Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Наноструктурированные композиты на основе графена и наночастиц кобальта в составе моноаминоксидазных биосенсоров для определения антидепрессантов

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-8-5-14

Полный текст:

Аннотация

Разработаны амперометрические моноаминоксидазные биосенсоры на основе печатных графитовых электродов, модифицированных наноструктурированными композитами графена (ВГО) и наночастиц кобальта (НЧСо) для определения лекарственных веществ антидепрессивного действия: тианептина, тиоридазина и флуоксетина. Сочетания углеродных наноматериалов с наночастицами металлов (нанокомпозиты) позволяют не только сохранить свойства отдельных компонентов, но и за счет их совместного вклада приводят к новому качеству разрабатываемых устройств. Наноматериал-модификатор наносили на поверхность печатных графитовых электродов методом капельного испарения. Закрепление ВГО на поверхности происходит за счет электростатического взаимодействия между его карбоксильными группами и аминогруппами аминопроизводного на платформе полиэфирополиола (H20–NH2). НЧCo получали электрохимически методом хроноамперометрии при потенциале E = –1,0 В и разном времени накопления (50 и 60 с). Согласно данным атомно-силовой микроскопии преимущественный размер НЧCo составляет (40 ± 2) и (78 ± 8) нм в зависимости от времени электрохимического накопления НЧ. Спектроскопия электрохимического импеданса показала, что наименьшими значениями сопротивления переноса электрона характеризуются нанокомпозиты ВГО-хитозан/НЧCo и ВГО-(H20–NH2)/НЧCo. Использование выбранных нанокомпозитов для модификации поверхности электродов позволило улучшить аналитические характеристики разработанных биосенсоров: обеспечить более широкий диапазон рабочих концентраций — от 1 · 10–4 до 5 · 10–9 моль/л, больший коэффициент чувствительности, лучший коэффициент корреляции и меньшее значение нижней границы определяемых концентраций (cн). Показана возможность использования биосенсоров для контроля качества антидепрессантов при определении основного лекарственного вещества в лекарственных препаратах и биологических жидкостях. При использовании в качестве субстрата тирамина для определения флуоксетина, тиоридазина и тианептина cн составляет (7 – 9) · 10–10 моль/л.

Об авторах

Э. П. Медянцева
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия

Эльвина Павловна Медянцева

Химический институт им. А. М. Бутлерова

г. Казань



Д. В. Брусницын
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия

Даниил Владимирович Брусницын

Химический институт им. А. М. Бутлерова

г. Казань



Р. М. Варламова
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия

Регина Марковна Варламова

Химический институт им. А. М. Бутлерова

г. Казань



О. А. Коновалова
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия

Ольга Анатольевна Коновалова

Институт физики

г. Казань



Г. К. Будников
Казанский (Приволжский) федеральный университет
Россия

Герман Константинович Будников

Химический институт им. А. М. Бутлерова

г. Казань



Список литературы

1. Kokkinos C., Economou A., Prodromidis M. I. Electrochemical immunosensors: Critical survey of different architectures and transduction strategies / Trends Anal. Chem. 2016. Vol. 79. P. 88 – 105.

2. Li F., Li Y., Feng J., et al. Ultrasensitive amperometric immunosensor for PSA detection based on Cu2O@CeO2-Au nanocomposites as integrated triple signal amplification strategy / Biosens. Bioelectron. 2017. Vol. 87. P. 630 – 637.

3. Çeviketal E., Bahar Ö., Şenel M., et al. Construction of novel electrochemical immunosensor for detection of prostate specific antigen using ferrocene-PAMAM dendrimers / Biosens. Bioelectron. 2016. Vol. 86. P. 1074 – 1079.

4. De Jesus D. S., Couto C. M. C. M., Araujo A. N., et al. Amperometric biosensor based on monoamine oxidase (MAO) immobilized in sol/gel film for benzydamine determination in pharmaceuticals / J. Pharm. Biomed. Anal. 2003. Vol. 33. N 5. P. 983 – 990.

5. Sharma S., Raghav R., O’Kennedy R., et al. Advances in ovarian cancer diagnosis: A journey from immunoassays to immunosensors / Enzyme Microb. Technol. 2016. Vol. 89. P. 15 – 30.

6. Lin C.-H., Wu C.-C., Kuo Y.-F. A high sensitive impedimetric salbutamol immunosensor based on the gold nanostructure-deposited screen-printed carbon electrode / J. Electroanal. Chem. 2016. Vol. 768. P. 27 – 33.

7. Feng J., Li Y., Li M., et al. A novel sandwich-type electrochemical immunosensor for PSA detection based on PtCu bimetallic hybrid (2D/2D) rGO/g-C3N4 / Biosens. Bioelectron. 2017. Vol. 91. P. 441 – 448.

8. Zhu Q., Liu H., Zhang J., et al. Ultrasensitive QDs based electrochemiluminescent immunosensor for detecting ractopamine using AuNPs and Au nanoparticles@PDDA-graphene as amplifier / Sens. Actuators B. 2017. Vol. 243. P. 121 – 129.

9. Zhang X., Ding S.-N. Sandwich-structured electrogenerated chemiluminescence immunosensor based on dual-stabilizers-capped CdTe quantum dots as signal probes and Fe3O4-Au nanocomposites as magnetic separable carriers / Sens. Actuators B. 2017. Vol. 240. P. 1123 – 1133.

