20天内保持稳定（RSD小于2%）。在一项伏安研究中，Agarwal等人[35]使用用硫化钼（MoS2）纳米花改性的PGE电极通过方波剥离伏安法（SWSV）检测左乙拉西坦。首先，将一个尖端直径为0.5毫米的铅笔与铜线（作为导电基底）接触，然后用砂纸打磨一端，并在装有环氧树脂的塑料管中烘烤后涂上黄油。接着，制备了由MoO3和KSCN前体水热合成的MoS2悬浮液，并将制备好的PGE浸入其中。通过在表面上吸附MoS2，最终得到了电极。在MoS2的合成过程中还添加了柠檬酸和月桂基硫酸钠（SLS），以获得形态和大小均匀的纳米颗粒。用MoS2修饰PGE带来了显著的优势，如表面积显著增加、电子转移更顺畅以及更明显的伏安信号。另一方面，MoS2本身具有较高的电催化活性，便于测量。图2C显示了在Brayton-Robinson缓冲液中，PGE和MoS2/PGE的循环伏安图，其中MoS2/PGE在1.1 V（vs. Ag/AgCl）处有一个尖锐且不可逆的峰，证实了电极的改性效果。研究表明，左乙拉西坦的氧化主要是一个受扩散控制的过程，同时也受到吸附速率的影响。由于两个电子和两个质子（2e?/2H+）的转移，在测量中观察到了一个明确的峰。所提出的传感器在72?130μM的左乙拉西坦氧化峰电流范围内表现出线性行为，并记录了14.2 μM的检测限。在三周的时间内，信号衰减可以忽略不计，且再现性良好（RSD 0.18%?2.3%）。在另一项研究中，使用银纳米颗粒（AgNP/CILE）改性的碳离子液体电极来检测药物制剂和人血浆中的左乙拉西坦。CILE是通过将石墨粉与离子液体1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（EMIMPF6）和石蜡混合制备的，然后使用双脉冲恒电技术将AgNPs电沉积在CILE表面上。EMIMPF6在碳浆中起到粘合剂的作用，同时提高了电极的稳定性和导电性。AgNPs提供了催化位点，增强了药物的氧化作用并降低了电极电阻。这项研究最重要的创新是使用了离子液体和AgNPs，这增强了左乙拉西坦这种氧化电位很低的药物的氧化峰。扫描速率在10至100 mV/s范围内的变化表明，左乙拉西坦氧化峰电流与扫描速率的平方根呈线性关系，表明电化学电流受扩散控制。另一方面，峰电位对pH的依赖性表明了质子耦合的电子转移，即涉及等量的电子和质子（斜率为-0.051 V/pH，接近理论值-0.0576 V/pH）。在这项研究中，检测机制被认为是基于吡咯烷酮环中酰胺氮或相关官能团的氧化以及一个耦合的氧化-还原过程（电子-质子平衡）。所提出的传感器在5.9 nM至1.77 μM的线性范围内检测到了左乙拉西坦，检测限为4.13 nM，灵敏度很高，相关系数为0.9948（图2D）。该传感器还具有高选择性，在存在100倍浓度的干扰药物（对乙酰氨基酚、加巴喷丁、丙戊酸）和生物分子（抗坏血酸、半胱氨酸、葡萄糖和酪氨酸）的情况下仍能准确检测左乙拉西坦[36]。总结：左乙拉西坦由于其几乎完全的口服生物利用度、可忽略的血浆蛋白结合、有限的肝脏代谢以及主要通过肾脏排泄的特点，在药代动力学上优于许多传统抗癫痫药物（AEDs），从而减少了药物之间的相互作用可能性，使其适合联合治疗。就作用机制而言，其对SV2A蛋白的高亲和力提供了相对特异的突触靶点，而其抗氧化和神经保护作用表明其治疗效果不仅限于抑制癫痫发作。尽管左乙拉西坦通常耐受性良好，但在长期治疗期间仍可能出现神经心理不良反应，如易怒、情绪改变和行为变化。从电化学检测的角度来看，由于该分子缺乏高度电活性的官能团，通常需要较高的氧化电位，因此其电化学检测具有分析上的挑战性。然而，电极表面工程可以显著提高电子转移、吸附能力、催化活性和抗干扰性能。3.2. 卡马西平3.2.1. 药理学和临床重要性卡马西平（C15H12N2O）是一种不溶于水的药物，属于三环化合物，含有一个二苯并氮杂环系统与一个羧酰胺基团融合，被归类为二苯[b,f]氮杂环衍生物。其结构由芳香环连接到七元氮杂环上，这对其药理性质有贡献[39]。卡马西平是一种合成药物，不在人体内自然产生，通过饮食摄入进入体内。由于其适度的亲脂性（LogP约为2.45），它可以通过被动扩散轻松穿过细胞膜并穿过血脑屏障（BBB）。该药物在给药后4至8小时内对神经系统发挥最佳效果。临床上，卡马西平的有效剂量为每天600至1200毫克，对应的血浆浓度约为30至10 μM[40]。卡马西平是一种抗惊厥药物，主要用于治疗癫痫、局灶性和全身性强直-阵挛性发作。此外，它还被用作情绪稳定剂，用于治疗双相情感障碍、神经性疼痛和三叉神经痛。其作用机制基于阻断神经细胞膜中的电压门控钠通道。通过阻断这些通道，卡马西平降低了神经元的高频放电能力，从而减少了异常的神经兴奋性[41]，[42]。卡马西平中连接到七元氮杂环上的芳香环提供了一个刚性、平坦且亲脂的分子框架，有助于与电压门控钠通道的相互作用，卡马西平的药理性质基于这种结合能力。这种三环结构还增加了穿过细胞膜和血脑屏障的能力，确保了药物对中枢神经系统的作用[43]，[44]，[45]。卡马西平的半衰期约为12至17小时；然而，连续给药会导致自代谢，使半衰期缩短至5至12小时。该药物在肝脏中由细胞色素P450酶代谢，产生活性代谢物卡马西平-10,11-环氧酯，这既带来治疗效果也带来副作用。卡马西平的代谢反应涉及在10,11-卡马西平双键上添加一个氧原子，生成活性药物化合物卡马西平-10,11-环氧酯。卡马西平-10,11-环氧酯具有与卡马西平相同的药理性质，并且容易穿过血脑屏障，可以补充卡马西平的作用[46]，[47]，[48]。多项研究表明，卡马西平能够诱导细胞色素P450酶产生卡马西平-10,11-环氧酯，长期使用会增加清除率并缩短半衰期。在代谢途径的后续阶段，卡马西平-10,11-环氧酯被环氧水解酶代谢为卡马西平-10,11-二醇，这是一种无活性的二羟基化合物，由于其更高的水溶性，容易通过尿液排出[49]，[50]（图3A）。卡马西平通过细胞色素P450酶转化为活性药物化合物卡马西平-10,11-环氧物，然后通过环氧水解酶的羟基化作用进一步转化为无活性的药物化合物卡马西平-10,11-二醇[51]。(B) 使用Apta–Chip适配体传感器记录的DPV信号，在不同浓度的卡马西平（从1 fM到900 nM）孵育后的变化。(C) 相应的校准曲线显示三个线性动态范围，具有高相关系数，尤其是在非常低的浓度（1 fM到1 pM）下表现出高灵敏度。(D) 卡马西平孵育后未改性的ITO（1）和Apta–Chip表面（2）的照片，显示出随着卡马西平浓度的增加，颜色从蓝色变为绿色再变为黄色。(E) 从图像中提取的红、绿、蓝三种颜色强度值的直方图（插图：绿色指数的校准曲线与CBZ浓度的对数用于视觉量化），以及(F) 在与不同潜在干扰药物（咪达唑仑（MID）、氯胺酮（KTM）、劳拉西泮（LRZ）、利他林（RIT）、普萘洛尔（PRL）一起孵育后记录的DPV峰电流的条形图[52]。(G) 在0.1 M PBS（pH 8.0）中，Ni–MOF/Nafion/GCE电极对不同浓度卡马西平（20 μM至300 μM）的SWV响应。(H) 卡马西平浓度对数与比率信号（R = Ipa,carbamazepine /Ipa,Ni–MOF）的校准图，显示出线性关系（R2 = 0.9816）。(I) 常见无机离子和生物分子在卡马西平检测中的选择性（RInterfer/Rcarbamazepine，%）。(J) 在15天内的传感器稳定性评估，比率信号保持了初始响应的85.8%[53]。

