Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Вольтамперометрический способ определения глутатиона на золотоуглеродсодержащем электроде

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-1-I-28-34

Полный текст:

Аннотация

Глутатион (GSH), один из наиболее важных антиоксидантов тиоловой природы, участвующий в разных биохимических процессах в организме человека, в лабораторной практике необходимо определять как в биологических жидкостях (слюна, моча, сыворотка крови), так и фармацевтических препаратах. Для этого широко используют различные инструментальные методы анализа, такие как спектрофотометрия, флуориметрия, высокоэффективная жидкостная хроматография, ЯМР, капиллярный электрофорез и электрохимические методы. Последние характеризуются простотой реализации, невысокой стоимостью и возможностью миниатюризации приборной базы. Исследовано электрохимическое поведение восстановленного (GSH) и окисленного (GSSG) глутатиона на золотоуглеродсодержащем электроде (AuУСЭ) методом катодной вольтамперометрии при разных способах удаления кислорода из электрохимической ячейки: деаэрация азотом и введение раствора сульфита натрия (4 моль/дм3). Установлено, что следы H2O2, которые остаются в приэлектродном слое на AuУСЭ даже после удаления кислорода, влияют на электрохимические свойства GSH при катодной развертке потенциала от 0 до – 1,8 В: GSH окисляется H2O2 до GSSG, наиболее информативным продуктом этой реакции является O2. Предложено косвенное определение GSH по току восстановления кислорода в среде Na2SO3 в диапазоне концентраций от 0,5 · 10–8 до 4,2 · 10–8 моль/дм3 с пределом обнаружения 2,5 · 10–9 моль/дм3. Предложенный вольтамперометрический способ апробирован при определении GSH в некоторых фармацевтических препаратах.

Об авторах

А. С. Гашевская
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
Томск


Е. В. Дорожко
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
Томск


Е. И. Короткова
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
Томск


Э. А. Пашковская
Национальный исследовательский Томский государственный университет
Россия
Томск


О. А. Воронова
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
Томск


Е. В. Плотников
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
Томск


К. В. Дёрина
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
Томск


О. И. Липских
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Россия
Томск


Список литературы

1. Galli F., Rossi R., Floridi A., Canestrari F. Protein thiols and glutathione influence the nitric oxide-dependent regulation of the red blood cell metabolism / Nitric Oxide Biol. Chem. 2002. Vol. 6. P. 186 – 199.

2. Dickinson D. A., Forman H. J. Cellular glutathione and thiols metabolism / Biochem. Pharmacol. 2002. Vol. 64. P. 1019 – 1026.

3. Hassan M. Q., Hadi R. A., Al-Rawi Z. S., et al. The glutathione defense system in the pathogenesis of rheumatoid arthritis / J. Appl. Toxicol. 2001. Vol. 21. N 1. P. 69 – 73.

4. Watanabe K., Guengerich F. P. Limited Reactivity of Formyl Chloride with Glutathione and Relevance to Metabolism and Toxicity of Dichloromethane / Chem. Res. Toxicol. 2016. Vol. 19. P. 1091 – 1096.

5. Samiec P., Botsch C. D., Flagg E. W., Kurtz J. C. Glutathione in human plasma: decline in association with aging, age related macular degeneration, and diabetes / Free Radical Biol. Med. 1998. Vol. 24. P. 699 – 704.

6. Weber G. F. Final common pathways in neurodegenerative diseases: regulatory role of the glutathione cycle / Neurosci. Biobehav. Rev. 1999. Vol. 23. P. 1079 – 1086.

7. Gu F., Chauhan V., Chauhan A. Glutathione redox imbalance in brain disorders / Curr. Opin. Clin. Nutr. 2015. Vol. 18. P. 89 – 95.

8. Plotnikov E., Korotkova E., Voronova O., et al. Comparative investigation of antioxidant activity of human serum blood by amperometric, voltammetric and chemiluminescent methods / Arch. Med. Sci. 2016. Vol. 12. N 5. P. 1071 – 1076.

9. Korotkova E., Bashkim Misini, Dorozhko E., et al. Study of OH· Radicals in Human Serum Blood of Healthy Individuals and Those with Pathological Schizophrenia / Int. J. Mol. Sci. 2011. Vol. 12. N 1. P. 401 – 409.

10. Hormozi-Nezhad M. R., Seyedhosseini E., Robatjazi H. Spectrophotometric determination of glutathione and cysteine based on aggregation of colloidal gold nanoparticles / Scientia Iranica. 2014. Vol. 19. N 3. P. 958 – 963.

11. Hepel M., Stobiecka M. Comparative kinetic model of fluorescence enhancement in selective binding of monochlorobimane to glutathione / J. Photochem. Photobiol. A: Chemistry. 2011. Vol. 225. N 1. P. 72 – 80.

