PL229432B1 - Nowy przewodzący bisbitiofenowy polimer molekularnie wdrukowany za pomocą karnozyny i sposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania karnozyny - Google Patents
Nowy przewodzący bisbitiofenowy polimer molekularnie wdrukowany za pomocą karnozyny i sposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania karnozynyInfo
- Publication number
- PL229432B1 PL229432B1 PL409325A PL40932514A PL229432B1 PL 229432 B1 PL229432 B1 PL 229432B1 PL 409325 A PL409325 A PL 409325A PL 40932514 A PL40932514 A PL 40932514A PL 229432 B1 PL229432 B1 PL 229432B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- carnosine
- bis
- bitien
- polymer
- layer
- Prior art date
Links
- 229940044199 carnosine Drugs 0.000 title claims abstract description 94
- CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N carnosine Chemical compound [NH3+]CCC(=O)N[C@H](C([O-])=O)CC1=CNC=N1 CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- QRYRORQUOLYVBU-VBKZILBWSA-N Carnosic acid Natural products CC([C@@H]1CC2)(C)CCC[C@]1(C(O)=O)C1=C2C=C(C(C)C)C(O)=C1O QRYRORQUOLYVBU-VBKZILBWSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 108010087806 Carnosine Proteins 0.000 title claims abstract description 90
- CQOVPNPJLQNMDC-UHFFFAOYSA-N N-beta-alanyl-L-histidine Natural products NCCC(=O)NC(C(O)=O)CC1=CN=CN1 CQOVPNPJLQNMDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- ZWLPBLYKEWSWPD-UHFFFAOYSA-N o-toluic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1C(O)=O ZWLPBLYKEWSWPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 18
- XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 18-crown-6 Chemical compound C1COCCOCCOCCOCCOCCO1 XEZNGIUYQVAUSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 229920000344 molecularly imprinted polymer Polymers 0.000 claims description 21
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 11
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 8
- 201000010099 disease Diseases 0.000 claims description 8
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 claims description 8
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 claims description 6
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910001914 chlorine tetroxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 claims description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 4
- 235000015872 dietary supplement Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 4
- 208000018737 Parkinson disease Diseases 0.000 claims description 3
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 claims description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 claims description 2
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 29
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 8
- 108010016626 Dipeptides Proteins 0.000 description 7
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 5
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 108010085443 Anserine Proteins 0.000 description 4
- SLRNWACWRVGMKD-UHFFFAOYSA-N L-anserine Natural products CN1C=NC(CC(NC(=O)CCN)C(O)=O)=C1 SLRNWACWRVGMKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000210053 Potentilla elegans Species 0.000 description 4
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 4
- MYYIAHXIVFADCU-QMMMGPOBSA-N anserine Chemical compound CN1C=NC=C1C[C@H](NC(=O)CC[NH3+])C([O-])=O MYYIAHXIVFADCU-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 4
- 229960002885 histidine Drugs 0.000 description 4
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 4
- ANRUJJLGVODXIK-UHFFFAOYSA-N 3-amino-N-[2-(1H-imidazol-5-yl)ethyl]propanamide Chemical compound NCCC(=O)NCCC1=CN=CN1 ANRUJJLGVODXIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010071840 Cytosol nonspecific dipeptidase Proteins 0.000 description 3
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 108700021352 carcinine Proteins 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004057 DFT-B3LYP calculation Methods 0.000 description 2
- UCMIRNVEIXFBKS-UHFFFAOYSA-N beta-alanine Chemical compound NCCC(O)=O UCMIRNVEIXFBKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001903 differential pulse voltammetry Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 description 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 2
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037191 Carnosinase deficiency Diseases 0.000 description 1
- 102100031162 Collagen alpha-1(XVIII) chain Human genes 0.000 description 1
- 206010010904 Convulsion Diseases 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 1
- 241001521135 Fringilla coelebs Species 0.000 description 1
- 101000919694 Homo sapiens Beta-Ala-His dipeptidase Proteins 0.000 description 1
- 108700005232 Homocarnosinosis Proteins 0.000 description 1
- 208000026350 Inborn Genetic disease Diseases 0.000 description 1
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 208000025966 Neurological disease Diseases 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000003376 axonal effect Effects 0.000 description 1
- 229940000635 beta-alanine Drugs 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000005251 capillar electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 208000016551 carnosinemia Diseases 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000036461 convulsion Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 238000013399 early diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000000157 electrochemical-induced impedance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000007760 free radical scavenging Effects 0.000 description 1
- 208000016361 genetic disease Diseases 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 208000030159 metabolic disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004118 muscle contraction Effects 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 208000015122 neurodegenerative disease Diseases 0.000 description 1
- 230000000626 neurodegenerative effect Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000003334 potential effect Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003077 quantum chemistry computational method Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest rozpoznający przewodzący polimer bisbitiofenowy, charakteryzujący się tym, że zawiera monomery funkcyjne, benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metan i kwas p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowy, oraz luki molekularne wdrukowane za pomocą cząsteczek karnozyny. Ponadto ujawniono sposób wytwarzania warstwy rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego, metodą wdrukowania molekularnego za pomocą elektropolimeryzacji potencjodynamicznej, w którym jako monomery funkcyjne do wdrukowania molekularnego stosuje się benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metan i kwas p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowy oraz szablon - karnozynę. Wynalazek obejmuje również zastosowanie warstwy rozpoznającego przewodzącego polimeru jako elementu rozpoznającego czujnika chemicznego do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania karnozyny.