3.2.2. 创新的电极修饰和分析指标
由于卡马西平的治疗窗口较窄且高浓度下可能存在毒性，因此其检测具有重要意义。仔细监测卡马西平浓度有助于优化剂量并改善临床效果。卡马西平的结构中包含两个苯环连接到一个七元氮杂环上，氮杂环上还连接着一个羧酰胺基团（–CONH2），以及双键和芳香环，这些结构为电化学检测提供了许多活性位点。羧酰胺基团的存在也为分子支架中的氢键形成和适配体在传感器中的应用提供了可能[17]，[54]。在Arhami等人的研究中[52]，他们通过将聚苯胺（PANI）纳米膜集成到氧化铟锡（ITO）电极上制备了一种电致变色适配体传感器“Apta–Chip”来检测卡马西平。他们将涂有ITO的聚对苯二甲酸乙二醇酯片材切割成小片，并在酸性苯胺溶液中对其电聚合聚苯胺纳米膜。然后使用戊二醛对PANI表面进行功能化处理，以共价结合适配体的氨基，未结合的活性位点则用牛血清白蛋白（BSA）封闭。ITO提供了一种具有导电性的基底，并能够光学监测颜色变化。PANI是一种具有多色电致变色特性的导电聚合物，为适配体结合提供了较大的表面积。由于其高亲和力和对卡马西平的良好选择性，该适配体实现了分子水平的特异性检测。[Fe(CN)6]3–/4–氧化还原探针的电化学动力学分析结果显示，经过PANI修饰后，电荷转移电阻降低；但适配体固定和卡马西平结合后，由于形成的复合物的空间阻碍和绝缘效应，电荷转移电阻增加。传感机制基于适配体与卡马西平之间的相互作用，这种相互作用导致结构变化并产生空间阻碍，从而减少了氧化还原探针的电子转移，同时干扰了PANI的电致变色效应，导致电流响应减弱和颜色强度变化。所提出的传感器在卡马西平检测中的检测限（LOD）为333.33 aM，线性动态范围宽，从1 fM到900 nM，且峰值随着卡马西平浓度的增加而更加准确（图3B）。相应的校准曲线表明该传感器在低浓度下的灵敏度很高；5428.4 μAnM–1（图3C）。图3D还展示了未改性的ITO基底（无颜色变化）与改性的Apta–Chip表面在不同卡马西平浓度下的颜色变化。提取的红、绿、蓝（RGB）颜色强度值的直方图显示，G成分的颜色变化明显依赖于卡马西平浓度的变化，G强度与CBZ浓度的对数关系表明该适配体能够同时进行卡马西平的视觉和电化学测定（图3E）。由于特异性结合，未观察到干扰（图3F），所提出的传感器具有高重复性（RSD ～3.1%），并在10天内恢复了95%的初始活性[53]。