12. Markina M., Lebedeva E., Neudachina L., et al. Determination of Antioxidants in Human Skin by Capillary Zone Electrophoresis and Potentiometry / Anal. Lett. 2016. Vol. 49. N 12. P. 1804 – 1815.

13. Pastore A., Massoud R., Motti G., et al. Fully automated assay for total homocysteine, cysteine, cysteinylglycine, glutathione, cysteamine, and 2-mercaptopropionylglycine in plasma and urine / Clinical Chem. 1998. Vol. 44. N 4. P. 825 – 832.

14. Tsikas D., Brunner G. High-performance liquid chromatography of glutathione conjugates / Anal. Bioanal. Chem. 1992. Vol. 343. N 3. P. 330 – 334.

15. Salazar J. F., Schorr H., Herrmann W., et al. Measurement of thiols in human plasma using liquid chromatography with precolumn derivatization and fluorescence detection / J. Chromatogr. Sci. 1999. Vol. 37. N 12. P. 469 – 476.

16. Rae C. D., Williams S. R. Glutathione in the human brain: Review of its roles and measurement by magnetic resonance spectroscopy / Anal. Biochem. 2017. Vol. 529. P. 127 – 143.

17. Lee P. T., Goncalves L. M., Compton R. G. Electrochemical determination of free and total glutathione in human saliva samples / Sens. Actuat. 2015. Vol. 221. P. 962 – 968.

18. Harfield J. C., Batchelor-McAuley C., Compton R. G. Electrochemical determination of glutathione: a review / Analyst. 2012. Vol. 137. P. 2285 – 2296.

19. Hassanvand Z., Jalali F. Electrocatalytic Determination of Glutathione Using Transition Metal Hexacyanoferrates (MHCFs) of Copper and Cobalt Electrode Posited on Graphene Oxide Nanosheets / Anal. Bioanal. Chem. Res. 2018. Vol. 5. N 1. P. 115 – 129.

20. Hassan Karimi-Maleh, Mohsen Keyvanfard, Kadijeh Alizad, et al. Electrovatalitc Detetmination of Glutathione Using Multiwall Carbon Nanotubes Paste Electrode as a Sensor and Isoprenaline as a Mediator / Int. J. Electrochem. Sci. 2012. Vol. 7. P. 6816 – 6830.

21. Masoumeh Taei, Xasan Hadadzadeh, Foroozan Hasanpour. A Voltammetric Sensor Based on Multiwalled Carbon Nanotubes and a New Azoferrocene Derivative for Determination of Glutathione / Sensors J. 2015. Vol. 15. N 8. P. 4472 – 4479.

22. Hassan Karimi-Maleh, Fahimeh Tahernejad-Javazmi, Vinod Kumar Gupta, et al. A novel biosensor for liquid phase determination of glutathione and amoxicillin in biological and pharmaceutical samples using a ZnO/CNTs nanocomposite/catechol derivative modified electrode / J. of Mol. Liquids. 2014. Vol. 196. P. 258 – 263.

23. Hadi Beitollahi, Abbas Gholami, Mohammad Reza Ganjali. Preparation, characterization and electrochemical application of Ag-ZnO nanoplates for voltammetric determination of glutathione and tryptophan using modified carbon paste electrode / Mater. Sci. Eng. C. 2015. Vol. 57. P. 107 – 112.

24. Hassan Karimi-Maleh, Fahimeh Tahernejad-Javazmi, Ali A. Ensafi, et al. A high sensitive biosensor based on FePt/CNTs nanocomposite /N-(4-hydroxyphenyl)-3,5-dinitrobenzamide modified carbon paste electrode for simultaneous determination of glutathione and piroxicam / Biosens. Bioelectron. 2014. Vol. 60. P. 1 – 7.

25. Hossein Soltani, Hadi Beitollahi, A.-H. Hatefi-Mehrjardi, Masoud Torkzadeh-Mahani. Voltammetric Determination of Glutathione Using a Modified Single Walled Carbon Nanotubes Paste Electrode / Anal. Bioanal. Electrochem. 2014. Vol. 6. N 1. P. 67 – 79.

26. Behzad Rezaei, Hossein Khosropour, Ali Asghar Ensafi, et al. A Differential Pulse Voltammetric Sensor for Determination of Glutathione in Real Samples Using a Trichloro(terpyridine)ruthenium (III)/Multiwall Carbon Nanotubes Modified Paste Electrode / Sensors J. 2015. Vol. 15. N 1. P. 483 – 490.