Description
Przedmiotem wynalazku jest nowy przewodzący polimer zawierający pochodne bis(2,2'-bitien-5-ylo)metanu molekularnie wdrukowany za pomocą karnozyny i sposób wytwarzania tego polimeru jak również jego zastosowanie jako element rozpoznający czujnika chemicznego do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania karnozyny.
Stan techniki
Karnozyna (Fig. 1), tj. kwas (2S)-2-[(3-amino-1-oksopropylo)amino]-3-(3/-/-imidazolo-4-yl)propanowy, jest dipeptydem składającym się z L-histydyny i β-alaniny. Jest to jeden z głównych dipeptydów niebiałkowych mięśni szieletowych zawierający azot. Chociaż dipeptyd ten występuje głównie w mięśniach, jest on również obecny winnych tkankach, np. nerwowych. Karnozyna jest dostarczana w diecie wraz z pokarmami mięsnymi.
Karnozyna odgrywa bardzo ważną rolę w organizmie człowieka. Mianowicie, jest ona przeciwutleniaczem zmiatającym wolne rodniki, np. tlen singletowy {Boldyrev, A., et al., Comp. Blochem. Physiol., PartB: Blochem. Mol. Biol. 112 (1995) 481; Fontana, M., et al., Celi. Mol. Life Sci. 59 (2002) 546}. Dipeptyd ten nie tylko przeciwdziała szkodliwemu działaniu związków wolnorodnikowych, ale również zapobiega toksycznemu działaniu produktów reakcji tych związków. Jest to możliwe dzięki antyglikacyjnym właściwościom karnozyny, tzn. ochranianiu białek przed reaktywnymi aldehydami {Alhamdani, M. S„ Perit Dial. Int. 27 (2007) 86; Price, D. L„ et al., J. Biol. Chem. 276 (2001) 48967}. Ze względu na obecność pierścienia imidazolowego, karnozyna utrzymuje równowagę kwasowo-zasadową w mięśniach szkieletowych {Abe, H., Biochemistry 65 (2000) 757; Stuerenburg, H. J., Biochemistry 65 (2000) 862}. Karnozyna chelatuje również jony metali, w tym jony miedzi, cynku i żelaza. Prowadzone są badania zmierzające do skorelowania kompleksowania jonów cynku przez karnozynę z jej potencjalnym działaniem polegającym na zapobieganiu chorób neurologicznych, np. choroby Alzheimera {Hipkiss, A. R., J. Alzheimer's Diseasett (2007) 229}.
Karnozyna jest potencjalnym czynnikiem terapeutycznym wielu schorzeń, w których patogenezie uczestniczy stres oksydacyjny i karbonylowy, m.in. chorób neurodegradacyjnych, metabolicznych, czy naczyniowo-sercowych. Od szeregu lat dipeptyd ten jest stosowany przez sportowców jako suplement diety wspomagający regenerację mięśni szkieletowych dzięki zmniejszeniu gromadzenia w nich kwasu mlekowego i podwyższający siłę skurczu mięśni {R. Zięba, Wiad. Lek. 60 (2007) 73}.
