Порционно-инжекционное амперометрическое определение сульфаметазина, сульфацетамида и сульфатиазола на электроде, модифицированном композитом на основе частиц золота, углеродных нанотрубок и ионной жидкости

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработаны электроды, модифицированные частицами золота, многостенными углеродными нанотрубками, ионной жидкостью на основе 1-бутил-3-метилимидазолия гексафторфосфата, а также композитом на их основе для вольтамперометрического определения сульфаметазина, сульфацетамида и сульфатиазола. Методом циклической вольтамперометрии установлено, что модифицирование поверхности стеклоуглеродного электрода частицами золота, композитом на основе углеродных нанотрубок и ионной жидкости приводит к увеличению его эффективной площади. Данные электрохимического импеданса свидетельствуют об увеличении скорости переноса электрона на модифицированных электродах по сравнению с немодифицированным. Композитный электрод c частицами золота, углеродными нанотруб ками и ионной жидкостью, обладающий наилучшими характеристиками, использовали для амперометрического определения сульфаниламидов в порционно-инжекционных условиях. Установлены оптимальные параметры определения сульфаниламидов в порционно-инжекционной системе. Зависимость аналитического сигнала от концентрации рассматриваемых соединений в логарифмических координатах линейна в интервале от 1 × 10–8 до 5 × 10–3 М для сульфаметазина и сульфацетамида и от 1 × 10–7 до 5 × 10–3 М для сульфатиазола. Предложенный способ определения сульфаниламидов опробован в анализе лекарственных средств.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Г. Шайдарова

Казанский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: LarisaShaidarova@mail.ru
Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

И. А. Челнокова

Казанский федеральный университет

Email: LarisaShaidarova@mail.ru
Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

М. А. Ильина

Казанский федеральный университет

Email: LarisaShaidarova@mail.ru
Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

И. А. Гафиатова

Казанский федеральный университет

Email: LarisaShaidarova@mail.ru
Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

Г. К. Будников

Казанский федеральный университет

Email: LarisaShaidarova@mail.ru
Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