27. Mohsen Keyvanfard, Khadijeh Alizad. A Sensitive Voltammetric Sensor for Determination of Glutathione Based on Multiwall Carbon Nanotubes Paste Electrode Incorporating Pyrogallol Red / Orientl Journl Chem. 2014. Vol. 30. N 2. P. 593 – 599.

28. Liu B., Ma C., Li Y., et al. Voltammetric determination of reduced glutathione using poly(thionine) as a mediator in the presence of Fenton-type reaction / Talanta. 2017. Vol. 170. P. 399 – 405.

29. Ying Huang, Huijie Yan, Yuejin Tong. Electrocatalytic determination of Reduced Glutathione using rutin as a mediator at acetylene black spiked carbon paste electrode / J. Electroanal. Chem. 2015. Vol. 743. P. 25 – 30.

30. Noskova G. N., Zakharova E. A., Chernov V. I., et al. Properties and application of gold-carbon composite electrodes in electrochemical analysis methods / Izv. Tomsk. Politekh. Univ. Inzh. Georesurs. 2012. Vol. 320. N 3. P. 109 – 115 [in Russian].

31. Zakharova E. A., Noskova G. N., Elesova E. E., Antonova S. G. Determination of arsenic (V) in waters by the method of inversion voltammetry against the background of sodium sulfite in the presence of manganese (II) ions / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2012. Vol. 79. N 5. P. 17 – 23 [in Russian].

32. Zakharova E. A., Antonova S. G., Noskova G. N., Skvortsova L. N., Te A. V. Methods of the determination of inorganic arsenic species by stripping voltammetry in weakly alkaline media / J. Anal. Chem. 2016. Vol. 71. N 8. P. 823 – 833.

33. Abedinzadeh Z., Gardes-Albert M., Ferradini C. Kinetic study of the oxidation mechanism of glutathione by hydrogen peroxide in neutral aqueous medium / Can. J. Chem. 1989. Vol. 67. N 7. P. 1247 – 1255.

34. Shinichi Enami, Hoffmann M. R., Colussi A. J. OH-Radical Specific Addition to Glutathione S-Atom at the Air-Water Interface: Relevance to the Redox Balance of the Lung Epithelial Lining Fluid / J. Phys. Chem. Lett. 2015. Vol. 6. N 19. P. 3935 – 3943.

35. Flohe L. The fairytale of the GSSG/GSH redox potential / Biochim. Biophys. Acta. 2013. Vol. 1830. N 5. P. 3139 – 3142.

36. Pisoschi A. M. Electroanalytical Techniques for the Determination of Sulphite Preservative: An Editorial / Biochem. Anal. Biochem. 2014. Vol. 3. P. 32 – 34.

37. Mohamed S. El-Deab, Takeo Ohsaka. Quasi-reversible two-electron reduction of oxygen at gold electrodes modified with a self-assembled submonolayer of cysteine / Electrochem. Comm. 2013. Vol. 5. N 3. P. 214 – 219.

38. Erling Skavas, Tor Hemmingsen. Kinetics and mechanism of sulphite oxidation on a rotating platinum disc electrode in an alkaline solution / Electrochim. Acta. 2007. Vol. 52. P. 3510 – 3517.

39. Senning A., ed. Sulfur in organic and inorganic chemistry. Vol. 1 – 3. — NY: M. Dekker, 1972.

40. Hayon E., Treinin A., Wilf J. Electronic spectra, photochemistry, and autoxidation mechanism of the sulfite-bisulfite-pyrosulfite systems. SO2–, SO3–, SO4–, and SO5– — radicals / J. Am. Chem. Soc. 1972. Vol. 94. P. 47 – 57.

41. Shi X. Generation of and OH radicals in reactions with in organic environmental pollutants and its implications to toxicity / J. Inorg. Biochem. 1994. Vol. 56. P. 155 – 165.

42. Yasemin Oztekin, Almira Ramanaviciene, Arunas Ramanavicius. Electrochemical Glutathione Sensor Based on Electrochemically Deposited Poly-m-aminophenol / Electroanalysis. 2011. Vol. 23. N 3. P. 701 – 709.


Для цитирования:


Гашевская А.С., Дорожко Е.В., Короткова Е.И., Пашковская Э.А., Воронова О.А., Плотников Е.В., Дёрина К.В., Липских О.И. Вольтамперометрический способ определения глутатиона на золотоуглеродсодержащем электроде. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019;85(1(I)):28-34. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-1-I-28-34

For citation:


Gashevskaya A.S., Dorozhko E.V., Korotkova E.I., Pashkovskaya E.A., Voronova O.A., Plotnikov E.V., Derina K.V., Lipskikh O.I. Voltammetric method for determination of glutathione on a gold-carbon-containing electrode. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2019;85(1(I)):28-34. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2019-85-1-I-28-34

Просмотров: 70


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