Karnozuremia to choroba związana z niedoborem karnozynazy, enzymu rozkładającego karnozynę na aminokwasy we krwi. Niedobór karnozynazy sprawia, że stężenie tego dipeptydu w moczu jest nadmierne. Normalne stężenie karnozyny w moczu zawiera się pomiędzy 3,5 i 20 μΜ. Karnozuremia jest wywołana zaburzeniem genetycznym genu CNDP1 odpowiedzialnego za syntezę karnozynazy {Willi, S. M., et al. Pediatrie Res. 41 (1997) 210; Zschocke, Z., et al., Mech. Aging Dev. 127 (2006) 817}. Objawy tej choroby występują w obrębie układu nerwowego w postaci, np. degradacji aksonów, hipotomii, czy drgawek. Dlatego opracowanie szybkich i skutecznych metod wczesnego diagnozowania karnozuremii jest tak istotne. Służyć może temu oznaczanie karnozyny. Dodatkowo, oznaczanie to można wykorzystać do diagnozowania chorób, takich jak choroba Alzheimera czy Parkinsona. Ponadto analiza zawartości i czystości karnozyny w komercyjnie dostępnych suplementach diety może być również przydatna w przemyśle farmaceutycznym.
W dotychczasowych metodach wykrywania i oznaczania karnozyny stosuje się analityczne techniki przepływowe, takie jak wysokosprawna chromatografia cieczowa (ang. high-performance liquid chromatography, HPLC) {O'Dowd, J. J., et al., Biochem. Biophys. Acta 967 (1988) 241; Tian, Y., et al., Eur. Food Res. Technol. 226 (2007) 311], cieczowa chromatografia oddziaływań hydrofitowych (ang. hydrophilic interactions liquid chromatography, HILIC) {Mora, L, et al., J. Agric. Food Chem. 55 (2007) 4664} oraz wysokosprawna elektroforeza kapilarna (ang. high-performance capillary electrophoresis, HPCE) {Huang, Y., et al., Electophoresis 26 (2005) 593; Zhao, S., et al., Anal. Biochem. 393 (2009) 105}. Techniki te charakteryzują się wysoką wykrywalnością umożliwiającą oznaczanie karnozyny w próbkach biologicznych. Jednakże są to metody pracochłonne i czasochłonne, wymagające znacznych nakładów finansowych i wykwalifikowanej obsługi.
Powyższym niedogodnościom mogą sprostać czujniki chemiczne z warstwą dedykowanego molekularnie wdrukowanego polimeru (ang. molecularly imprinted polymer, MIP) jako elementem rozpoznającym zdolnym do selektywnego i odwracalnego przyłączania karnozyny. Znana jest tylko jedna publikacja opisująca zastosowanie MIPów do oznaczania karnozyny {Okutucu, B., et al., Mater. Sci.
PL 229 432 Β1
Eng.C32 (2012) 1174}. Jednakże dotychczas nie zastosowano pochodnych bitiofenu jako monomerów funkcyjnych do wytworzenia warstwy MIPu przeznaczonej do selektywnego oznaczania karnozyny. W niniejszym zgłoszeniu przedstawiamy przygotowanie takiego właśnie MIPu i jego zastosowanie, w postaci warstwy, jako elementu rozpoznającego chemoczujnika do selektywnego oznaczania tego dipeptydu.
Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie warstwy MIPu i sposobu jej wytworzenia tak, aby mogła być wykorzystana jako warstwa selektywnie rozpoznająca karnozynę. Celem tym jest także sposób jej osadzenia na przetworniku sygnału chemicznego za pomocą elektropolimeryzacji potencjodynamicznej.
Zatem, niniejszy wynalazek obejmuje rozpoznający przewodzący polimer bisbitiofenowy, charakteryzujący się tym, że zawiera monomery funkcyjne, kwas p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowy {Iskierko, Z., et al., Zgłoszenie do Urzędu Patentowego R.P. nr P.408507 z dnia 11 czerwca 2014 r.} i benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metan {Pietrzyk, A., et al., Anal. Chem. 81 (2009) 2633}, oraz luki molekularne wdrukowane za pomocą cząsteczek karnozyny.
Ponadto wynalazek obejmuje sposób wytwarzania rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego, określonego w powyżej, metodą wdrukowania molekularnego (MIP) za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, charakteryzujący się tym, że jako monomery funkcyjne do wdrukowania molekularnego stosuje się benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metan i kwas p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowy.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku, do elektropolimeryzacji stosuje się roztwór mieszaniny rozpuszczalników, korzystnie acetonitrylu i wody w stosunku objętościowym jak, odpowiednio, 9:1, zawierający karnozynę, benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metan i kwas p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowy, korzystnie w stosunku molowym jak, odpowiednio, 1:1:3, i 0,1 M elektrolit podstawowy, korzystnie chloran(VII) tetrabutyloamoniowy ((TBA)CIO4), o stężeniu w zakresie 0.01 M do 1.0 M, korzystnie 0,1 M.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku, stosuje się potencjał liniowo zmieniany w sposób cykliczny, w zakresie od -0.50 do 2,50 V, korzystnie w zakresie od 0 do 1,40 V względem Ag/AgCI, ze stałą szybkością w zakresie od 5 mV/s do 5 V/s, korzystnie 50 mV/s.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku, do osadzania stosuje się przetwornik sygnału chemicznego/elektrodę pracującą wybraną spośród grupy stałych elektrod przewodzących i półprzewodzących, korzystnie elektrody platynowej, elektrody złotej i płytki szklanej z napylonym złotem.