在另一项研究中，使用含有对苯二甲酸金属有机框架（Ni–MOF）和Nafion作为薄膜形成剂的GCE电极，通过循环伏安法（CV）和扫描伏安法（SWV）技术检测卡马西平。在电极制备过程中，使用硝酸镍六水合物和对苯二甲酸作为前驱体通过水热法合成Ni–MOF纳米片，然后将其滴涂到GCE表面形成最终电极。Ni–MOF提供了更大的表面积（是裸露Nafion的4倍），并具有活性的镍氧化还原中心，可逆的Ni2+/Ni3+氧化还原峰作为内部参考，增强了电子转移和卡马西平的催化氧化。所提出的传感器在+1.22 V处监测到卡马西平的氧化峰，在+0.54 V和+0.39 V处监测到Ni–MOF的可逆氧化还原峰，卡马西平峰与Ni–MOF峰的比值被用作内部参考和分析信号（换句话说，在+1.18 V处出现卡马西平的不可逆氧化峰，而Ni–MOF的可逆氧化还原峰（Ni3+/Ni2+）保持恒定在+0.54 V和+0.39 V）。CV研究表明，卡马西平浓度的增加与Ni–MOF氧化还原峰以及卡马西平氧化电流的增加之间存在直接关系，表明这是一个受表面控制的传输过程。Laviron分析表明卡马西平发生了不可逆的两电子氧化，反应速率常数（Ks）约为0.31 s–1。图3G全面展示了这项研究的分析性能，其中Ni–MOF/Nafion/GCE电化学传感器在0.1 M PBS（pH 8.0）中检测卡马西平。在SWV曲线中，卡马西平浓度的增加提高了卡马西平氧化峰的高度，而Ni–MOF氧化峰作为内部参考信号保持稳定。卡马西平浓度对数与卡马西平氧化峰电流与Ni–MOF氧化峰电流的比值（R）之间存在强线性相关性，传感器在20–300 μM的浓度范围内以优异的灵敏度检测卡马西平，检测限为1.03 μM（图3H）。此外，选择性测试显示常见物质的干扰小于7%（图3I），并且在15天后仍保留了86%的初始信号（图3J）[53]。

在Hammoud等人的研究中[55]，基于GCE上的电聚合MIPs进行了卡马西平检测，并利用氧化还原介导的铁氰化物/亚铁氰化物偶联（[Fe(CN)6]3–/4–）进行间接检测。为了修饰GCE电极，在循环伏安法循环（10次循环，0.0至+1.4 V）中，将聚(3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）在含有卡马西平分子的乙腈溶液中电聚合。然后去除卡马西平模板分子并制备出传感器。同样在没有卡马西平的情况下也进行了相同的实验，以获得非模板聚合物（NIPEDOT）作为对照。PEDOT是一种具有优异电化学特性的导电聚合物基质，适用于电化学检测。电极修饰提高了GCE电极表面的选择性，并增强了传感器的操作稳定性和灵敏度。传感机制基于结合引起的信号变化，因为卡马西平分子占据了MIPs中的空位，从而调节了氧化还原介质的电子转移速率。通过线性回归确定的检测限约为0.98 mM，能够在0.1 mM至2.0 mM的浓度范围内检测卡马西平。与基于聚吡咯的MIPs的结果相比，基于MIPEDOT的传感器显示出明显的优势，这归因于PEDOT的导电性能和电子传输能力。尽管选择性很高，但该传感器的检测限较高，不适用于临床低水平的卡马西平检测。表1列出了在卡马西平电化学检测领域进行的研究。

