Проточно-инжекционное амперометрическое определение адреналина, мелатонина и кортизола на электроде, модифицированном бинарной системой золото - палладий и нафионовой пленкой

Контроль точного содержания стероидных гормонов и их синтетических аналогов в объектах биомедицины является актуальной аналитической задачей. Разработан способ одновременного селективного и высокочувствительного амперометрического определения адреналина, мелатонина и кортизола с использованием двухдетекторной проточно-инжекционной системы. Детекторами служили планарные углеродные электроды с одним или двумя рабочими электродами, модифицированными бинарной системой золото — палладий, которая проявляет каталитическую активность при электроокислении рассматриваемых органических соединений. Высокая чувствительность определения связана с каталитическими свойствами металлического модификатора: переход от металла к бинарной системе привел к росту каталитического тока окисления гормонов. Различие потенциалов окисления гормонов на предложенном электроде обеспечивает селективность определения адреналина в присутствии мелатонина и кортизола. Для селективного определения мелатонина и кортизола поверхность модифицированного рабочего электрода покрыли нафионовой пленкой. Разность потенциалов пиков окисления адреналина, мелатонина и кортизола на таком электроде составила 300 мВ. Предложенный способ апробирован при анализе образцов урины. Для устранения мешающего влияния электрофильных соединений проточно-инжекционную схему дополнили диализатором и хроматографической мини-колонкой. Линейная билогарифмическая зависимость аналитического сигнала от концентрации адреналина, мелатонина и кортизола наблюдается в интервалах 5,0 • 10^-10 - 5,0 • 10^-3, 5,0 • 10^-11 - 5,0 – 10^-3 и 5,0 • 10^-12 - 5,0 • 10^-3 моль/л соответственно. Амперометрическое определение гормонов в проточно-инжекционной системе приводит к повышению производительности анализа, уменьшению расхода пробы и позволяет автоматизировать процесс.

1. Charithra М. М., Manjunatha J. G. Electrochemical sensing of adrenaline using surface modified carbon nanotube paste electrode / Mater. Chem. Phys. 2021. Vol. 262. 124293. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2021.124293

2. Yousif N. M., Attia R. M., Balboul M. R. Adrenaline biosensors based on r Go/Ag nanocomposites functionalized textiles using advanced electron beam irradiation technique / J. Organomet. Chem. 2022. Vol. 972. 122392. DOI: 10.1016/j.jorganchem.2022.122392

3. Duan D,, Ding Y., Li. L., et al. Rapid quantitative detection of melatonin by electrochemical sensor based on carbon nanofibers embedded with FeCo alloy nanoparticles / J. Electroanal. Chem. 2020. Vol. 873. 114422. DOI: 10.1016/j.jelechem.2020.114422

4. Freitas R. C., Orzari L. O., Ferreira L. M., et al. Electrochemical determination of melatonin using disposable selfadhesive inked paper electrode / J. Electroanal. Chem. 2021. Vol. 897. 115550. DOI: 10.1016/j.jelechem.2021.115550

5. Тихомирова О. В., Бутырина Е. В., Зыбина Н. Н., Фролова М. Ю. Оценка экскреции основного метаболита мелатонина в диагностике психофизиологической инсомании / Мед. алфавит. 2013. Т. 3. № 16. С. 62 - 68.

6. Ва-Ali S., Brondsted Е., Andersen Н. U., et al. Assessment of diurnal melatonin, cortisol, activity, and sleep wake cycle in patients with and without diabetic retinopathy / Sleep Med. 2019. Vol. 54. P. 35 - 42. DOI: 10.1016/j.sleep.2018.10.018

7. Smajdor. J., Piech R., Pięk M., et al. Carbon black as a glassy carbon electrode modifier for high sensitive melatonin determination / J. Electroanal. Chem. 2017. Vol. 799. P. 278 - 284. DOI: 10.1016/j.jelechem.2017.06.013

8. Esen E., Osman B., Demir M. N. Molecularly imprinted solid-phase extraction sorbent for selective determination of melatonin / Microchem. J. 2021. Vol. 170. 106666. DOI: 10.1016/j.microc.2021.106666

9. Gevaerd A., Watanabe E. Y., Belli C., et al. A complete lab-made point of care device for non-immunological electrochemical determination of cortisol levels in salivary samples / Sens. Actuators, B. 2021. Vol. 332. 129532. DOI: 10.1016/j.snb.2021.129532

10. Borazjani M., Mehdinia A., Jabbari A. A cortisol nanocomposite-based electrochemical sensor for enantioselective recognition of mandelic acid / J. Solid State Electrochem. 2018. Vol. 22. P. 355 - 363. DOI: 10.1007/s10008-017-3762-5

11. Sun K., Ramgir N., Bhansali S. An immunoelectrochemical sensor for salivary cortisol measurement / Sens. Actuators, B. 2008. Vol. 133. N 2. P. 533 - 537. DOI: 10.1016/j.snb.2008.03.018

12. Малышева H. M., Колесникова Г. С., Ильин А. В. Модификации метода определения свободного кортизола в моче / Клиническая лабораторная диагностика. 2017. Т. 62. № 6. С. 339-342. DOI: 10.18821/0869-2084-2017-62-6-339-342

13. Cardoso С. Е., Martins R. О. R., Telles С. A. S., et al. Sequential Determination of Hydrocortisone and Epinephrine in Pharmaceutical Formulations via Photochemically Enhanced Fluorescence / Microchim. Acta. 2004. Vol. 146. P. 79 - 84. DOI: 10.1007/s00604-003-0173-3

14. Trojanowicz M., Pyszynska M. Flow-Injection Methods in Water Analysis — Recent Developments / Molecules. 2022. Vol. 27. N 4. 1410. DOI: 10.3390/molecules27041410

15. Шайдарова Л. Г., Челнокова И. А., Лексина Ю. А. и др. Проточно-инжекционное амперометрическое определение дофы и тирозина на двойном электроде, модифицированном бинарной системой золото — кобальт / Журн. аналит. химии. 2018. Т. 73. № 2. С. 129 - 136. DOI: 10.7868/S0044450218020056

16. Zeinali Н., Bagheri Н., Monsef-Khoshhesab Z., et al. Nanomolar simultaneous determination of tryptophan and melatonin by a new ionic liquid carbon paste electrode modified with SnO2 - Co3O4@rGO nanocomposite / Mater. Sci. Eng.: C. 2017. Vol. 71. P. 386 - 394. DOI: 10.1016/j.msec.2016.10.020

17. Alpar N., Pinar P. T., Yardim Y., et al. Voltammetric method for the simultaneous determination of melatonin and pyridoxine in dietary supplements using a cathodically pretreated boron-doped diamond electrode / Electroanalysis. 2017. Vol. 29. P. 1691 - 1699. DOI: 10.1002/elan.201700077

18. Gevaerd A., Watanabe E. Y., Belli C., et al. A complete lab-made point of care device for non-immunological electrochemical determination of cortisol levels in salivary samples / Sens. Actuators, B. 2021. Vol. 332. 129532. DOI: 10.1016/j.snb.2021.129532

19. Будников Г. К., Майстренко В. И., Вяселев М. Р. Основы современного электрохимического анализа. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. — 592 с.