Список литературы

  1. Aarestrup F.M. The livestock reservoir for antimicrobial resistance: A personal view on changing patterns of risks, effects of interventions and the way forward // Philos. Trans. R. Soc. B: Biol. Sci. 2015. V. 370. № 1670. P. 20140085.
  2. Zhang J., Haines C., Watson A.J.M., Hart A.R., Platt M.J., Pardoll D.M., et al. Oral antibiotic use and risk of colorectal cancer in the United Kingdom, 1989–2012: A matched case–control study // Gut. 2019. V. 68. № 11. P. 1971.
  3. Duan C. Zhang Y., Li P., Li Q., Yu W., Wen K., et al. Dual-wavelength fluorescence polarization immunoassay for simultaneous detection of sulfonamides and antibacterial synergists in milk // Biosensors. 2022. V. 12. № 11. P. 1053.
  4. Бельтюкова С.В., Ливенцова Е.О. Методы определения антибиотиков в пищевых продуктах (Обзор) // Методы и объекты химического анализа. 2013. Т. 8. №1. С. 4.
  5. Кирпичная В.К. Контроль содержания антибиотиков в пищевых продуктах хроматографическими методами // Пищевая промышленность. 2013. № 8. С. 52.
  6. Yarkaeva Y.A. Maistrenko V.N., Dymova D.A., Zagitova L.R., Nazyrov M.I. Polyaniline and poly(2-methoxyaniline) based molecular imprinted polymer sensors for amoxicillin voltammetric determination // Electrochim. Acta. 2022. V. 433. № 12. Article 141222
  7. Кулапина Е.Г., Мурсалов Р.К., Кулапина О.И., Анкина В.Д. Электроаналитические свойства немодифицированных и модифицированных твердоконтактных потенциометрических β-лактамных сенсоров в водных и биологических средах. // Заводск. лаборатория. Диагностика материалов. 2022. Т. 88 № 6. С. 15.
  8. Шайдарова Л.Г., Будников Г.К. Химически модифицированные электроды на основе благородных металлов, полимерных пленок или их композитов в органической вольтамперометрии. Обзор // Журн. аналит. химии. 2008. Т. 63. № 10. С. 1014. (Shaidarova L.G., Budnikov H.C. Chemically modified electrodes based on noble metals, polymer films, or their composites in organic voltammetry: A review // J. Anal. Chem. 2008. V. 63. № 10. P. 922.)
  9. Megale J.D., Souza D.D. New approaches in antibiotics detection: The use of square wave voltammetry // J. Pharm. Biomed. Anal. 2023. V. 234. Article 115526.
  10. Meenakshi S., Rama R., Pandian K., Gopinath S.C. B. Modified electrodes for electrochemical determination of metronidazole in drug formulations and biological samples: An overview // Microchem. J. 2021. V. 165. Article 106151
  11. Шведене Н.В. Чернышëв Д.В., Плетнëв И.В. Ионные жидкости в электрохимических сенсорах // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). 2008. Т. 52. № 2. С. 91.
  12. Шпигун Л.К. Исаева Н.А., Андрюхина Е.Ю., Камилова П.М. Вольтамперометрические сенсоры на основе гель-композитов, содержащих углеродные нанотрубки и ионную жидкость // Журн. аналит. химии. 2016. Т. 71. № 8. С. 846. (Shpigun L.K., Isaeva N.A., Andryukhina E.Y., Kamilova P.M. Voltammetric sensors based on gel composites containing carbon nanotubes and an ionic liquid. // J. Anal. Chem. 2016. V. 71. № 8. P. 814.)
  13. Kurbanoglu S., Unal M.A., Ozkan S.A. Recent developments on electrochemical flow injection in pharmaceuticals and biologically important compounds // Electrochim. Acta. 2018. V. 287. P. 135.
  14. Hasso M., Sarakhman O., Durdic S., Stankovic D., Svorc Ľ. Advanced electrochemical platform for simple and rapid quantification of tannic acid in beverages using batch injection analysis with amperometric detection // J. Electroanal. Chem. 2023. V. 942. Article 117578
  15. Hasso M., Matuskova I., Svorc Ľ. Easy, rapid and high-throughput analytical sensing platform for theobromine quantification in chocolate and cocoa products based on batch injection analysis with amperometric detection // J. Food Compos. Anal. 2023. V. 115. Article 105035
  16. Bard A.J., Faulkner L.R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications. New York, USA: John Wiley, 2001. 864 p.
  17. Шайдарова, Л. Г., Челнокова И.А., Дегтева М.А., Махмутова Г.Ф., Лексина Ю. А., Гедмина А.В., Будников Г.К. Амперометрическое детектирование кофеина на электроде, модифицированном композитом на основе смешановалентных оксидов иридия и рутения, в условиях порционно-инжекционного анализа // Хим.-фарм. журн. 2015. Т. 49. № 10. С. 49.
  18. Сульфацетамид (ФС 2.1.0182.18). XIV Государственная Фармакопея Российской Федерации. Часть 3. Москва, 2018. С. 4840.
  19. Cesarino, I., Simoes R.P., Lavarda F.C., Batagin-Neto A. Electrochemical oxidation of sulfamethazine on a glassy carbon electrode modified with graphene and gold nanoparticles / // Electrochim. Acta. 2016. V. 192. P. 8.
  20. Шайдарова Л.Г., Челнокова И.А., Лексина Ю.А., Хайруллина Д.Ю., Будников Г.К. Проточно-инжекционное амперометрическое определение 5-гидрокситриптофана, пиридоксина и аскорбиновой кислоты на планарном электроде, модифицированном частицами бинарной системы золото-палладий // Аналитика. 2022. Т. 12. № 4. С. 280.
  21. Шайдарова Л.Г., Челнокова И.А., Ильина М.А., Лексина Ю.А., Будников Г.К. Амперометрическое детектирование триптофана и пиридоксина на двойном планарном электроде, модифицированном наночастицами золота, в проточно-инжекционной системе // Журн. аналит. химии. 2019. Т. 74. № 6. С. 437. (Shaidarova L.G, Chelnokova I.A., Il'ina M.A., Leksina Yu.A., Budnikov H.C. amperometric detection of tryptophane and pyridoxine on a dual screen-printed electrode modified by gold nanoparticles in a flow-injection system // J. Anal. Chem. 2019. V. 74. № 6. P. 584.)
  22. Juodkazis K., Juodkazyte J., Juodiene T., Sukiene V., Savickaja I. Alternative view of anodic surface oxidation of noble metals // Electrochim. Acta. 2006. V. 51. № 27. P. 6159.
  23. Будников Г.К., Майстренко В.Н., Евтюгин Г.А., Основы современного электрохимического анализа. М.: БИНО М. Лаборатория знаний, 2003. C. 592.
  24. He B.-S., Chen W.-B. Voltammetric determination of sulfonamides with a modified glassy carbon electrode using carboxyl multiwalled carbon nanotubes // J. Braz. Chem. Soc. 2016. V. 27. № 12. P. 2216.
  25. Li Y., Hsu P.-C., Chen S.-M., Lou B.-S., Ali M.A., Al-Hemaid F.M. A. Simultaneously determination of procaine and catechol at functionalized multi-walled carbon nanotube with poly-glutamic acid modified electrode // J. Biobased Mater. Bioenergy. 2014. V. 8. № 2. P. 1.
  26. Silva M.N.T., Rocha R.G., Richter E.M., Munoz R.A.A., Nossol E. Nickel oxy-hydroxy/multi-wall carbon nanotubes film coupled with a 3D-printed device as a nonenzymatic glucose sensor // Biosensors (Basel). 2023. V. 13. № 6. P. 646.
  27. Москвин Л.Н., Булатов А.В., Москвин А.Л. Проточные методы анализа. СПб: ВВМ, 2008. С. 48.
  28. Su Y.-L., Cheng S.-H. A novel electroanalytical assay for sulfamethazine determination in food samples based on conducting polymer nanocomposite-modified electrodes // Talanta. 2018. V. 180. P. 81.
  29. Guzmán-Vázquez de Prada A., Reviejo A.J., Pingarrón J.M. A method for the quantification of low concentration sulfamethazine residues in milk based on molecularly imprinted clean-up and surface preconcentration at a Nafion-modified glassy carbon electrode // J. Pharm. Biomed. Anal. 2006. V. 40. № 2. P. 281.
  30. Lalmalsawmi J., Tiwari D., Lee S.-M., Kim D.-J., Kim H. Efficient electrochemical sensor for trace detection of sulfamethazine in spring water: Use of novel nanocomposite material coated with Ag or Au nanoparticles // Microchem. J. 2022. V. 179. Article 107520.
  31. He B.-S., Chen W.-B. Voltammetric determination of sulfonamides with a modified glassy carbon electrode using carboxyl multiwalled carbon nanotubes // J. Braz. Chem. Soc. 2016. V. 27. P. 2216.
  32. Yadav S., Choubey P.K., Agrawal B., Goyal R.N. Carbon nanotube embedded poly 1,5-diaminonapthalene modified pyrolytic graphite sensor for the determination of sulfacetamide in pharmaceutical formulations // Talanta. 2014. V. 118. P. 96.
  33. Javanshiri-Ghasemabadi J., Sadeghi S. Facile fabrication of an electrochemical sensor for the determination of two sulfonamide antibiotics in milk, honey and water samples using the effective modification of carbon paste electrode with graphitic carbon nitride and manganese oxide nanostructures // J. Food Compos. Anal. 2023. V. 120. Article 105294.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Схема 1. Электроокисление сульфаниламидов.