表1. 在卡马西平电化学检测领域进行的研究突出了电极的关键特性和检测中的关键因素。

| 电极 | 技术 | 中间体 | LOD (nM) | 评估的干扰物 |
|---------------|-------------------|-----------------|-----------------|
| TBACl/g–C3N4/CPE | CV, SWV | BRB (pH 7), urine | 0.42–9.3 |
| (NH4)2C2O4, CaCl2, Na3PO4, MgSO4, urea, UA | [56] |
| [BnMIM]PF6/CPE | CV, CA, DPV | PBS (0.1 M, pH 6.8) | 7–70 |
| K+, Na+, Cl–, NO3–, SO42–, glucose, saccharose, urea, tartaric acid | [57] |
| MIP/hAgNS/GCE | CV, EIS | Serum, HepG2 cells | 0.00–0.6 |
| 0.032O | CBZ, DFC, BPA, DBA, SPB | |
| NiO/ZnO/GCE | CV, EIS | BRB (0.04 M, pH 3) | 5–10 |
| 80K+, Na+, Cl–, glucose, AA | [59] |
| ZSM–5/TiO2/CPE | CV, DPV, CAP | PBS (0.1 M, pH 5.0) | 6.0–9 |
| 1040– | | |
| [60] | DNA aptamer | CV, EIS, SWV | PBS, blood | 0.01–10 |
| 1.25 | 10,11–epoxide, OCBZ, doxepin, amitriptyline, protriptyline | |
| dihydro–10–hydroxycarbamazepine, glucose, UA, AA | [61] |
| GdVO4/f–CNF/GCE | CV, EIS | PBS (0.1 M, pH 7.0) | 0.01–15 |
| 71.8 | AA, DA, UA, glucose, fructose, sucrose, NaCl, KCl, NaSO4 | |
| Fe/SnO2/SPC | SWV, CV | PBS (1 M, pH 7.0) | 0.5–10 |
| 92K+, Na+, Mg2+, Fe2+, Ca2+, DA, glucose, UA, AA | [63] |
| Cu2+–NaA/NG/GCE | SWV, CV | PBS (0.1 M, pH = 7.0) | 0.01–8 |
| 6.3 | | |
| [64] | Gr/MWCNT/CIL | CV, DPV, EIS | BRB (0.04 M, pH 2.0) | 1–6 |
| 233 | Glucose, fructose, lactose, sucrose, AA, urea, UA, K+, Na+, Cl?, NO3? | |
| 65 | Fe3O4/PPy–Cu/CIL | CV, DPV, EIS | CABR (pH 2.0), serum, urine | 0.05–25 |
| 32 | NaCl, KNO3, Tryptophan, Cysteine, UA, AA | |
| [66] | rGO/SWCNT/GCE | EIS, Amp, CV | PBS (0.1 M, pH = 5.0) | 0.05–3 |
| 29 | | |
| [67] | Fullerene–C60/GCE | CV, DPV | PBS (0.1 M, pH = 7.2) | 0.09–10 |
| 16 | AA, glucose, sucrose, dextrose, acacia powder, starch, talc | |
| ZrO2 /CQD/CPE | CV, DPV | PBS (0.04 M, pH = 6.0) | 0.003–9 |
| 6.6 | 7.5 | Lactose monohydrate, magnesium stearate, croscarmellose sodium, corn starch | |
| MWCNTs/GCE | SWV | PBS (0.1 M, pH 7.0) | 0.13–1.6 |
| 40 | Clofibric acid, Ibuprofen, Atenolol, DFC, OCBZ | |
| BPA; Bisphenol A, CIL | PE; Carbon ionic liquid paste electrode, Cu2+–NaA/NG; Cu2+ loaded "Zeolite A" hybridized with nitrogen–doped graphene, DBA; | |
| Diallyl bisphenol A, DFC; Diclofenac, f–CNF; Functionalized carbon nanofiber, GdVO4; Gadolinium vanadate nanostructure, hAgNS; | |
| Hollow silver nanospheres, MIP; Molecularly imprinted polymer, [BnMIM]PF6; Ionic liquid 1–benzyl–3–Methylimidazole hexafluorophosphate, OCBZ; | |
| Oxcarbazepine, SPB; 4,4′-sulphonylbis, TBACl; Ionic liquid tetrabutylammonium chloride, ZSM–5; ZSM–5 Nanozeolite | |