10. Roushani M., Valipour A. Using electrochemical oxidation of Rutin in modeling a novel andsensitive immunosensor based on Pt nanoparticle and graphene-ionicliquid-chitosan nanocomposite to detect human chorionic gonadotropin / Sens. Actuators B. 2016. Vol. 222. P. 1103 – 1111.

11. Wang Y., Fan D., Wu D., et al. Simple synthesis of silver nanoparticles functionalized cuprous oxide nanowires nanocomposites and its application in electrochemical immunosensor / Sens. Actuators B. 2016. Vol. 236. P. 241 – 248.

12. Wang S., Lu L., Yang M., et al. A novel cobalt hexacyanoferrate nanocomposite on CNT scaffold by seed medium and application for biosensor / Anal. Chim. Acta. 2009. Vol. 651. P. 220 – 226.

13. Lee H. U., Park C., Kim S. W. Immobilization of glucose oxidase onto cobalt based on silica core/shell nanoparticles as carrier / Process Biochem. 2012. Vol. 47. P. 1282 – 1286.

14. Shahrokhian S., Ghalkhani M., Adeli M., et al. Multi-walled carbon nanotubes with immobilised cobalt nanoparticle for modification of glassy carbon electrode: Application to sensitive voltammetric determination of thioridazine / Biosens. Bioelectron. 2009. Vol. 24. P. 3235 – 3241.

15. Li T., Yang M., Li H. Label-free electrochemical detection of cancer marker based on graphene-cobalt hexacyanoferrate nanocomposite / J. Electroanal. Chem. 2011. Vol. 655. P. 50 – 55.

16. Bollella P., Fusco G., Tortolini C., et al. Beyond graphene: Electrochemical sensors and biosensors for biomarkers detection / Biosens. Bioelectron. 2017. Vol. 89. P. 152 – 166.

17. Pinto T. da S., Alves L. A., Cardozo G. de A., et al. Layer-by-layer self-assembly for carbon dots/chitosan-based multilayer: Morphology, thickness and molecular interactions / Mater. Chem. Phys. 2017. Vol. 186. P. 81 – 89.

18. Wang N., Pandit S., Ye L., et al. Efficient surface modification of carbon nanotubes for fabricating high performance CNT based hybrid nanostructures / Carbon. 2017. Vol. 111. P. 402 – 410.

19. Wisitsoraat A., Mensing J. Ph., Karuwan C., et al. Printed organo-functionalized graphene for biosensing applications / Biosens. Bioelectron. 2017. Vol. 87. P. 7 – 17.

20. Benchettara A., Benchettara A. Electrochemical sensor based on nanoparticles of cobalt oxides for determination of glucose / Mater. Today: Proc. 2015. Vol. 2. P. 4212 – 4216.

21. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Амперометрические моноаминоксидазные биосенсоры на основе графитовых электродов и оксида графена как модификатора поверхности для определения некоторых антидепрессантов / Аналитика и контроль. 2014. Т. 18. № 4. С. 442 – 450.

22. Горкин В. З. Аминоксидазы и их значение в медицине. — М.: Медицина, 1981. — 336 с.

23. Кулис Ю. Ю. Аналитические системы на основе иммобилизованных ферментов. — Вильнюс: Мокслас, 1981. — 200 с.

24. Брусницын Д. В., Медянцева Э. П., Варламова Р. М. и др. Амперометрическое определение антидепрессантов моноаминооксидазными биосенсорами на основе углеродных нанотрубок и наночастиц серебра как химических модификаторов / Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2014. Т. 156. Кн. 2. С. 37 – 50.

25. Машковский М. Д. Лекарственные средства. — М.: Новая Волна, 2017. — 1216 с.

26. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Возможности амперометрических моноаминооксидазных биосенсоров на основе модифицированных многостенными углеродными нанотрубками графитовых печатных электродов для определения некоторых антидепрессантов / Журн. аналит. химии. 2015. Т. 70. № 5. С. 470 – 475.

27. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Влияние наноструктурированных материалов как модификаторов поверхности электродов на аналитические возможности амперометрических биосенсоров / Журн. прикл. химии. 2015. Т. 87. № 1. С. 45 – 54.

28. Брусницын Д. В., Медянцева Э. П., Варламова Р. М. и др. Углеродные наноматериалы как модификаторы поверхности электродов при разработке амперометрических моноаминоксидазных биосенсоров / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2015. Т. 81. № 6. С. 21 – 27.

29. Шайдарова Л. Г., Челнокова И. А., Романова Е. И. и др. Совместное вольтамперометрическое определение дофамина и мочевой кислоты на электроде, модифицированном самоорганизующимся монослоем цистамина с наночастицами золота / Журн. прикл. химии. 2011. Т. 84. № 2. С. 222 – 228.

30. Данилова Л. А. Анализы крови и мочи. — СПб.: Салит-Медкнига, 2003. — 128 с.


Для цитирования:


Медянцева Э.П., Брусницын Д.В., Варламова Р.М., Коновалова О.А., Будников Г.К. Наноструктурированные композиты на основе графена и наночастиц кобальта в составе моноаминоксидазных биосенсоров для определения антидепрессантов. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018;84(8):5-14. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-8-5-14

For citation:


Medyantseva E.P., Brusnitsyn D.V., Varlamova R.V., Konovalova O.A., Budnikov H.K. Nanostructured composites based on graphene and nanoparticles of cobalt in the composition of monoamine oxidase biosensors for determination of antidepressants. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2018;84(8):5-14. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2018-84-8-5-14

Просмотров: 130


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)