Скачать (173KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Циклические вольтамперограммы на электроде Au –СУЭ в отсутствие сульфаметазина (1) и на электродах Au –СУЭ (2), МУНТ–ИЖ–СУЭ (3) и Au –МУНТ–ИЖ–СУЭ (4) в присутствии 5 × 10–3 М сульфаметазина на фоне 0.05 М H2SO4 (а). Зависимость тока при Е 1.10 В от концентрации сульфаметазина (б) и скорости наложения потенциала (в) при его окислении на электроде Au–СУ.

Скачать (108KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Диаграммы Найквиста для СУЭ (1), Au–СУЭ (2) и МУНТ–ИЖ–Au–СУЭ (3) в присутствии 0.01 М раствора K4[Fe(CN)6]/K3Fe(CN)6 на фоне 0.05 М H2SO4 в диапазоне частот от 0.04 Гц до 100 кГц с амплитудой 5 мВ при потенциале 0.31 В.

Скачать (82KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Зависимость тока окисления сульфаметазина (с = 5 × 10–3 М) на электроде МУНТ–ИЖ–Au–СУЭ от накладываемого потенциала (а), объема пробы (б) и скорости инжекции (в) в порционно-инжекционных условиях на фоне 0.05 М H2SO4.

Скачать (166KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Зависимость тока окисления сульфаметазина (с = 5 × 10–3 М) на электроде МУНТ–ИЖ–Au–СУЭ от концентрации аналита на фоне 0.05 М H2SO4

Скачать (81KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024