总结：卡马西平在治疗局灶性和全身性强直-阵挛性癫痫发作方面具有公认的有效性，并且在三叉神经痛和双相情感障碍等多种神经和精神疾病中也有治疗用途，因此被广泛用作抗癫痫药物（AEDs）。卡马西平的药理作用主要是通过抑制电压门控钠通道来稳定神经元膜，从而抑制重复的神经元放电。此外，其三环和中等亲脂性的分子结构使其能够有效穿过生物膜和血脑屏障，从而增强中枢神经系统的活性。然而，卡马西平治疗也伴随着一些临床挑战。其活性代谢物的形成会诱导肝脏中的细胞色素P450酶，导致自诱导现象，这使得剂量调整变得复杂，并增加了不良反应或药物相互作用的风险。随着纳米材料、分子识别元件和导电聚合物基质的发展，卡马西平的电化学检测技术取得了显著进步。诸如电致变色适配体传感器、基于金属有机框架的电极和分子印迹聚合物系统等方法突显了表面工程在提高灵敏度、选择性和信号稳定性方面的关键作用。基于适配体的传感器展示了非常低的检测限和高分子特异性，而基于MOF的电极提供了比率传感策略，提高了分析的可靠性。然而，不同研究中报告的检测限和线性范围差异较大，并非所有传感器都能在临床相关浓度范围内工作。实际上，它能够迅速与钠离子通道结合并使其失活，从而稳定神经元膜，减少作为兴奋性神经递质的谷氨酸和天冬氨酸的释放。抑制如HCN这样的离子通道可以抑制癫痫发作活动，同时保持正常的神经元功能[73]，[76]。拉莫三嗪不受细胞色素P450酶的影响，从而降低了细胞色素介导的相互作用的可能性；然而，它会在肝脏中通过葡萄糖醛酸化作用生成药理上无活性的代谢物，例如2-N-葡萄糖醛酸酯。UDP-葡萄糖醛酸转移酶（UGTs），特别是UGT1A4和UGT2B7，在肝脏中将拉莫三嗪代谢为2-N-葡萄糖醛酸酯，其副产物包括5-N-葡萄糖醛酸酯和2-N-甲基衍生物，这一过程由UGT1A4和UGT2B7的活性促进。这些葡萄糖醛酸酯衍生物增加了拉莫三嗪的溶解度，促进了其通过肾脏的排泄。拉莫三嗪借助转运蛋白穿过血脑屏障，并通过被动扩散和有机阳离子转运蛋白SLC22A1进入神经元，在神经元内部阻断电压门控钠通道和高电压激活的钙通道，从而减少兴奋性神经递质的释放。随后，它在肝脏中主要通过UGT1A4和UGT2B7酶的作用被代谢为无活性的葡萄糖醛酸酯代谢物并通过肾脏排出[77]，[78]（图4A）。

拉莫三嗪是一种作用缓慢的药物，其疗效通常具有剂量依赖性，需要数周甚至数月才能达到完全的治疗效果。增加剂量通常可以提高疗效，但也会伴随头痛、头晕、视力模糊、皮疹和恶心等副作用。然而，与其他抗癫痫药物（如苯巴比妥和卡马西平）相比，它的安全性和副作用较低，因此更适用于长期使用[79]，[80]。

3.3.2 电化学性质和传感器研究
由于拉莫三嗪具有重要的治疗作用，并且需要密切监测以避免因滥用而产生的不良后果，因此对其的电化学性质进行研究至关重要。拉莫三嗪的化学结构中含有一个三嗪环和一个电活性的偶氮官能团（-N=N-）。在电化学检测过程中，偶氮基团会发生可逆或不可逆的氧化还原反应，从而实现对拉莫三嗪的检测[83]。下面回顾了针对拉莫三嗪进行的电化学研究。在Behbahani等人的研究中[81]，他们使用差分脉冲伏安法（DPV）选择了性地检测拉莫三嗪。他们采用了一种基于磁性碳 paste 电极（MC-CPE）的方法，该电极表面涂覆了专门针对拉莫三嗪设计的磁性分子印迹聚合物（Magnetic-MIP）纳米颗粒。MC-CPE是通过将石墨粉与石蜡油混合并封装在聚乙烯管中，并在电极背面嵌入一个4.0特斯拉的强永磁体制成的；使用时，Magnetic-MIP纳米颗粒会被磁力吸引到电极表面。核心-壳层Fe3O4@SiO2纳米颗粒作为磁性纳米颗粒提供了强大的磁响应，同时使电极表面化学稳定并具有功能性。甲基丙烯酸作为MIP聚合物的单体与拉莫三嗪形成氢键，而乙二醇二甲基丙烯酸酯作为交联剂稳定了聚合物。这些结构使得拉莫三嗪能够与葡萄糖醛酸结合，从而提高其溶解度并促进其肾脏排泄[77]，[78]（图4A）。

拉莫三嗪通过血脑屏障的途径包括进入和退出转运蛋白，以及通过有机阳离子转运蛋白SLC22A1进入神经元。在神经元内部，它阻断电压门控钠通道和高电压激活的钙通道，减少兴奋性神经递质的释放。随后，它在肝脏中主要通过UGT1A4和UGT2B7酶的作用被代谢为无活性的葡萄糖醛酸酯代谢物，并通过肾脏排出[77]，[78]（图4B）。此外，拉莫三嗪还表现出良好的重复性，标准偏差为5-6%，并且由于其基于形态学的特异性结合能力，该传感器能够在复杂的生物基质中检测拉莫三嗪。值得注意的是，这种传感器在24周后仍能保持其功能效率[82]。

另一项研究使用线性扫描伏安法（LSV）和经过电化学预处理的石墨铅笔电极来检测拉莫三嗪。他们通过电化学活化（在酸性缓冲液-0.20 V至+3.00 V之间进行十次循环伏安扫描）制备了传统的铅笔电极。这种预处理可能引入了含氧基团，增强了电子转移动力学和电极灵敏度。电解在pH 4.56的Brighton-Robinson缓冲液（BRB）中进行，为拉莫三嗪的准可逆氧化反应提供了酸性环境。在循环伏安研究中，出现了明显的阳极和阴极峰，表明氧化还原过程是准可逆的，且反应速率受扫描速率的影响。反应机制符合能斯特行为，电子和质子的数量相等。峰电流的对数与扫描速率的对数之间的关系显示斜率为0.71，表明反应速率受扩散和吸附过程控制。预处理的电极对拉莫三嗪的检测限为19.4 μM，动态范围为25 μM至1 mM[82]。尽管该传感器的检测限对于药物制剂来说足够，但仍有改进的空间，可以通过修改电极的纳米结构来实现更好的性能[82]。此外，这种检测方法尚未在真实样品的复杂基质中得到验证[83]。

