Селективное вольтамперометрическое определение дофамина на электроде, модифицированном частицами палладия и молекулярно-импринтированным полимером из никотинамида

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Разработан способ изготовления стеклоуглеродного электрода с электроосажденными частицами палладия и молекулярно-импринтированным полимером из никотинамида для определения дофамина в присутствии родственных по структуре соединений. Использование полимера со специфическими центрами распознавания, комплементарными молекуле-темплату, привело к увеличению чувствительности и селективности определения дофамина. Иммобилизация частиц палладия на поверхности электрода позволила увеличить селективность вольтамперометричеcкого определения дофамина в присутствии адреналина и норадреналина. Разность потенциалов пиков окисления этих соединений составляет 200 мВ. Линейная билогарифмическая зависимость аналитического сигнала от концентрации дофамина наблюдается в интервале от 5.0 × 10–9 до 5.0 × 10–3 М. Предложенный способ опробован при анализе образцов урины.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Г. Шайдарова

Казанский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: larisashaidarova@mail.ru

Химический институт им. А.М. Бутлерова

Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

И. А. Челнокова

Казанский федеральный университет

Email: larisashaidarova@mail.ru

Химический институт им. А.М. Бутлерова

Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

Д. Ю. Хайруллина

Казанский федеральный университет

Email: larisashaidarova@mail.ru

Химический институт им. А.М. Бутлерова

Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

Ю. А. Лексина

Казанский федеральный университет

Email: larisashaidarova@mail.ru

Химический институт им. А.М. Бутлерова

Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

Г. К. Будников

Казанский федеральный университет

Email: larisashaidarova@mail.ru

Химический институт им. А.М. Бутлерова

Россия, ул. Кремлевская, 18, Казань, 420008

Список литературы

  1. Liu X., Liu J. Biosensors and sensors for dopamine detection // View. 2021. V. 2. № 1. Article 20200102. https://doi.org/10.1002/VI W.20200102
  2. Ramesh S., Arachchige A.S.P.M. Depletion of dopamine in Parkinson’s disease and relevant therapeutic options: A review of the literature // AIMS Neurosci. 2023. V. 10. № 3. P. 200. https://doi.org/10.3934/Neuroscience.2023017
  3. Moghaddam B., Abbas A.I. Depression and prefrontal cortex: All roads lead to dopamine // Biol. Psychiatry. 2022. V. 91. № 9. P. 773. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2022.02.015
  4. Olivares-Hernández A., Figuero-Pérez L., Cruz-Hernandez J.J., González Sarmiento R., Usategui-Martin R., Miramontes-González J.P. Dopamine receptors and the kidney: An overview of health-and pharmacological-targeted implications // Biomolecules. 2021. V. 11. № 2. P. 254. https://doi.org/10.3390/biom11020254
  5. Shakeel F., Fazal M.W., Zulfiqar A., Zafar F., Akhtar N., Ahmed A., Shafiq Z. Melamine-derived N-rich C-entrapped Au nanoparticles for sensitive and selective monitoring of dopamine in blood samples // RSC Adv. 2022. V. 12. № 40. P. 26390.
  6. Perry M., Li Q., Kennedy R.T. Review of recent advances in analytical techniques for the determination of neurotransmitters // Anal. Chim. Acta. 2009. V. 653. P. 1. htps://doi.org/10.1016/j.aca.2009.08.038
  7. Tampu R.I., Finaru A., Elfakir C. Determination of catecholamines and related molecules in brain extract using a hydrophilic interaction liquid chromatography mass spectrometry method // Sci. Study Res. Chem. Chem. Eng., Biotechnol., Food Ind. 2020. V. 21. № 1. P. 59.
  8. Шайдарова Л.Г., Будников Г.К. Химически модифицированные электроды на основе благородных металлов, полимерных пленок или их композитов в органической вольтамперометрии // Журн. аналит. химии. 2008. Т. 63. № 10. С. 1014. (Shaidarova L.G., Budnikov G.K. Chemically modified electrodes based on noble metals, polymer films, or their composites in organic voltammetry // J. Anal. Chem. 2008. V. 63. № 10. P. 922. https://doi.org/10.1134/S106193480810002X)
  9. Sajid M., Baig N., Alhooshani K. Chemically modified electrodes for electrochemical detection of dopamine: Challenges and opportunities // Trends Anal. Chem. 2019. Т. 118. P. 368. https://doi.org/10.1016/j.trac.2019.05.042
  10. Nasa K., Kurnia I., Hartati Y.W., Einaga Y. Low-interference norepinephrine signal on dopamine detection using nafion-coated boron doped diamond electrodes // Biosens. Bioelectron. 2023. V. 220. Article 114892. https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114892
  11. de Matos Morawski F., Xavier B.B., Virgili A.H., dos Santos Caetano K., de Menezes E.W., Benvenutti E.V., Arenas L.T. A novel electrochemical platform based on mesoporous silica/titania and gold nanoparticles for simultaneous determination of norepinephrine and dopamine // Mater. Sci. Eng. C. 2021. V. 120. Article 111646. https://doi.org/10.1016/j.msec.2020.111646
  12. Yin B., Zhai H.L., Zhao B.Q., Bi K.X., Mi J.Y. Chemometrics-assisted simultaneous voltammetric determination of multiple neurotransmitters in human serum // Bioelectrochemistry. 2021. V. 139. Article 107739. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2021.107739
  13. Vinoth V., Natarajan L.N., Mangalaraja R.V., Valdes H., Anandan S. Simultaneous electrochemical determination of dopamine and epinephrine using gold nanocrystals capped with graphene quantum dots in a silica network // Microchim. Acta. 2019. V. 186. P. 1. https://doi.org/10.1007/s00604-019-3779-9
  14. Fatma S., Prasad B.B., Jaiswal S., Singh R., Singh K. Electrochemical simultaneous analysis of dopamine and epinephrine using double imprinted One MoNomer acryloylated graphene oxide-carbon black composite polymer // Biosens. Bioelectron. 2019. V. 135. P. 36. https://doi.org/10.1016/j.bios.2019.04.016
  15. Ndunda E.N. Molecularly imprinted polymers – A closer look at the control polymer used in determining the imprinting effect: A mini review // J. Mol. Recognit. 2020. V. 33. № 11. P. 2855. https://doi.org/10.1002/jmr.2855
  16. Villa C.C., Sánchez L.T., Valencia G.A., Ahmed S., Gutiérrez T.J. Molecularly imprinted polymers for food applications: A review // Trends Food Sci. Technol. 2021. V. 111. P. 642. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2021.03.003
  17. Viveiros R., Rebocho S., Casimiro T. Green strategies for molecularly imprinted polymer development // Polymers. 2018. V. 10. № 3. P. 306. https://doi.org/10.3390/polym10030306
  18. Li B., Zhou Y., Wu W., Liu M., Mei S., Zhou Y., Jing T. Highly selective and sensitive determination of dopamine by the novel molecularly imprinted poly (nicotinamide)/CuO nanoparticles modified electrode // Biosens. Bioelectron. 2015. V. 67. P. 121. https://doi.org/10.1016/j.bios.2014.07.053
  19. Zhu X., Lin X. Eletropolymerization of niacinamide for fabrication of electrochemical sensor: Simultaneous determination of dopamine, uric acid and ascorbic acid // Chin. J. Chem. 2009. V. 27. № 6. P. 1103. https://doi.org/10.1002/cjoc.200990184
  20. Лисичкин Г.В., Крутяков Ю.А. Материалы с молекулярными отпечатками: синтез, свойства, применение // Успехи химии. 2006. Т. 75. № 10. С. 998. https://doi.org/10.1070/RC2006v075n10ABEH003618
  21. Ribeiro J.A., Fernandes P.M., Pereira C.M., Silva F. Electrochemical sensors and biosensors for determination of catecholamine neurotransmitters: A review // Talanta. 2016. V. 160. P. 653. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.06.066
  22. Шайдарова Л.Г., Челнокова И.А., Лексина Ю.А., Гедмина А.В., Будников Г.К. Использование двойного планарного электрода с наночастицами палладия для проточно-инжекционного амперометрического определения дофамина и адреналина // Журн. аналит. химии. 2020. Т. 75. С. 736. https://doi.org/10.31857/S0044450220080137 (Shaidarova L.G., Chelnokova I.A., Leksina Y.A., Gedmina A.V., Budnikov H.C. A dual screen-printed electrode with palladium nanoparticles for the flow-injection amperometric determination of dopamine and adrenaline // J. Anal. Chem. 2020. V. 75. № 8. P. 1059.)
  23. Grouzmann E., Lamine F. Determination of catecholamines in plasma and urine // Best Pract. Res. Clin. Endocrinol. Metab. 2013. V. 27. P. 713. https://doi.org/10.1016/j.beem.2013.06.004