在Smarzewska等人的研究中[83]，为了研究拉莫三嗪的氧化还原行为，使用了循环可再生银汞合金电极（Hg(Ag)FE）进行还原反应，以及经过多壁碳纳米管和还原氧化石墨烯（MWCNT/rGO-GCE）改性的玻璃碳电极进行氧化反应。Hg(Ag)FE电极是通过将汞合金薄膜在每次测量前通过汞槽滚动和挤压制成的。MWCNT/rGO-GCE则是通过将MWCNTs和还原氧化石墨烯粉末以1:5的质量比混合后滴涂在GCE上制备的。在Hg(Ag)FE电极表面，拉莫三嗪通过2e-/2H+反应可逆地还原三嗪环中的偶氮键（-N=N-）。在MWCNT/rGO-GCE电极上，氧化过程中拉莫三嗪的游离氨基与电极表面共价结合形成偶氮二聚体。Hg(Ag)FE的检测限和动态范围分别为220 nM至5 μM[83]，而MWCNT/rGO-GCE的检测限和线性范围分别为2.2 nM至7 μM[83]。在干扰研究中发现，抗坏血酸会干扰MWCNT/rGO-GCE的检测性能，而布洛芬和尿素会干扰Hg(Ag)FE的检测性能。因此，在这项比较研究中，MWCNT/rGO-GCE在检测限、灵敏度和检测范围方面表现优于Hg(Ag)FE[83]。尽管Hg(Ag)FE在电极表面重复性和测量稳定性方面更优，且汞的使用量较低（每年约10 μL），且无需复杂制备，但其检测限不够理想。

总结：拉莫三嗪具有有利的药代动力学特性，因为它与细胞色素P450酶的相互作用较少，其代谢主要通过UGT酶的葡萄糖醛酸化作用进行，从而降低了临床显著的药物相互作用的可能性。其主要药理机制是通过抑制电压门控钠通道，进而减少兴奋性神经递质（特别是谷氨酸和天冬氨酸）的释放，从而稳定神经元活动。由于拉莫三嗪分子结构中存在电活性官能团（尤其是偶氮和氨基），电化学传感器显示出很大的潜力。与卡马西平等药物相比，拉莫三嗪的电化学检测研究较少。尽管如此，已经探索了几种检测平台，包括基于分子印迹聚合物（MIP）的电极、预处理的石墨电极和纳米结构碳材料（如MWCNT/rGO复合材料）。基于MIP的传感器具有高分子选择性和极低的检测限，而纳米碳改性的电极显著增强了电子转移动力学和信号放大。尽管有这些优势，但仍存在一些限制，例如一些传感器依赖于复杂的制备过程或特殊材料，这可能限制了其可重复性和大规模应用。此外，实验条件、基质类型和验证协议的不同使得不同研究之间的分析性能难以直接比较。

3.4 左乙拉西酸
左乙拉西酸（VPA）是一种支链脂肪酸，IUPAC名称为2-丙基戊酸，其结构由一个羧基连接到一个饱和的8碳骨架上，并带有丙基侧链。VPA具有亲脂性，能够容易地穿过细胞膜和血脑屏障。除了急性治疗需要静脉注射外，通常口服给药，其生物利用度高达80%。该药物主要与白蛋白结合，并分布在大脑组织中。VPA广泛用于治疗癫痫患者，但也用于其他类型的癫痫发作，如强直-阵挛性、肌阵挛性等。临床有效剂量为每天600-2000毫克，对应的血浆浓度约为350-700 μM[84]，[85]。VPA具有抗惊厥和稳定情绪的作用，通过抑制GABA降解酶（琥珀酸半醛脱氢酶和GABA转氨酶）来增加GABA这种抑制性神经递质的浓度。此外，VPA通过阻断电压门控钠通道稳定神经元膜，防止高频尖峰放电。研究表明，它还影响T型钙通道并调节组蛋白去乙酰化酶，从而改变基因表达，从而稳定情绪[86]，[87]，[88]。VPA可以通过三种不同的途径代谢（图5A）：在线粒体β-氧化途径中生成2-en-、3-en-和4-en-左乙拉西酸；在UGT酶介导的葡萄糖醛酸化途径中生成左乙拉西酸-葡萄糖醛酸酯；在细胞色素P450酶介导的氧化途径中生成肝毒性代谢物。2-丙基-2-戊烯酸是VPA最重要的活性代谢物之一，而肝毒性代谢物4-烯-VPA会导致肝脏损伤。最终，VPA以葡萄糖醛酸酯和氧化代谢物的形式通过尿液排出[89]，[90]（图5）。

仔细监测VPA的剂量及其在体内的变化是必要的，因为当VPA与蛋白质结合达到饱和时，高剂量会导致非线性动力学和循环VPA浓度的增加，从而增加副作用和毒性[92]，[93]。定期监测VPA水平对于优化癫痫、双相情感障碍和偏头痛预防等疾病的剂量至关重要。同时，这也有助于有效控制癫痫发作或情绪波动，同时减少肝损伤、血小板减少和神经毒性等风险[97]。关于VPA的电化学测量的研究有限，因为VPA是一种脂肪酸，其电活性位点是羧酸基团，在负电位下会发生氧化还原反应，这使得理论上难以获得明显的电化学信号。然而，这一领域已有相关研究报道[96]、[98]。在Roushani等人的研究中[94]，使用涂有磁性分子印迹聚合物（MMIP）的碳糊电极（CPE）通过差分脉冲伏安法（DPV）和循环伏安法（CV）技术来测量VPA。他们制备了80毫克石墨粉和50微升石蜡油的混合物，然后将磁铁放入CPE电极体内，通过磁吸附使CPE附着在电极表面。Fe3O4纳米颗粒作为磁芯，促进了其容易吸附到电极表面。甲基丙烯酸（MAA）作为MIP的功能单体，使其能够与VPA形成氢键。另一方面，乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）作为交联剂，用于稳定基质。在检测过程中，VPA选择性地结合到MMIP孔隙中，并在DPV扫描时在+0.5 V处产生氧化峰。与未涂层或NIP改性的电极相比，MMIP改性的电极产生的峰更强且更尖锐，证实了其在VPA检测中的相对效率（图5B）。所提出的传感器能够在0.5 nM到150 μM的线性范围内检测VPA（图5C），其检测限（LOD）和灵敏度分别为0.16 nM和0.29 μA/nM（在pH值为1的HCl电解液中）。这项研究没有检测药物制剂或实际样品。在另一项类似的研究中，使用含有MMIP的CPE电极通过DPV和CV技术测定VPA。该传感器的LOD和灵敏度分别为0.16 nM和0.29 μA/nM，线性检测范围为0.5到90.0 nM。该传感器在潜在干扰物（水杨酸盐、SCN–、苯甲酸盐、ClO4–、F–、NO2–、CH3COO–、I–和NO3–）存在的情况下表现良好， spiked血清中的回收率约为103%[99]。在另一项研究中，使用基于聚氯乙烯（PVC）膜的伏安生物传感器来检测丙戊酸离子。为了制造电极，将1.0毫米铜线浸入石墨、环氧树脂和硬化剂的混合物中，然后在黑暗中固化24小时，再加入特定比例的γ-氨基丁酸（生物检测元件）、PVC、增塑剂、邻硝基苯基辛醚（o-NPOE）和导电增强剂来制备PVC膜。o-NPOE提高了柔韧性和导电性，GABA增强了VPA的选择性，而导电增强剂KTpClPB增强了丙戊酸离子的交换。电极的Nernst行为证实了其良好的伏安动力学特性，传感器响应时间小于10秒。传感机制基于膜内γ-氨基丁酸与VPA的相互作用，这导致电荷分布变化以及与VPA浓度成比例的可测量电位变化。所提出的生物传感器的校准曲线在1.0×10-6到1.0×10-1molL-1的范围内显示出线性Nernst响应。强线性（R2≈0.9990）和Nernst斜率（≈59.0mV/decade）证实了传感器的高灵敏度和宽检测范围（图5D）。传感器的检测限为9.75×10-7molL-1，VPA的线性工作范围为1.0×10-6到1.0×10-9molL-1，并且在常见抗癫痫药物（AEDs）和血液中存在的化合物存在下表现出良好的选择性。通过对7名年龄在21至68岁之间的患者血液中添加的VPA进行检测，该传感器显示出高回收率和在pH 4–10范围内的稳定响应[95]。在Yuan等人的研究中[96]，使用基于MIP的电化学传感器，该传感器采用聚吡咯（ppy）SPE并添加了金纳米颗粒（AuNPs）来检测VPA。他们使用AuNPs提高SPE的导电性和信号稳定性。还在含有高氯酸锂（LiClO4）的溶液中聚合ppy，以在合成过程中保持离子强度和导电性。在MIP合成的最后一步，通过在+1.3 V进行过氧化处理去除VPA基团以提高选择性。传感机制基于MIP/门效应的间接电化学传感策略，其中氧化还原探针([Fe(CN)6]3–/4–)通过未结合VPA的MIP空位进入电极表面，因此过量的VPA结合会减少MIP空位的可用性，从而降低DPV中的峰值电流。在不同VPA浓度（5至75 μg/mL）下孵育的ppy@AuNPs–MIP传感器的DPV响应曲线表明，峰值电流取决于VPA浓度。电流变化与药物浓度对数的线性校准图显示回归系数R2 = 0.99（图5E）。此外，所提出的传感器记录的LOD为100 μM，灵敏度为31.86 μM（单位μA）。这项研究最重要的弱点是其线性范围未能完全覆盖高治疗水平的VPA（50–100 μg/mL），且未进行临床验证。在Sabah等人的研究中[100]，使用伏安滴定法研究了丙戊酸离子浓度对电位的影响。他们使用了两种类型的电极。一种电极PPy–VAL是通过在铂基底上电聚合吡咯单体并在VAL存在下制备的。第二种电极PPy–VAL–CTAB使用与前者相同的协议制备，只是在聚合过程中加入了十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）以提高传感器灵敏度。PPy–VAL电极在40 μM–40 mM的线性浓度范围内记录了47.7 mV/decade的伪Nernst斜率，并在4个月后仍保持95%的初始导电性，具有长期稳定性。其响应时间为20秒，在pH 4到7.5的范围内表现良好。相比之下，PPy–VAL–CTAB电极具有完全的Nernst斜率，表明其灵敏度优于PPy–VAL电极。尽管PPy–VAL电极的检测范围和检测限相当，但其使用寿命较短，不超过一天，导致其操作效率较低。作为阳离子表面活性剂，CTAB与VAL阴离子形成疏水离子对，增加了聚合物基质的离子交换能力；然而，CTAB的存在可能将移动的溴离子（Br–）引入介质中，降低了化学和机械稳定性。