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Схема 1. Электрополимеризация никотинамида.

Скачать (29KB)
Метаданные
3. Схема 2. Электроокисление дофамина.

Скачать (34KB)
Метаданные
4. Рис. 1. Циклические вольтамперограммы, полученные на немодифицированном СУЭ (1) и МИП-СУЭ (2) в присутствии дофамина (с = 5×10–3 М) на фоне 0.1 М Н2SO4 (а); зависимость I / от  при электроокислении дофамина на электроде МИП-СУЭ (б).

Скачать (82KB)
Метаданные
5. Рис. 2. Циклические вольтамперограммы, полученные на МИП-Pd-СУЭ (1, 3) и Pd-МИП-СУЭ (2) в отсутствие (1) и в присутствии (2, 3) дофамина (с = 5 × 10–3 М) на фоне 0.1 М Н2SO4 (а); зависимость I / от  при электроокислении дофамина на МИП-Pd-СУЭ (б).

Скачать (99KB)
Метаданные
6. Рис. 3. Диаграммы Найквиста, полученные на немодифицированном СУЭ (1), на Pd-СУЭ (2) (а), на Pd-МИП-СУЭ (3) и МИП-Pd-СУЭ (4) (б) в присутствии 1.0 мМ K4[Fe(CN)6]/K3Fe(CN)6 на фоне 0.1 М KCl в диапазоне частот от 0.01 Гц до 10 кГц с амплитудой 5 мВ при потенциале 0.24 В.

Скачать (82KB)
Метаданные
7. Рис. 4. Циклические вольтамперограммы, полученные на МИП-Pd-СУЭ при электроокислении дофамина (c = 5×10–3 М) в присутствии адреналина с концентрацией 5 × 10–5 (1), 5 × 10–4 (2), 5 × 10–3 (3) М (а) и норадреналина с концентрацией 5 × 10–5 (1), 5 × 10–4 (2), 5 × 10–3 (3) М (б) на фоне 0.1 М Н2SO4.

Скачать (200KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024