**总结：** 丙戊酸作为一种广谱抗癫痫药物，其治疗效果主要归因于其多种作用机制，包括增强GABA能神经传递、抑制电压门控钠通道、调节钙电流以及调控组蛋白去乙酰化酶活性。此外，其高口服生物利用度和有效渗透中枢神经系统支持了其广泛的临床应用。然而，丙戊酸与血浆蛋白的广泛结合以及这种结合的剂量依赖性饱和导致非线性药代动力学，可能导致个体间自由药物浓度的显著差异和毒性风险。此外，通过葡萄糖醛酸化、线粒体β-氧化和细胞色素P450介导的氧化等代谢途径形成活性代谢物也是可能的。丙戊酸相对简单的脂肪结构及其有限的内禀电活性使其电化学测定具有挑战性。因此，直接的电化学氧化还原检测通常不可行，大多数分析策略依赖于间接传感概念、基于MIP的识别层或伏安膜。回顾的研究表明，选择性识别材料（如MMIP涂层和基于MIP的导电聚合物系统）可以显著提高灵敏度和选择性，而伏安膜传感器在相关生物样本中提供快速响应和实际应用性。

**4. 比较见解和未来方向**
临床实践中抗癫痫药物（AEDs）的药理监测主要依赖于色谱法和免疫测定法，因为这些方法已被证明是准确可靠的。然而，传统技术仍然成本高昂且劳动密集，因此有极大的动力继续开发用于即时监测的电化学生物传感器。AEDs的电化学传感器性能差异很大，这取决于电极修饰和传感策略。对于左乙拉西坦，通过使用纳米结构复合材料（如Co@VOGO/dsDNA/MXene@rGO [34]或AgNP修饰的离子液体电极 [36]）克服了其低电活性问题，并报告了纳摩尔级别的检测限。然而，为了克服左乙拉西坦的低电活性，建议在未来的研究中使用更高级的纳米结构。卡马西平传感器使用基于适配体的选择性传感器（Apta-Chip on ITO/PANI [52]）实现了阿托摩尔级别的灵敏度。使用MIP在生物流体中实现了皮摩尔级别的检测。考虑到这一点，在未来的研究和商业应用中，为了避免共给药药物或内源性生物分子的干扰，建议使用适配体和MIP或比率策略等检测元件。基于聚吡咯的离子选择性电极和仿生膜在丙戊酸检测中也取得了显著进展[96]。纳米材料工程克服了许多检测挑战。二维MXene、还原氧化石墨烯、垂直氧化石墨烯和二硫化钼纳米花提供了高导电性和改善的电子传输路径。MOFs和金纳米结构提高了检测电极的稳定性和催化活性。另一方面，混合传感平台可以通过协同作用或多功能化改善每种纳米结构的局限性，从而开发出改进的设备。此外，使用基于适配体的传感器可以通过电致变色或电化学转移实现分子检测，提供灵敏度、选择性和视觉确认。

**5. 结论**
本文回顾了主要抗癫痫药物（如左乙拉西坦、卡马西平、拉莫三嗪和丙戊酸）的基本药理机制和临床意义，强调了由于这些药物的治疗窗口窄和潜在副作用而需要仔细的治疗监测。最近在电化学传感器技术方面的进展，包括纳米材料增强电极和分子识别元件（如适配体、抗体和分子印迹聚合物）得到了强调。电化学传感器在生物样本中对AEDs的灵敏度、高选择性和快速、经济的检测能力令人印象深刻。尽管分析性能良好，但在实现长期传感器稳定性、复杂生物基质中的再现性和临床验证方面仍存在挑战，它们尚未被视为可靠的临床检测标准或方法。因此，将这些传感器集成到具有微流控和无线功能的可穿戴设备中，以实现多参数、实时监测和个性化癫痫管理，是一个有前景的未来方向。

**资助**
本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何特定资助。