Również wynalazek obejmuje zastosowanie polimeru, korzystnie w postaci warstwy określonej powyżej albo wytworzonej sposobem według wynalazku, jako elementu rozpoznającego chemicznego czujnika, do wykrywania i/lub selektywnego oznaczania karnozyny, zwłaszcza w próbkach biologicznych, korzystnie w moczu, zwłaszcza do przetwarzania sygnału chemicznego rozpoznawania karnozyny na użyteczny sygnał analityczny, korzystnie za pomocą mikrograwimetrii piezoelektrycznej (ang. piezoelectric microgravimetry, PM) lub elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (ang. electrochemical impedance spectrosopy, EIS).
Warstwa polimeru ponadto może służyć do diagnozowania chorób, takich jak choroba Alzheimera lub choroba Parkinsona, do analizy zawartości karnozyny w suplementach diety lub w preparatach farmaceutycznych.
Wynalazek jest bliżej przedstawiony, w korzystnych przykładach wykonania, z odniesieniem do załączonego rysunku, na którym:
Fig. 1 przedstawia wzór strukturalny karnozyny z ponumerowanymi miejscami oddziaływania z bisbitiofenowymi monomerami funkcyjnymi,
Fig. 2 przedstawia schemat rozpoznawania molekularnego, na którym (a) przedstawia wzór strukturalny kompleksu karnozyny 1 z monomerami funkcyjnymi, tj. kwasem p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowym 2 i benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metanem 3 oraz (b) przedstawia strukturę tego kompleksu zoptymalizowaną za pomocą metody DFT w przybliżeniu B3LYP/6-31g(d),
Fig. 3 przedstawia zmiany potencjałowej zależności prądu podczas osadzania warstwy MIP, za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, na platynowej elektrodzie dyskowej o średnicy 1 mm , przy czym polimeryzacja była prowadzona dla roztworu 0,1 mM karnozyny, 0,1 mM benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metanu, 0,3 mM
PL 229 432 Β1 kwasu p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowego i 0,1 M (TBA)CIO4 dwóch rozpuszczalników, acetonitrylu i wody, w stosunku objętościowym jak, odpowiednio, 9:1, a potencjał był zmieniany w zakresie od 0 do 1,4 V vs Ag/AgCI z szybkością 50 mV/s,
Fig. 4 przedstawia jednoczesne zmiany (a) prądu, (b) częstotliwości rezonansowej i (c) rezystencji dynamicznej w trakcie osadzania warstwy MIPu molekularnie wdrukowanego karnozyną, za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, na elektrodzie złotej o średnicy 5 mm rezonatora kwarcowego o częstotliwości rezonansowej 10 MHz, przy czym elektropolimeryzacja ta była prowadzona dla roztworu 0,1 mM karnozyny, 0,1 mM benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metanu, 0,3 mM kwasu p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowego i 0,1 M (TBA)CIO4 dwóch rozpuszczalników, acetonitrylu i wody, zmieszanych w stosunku objętościowym jak, odpowiednio, 9:1, a potencjał był zmieniany w zakresie od 0 do 1,4 V vs Ag/AgCI z szybkością 50 mV/s.
Fig. 5 przedstawia zdjęcia mikroskopii sił atomowych osadzonej na płytce szklanej z napylonym złotem warstwy MIP molekularnie wdrukowanego za pomocą karnozyny (a) przed i (b) po ekstrakcji szablonu karnozyny za pomocą 0,1 M NaOH przez 30 min w temperaturze pokojowej,
Fig. 6 przedstawia zależność pojemności elektrycznej warstwy podwójnej platynowej elektrody dyskowej o średnicy 1 mm chemosensora od czasu dla różnych stężeń karnozyny w zastrzykiwanych roztworach, w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (FIA), przy czym jako roztwór nośny zastosowano 0,1 M LiNOs a karnozyna była rozpuszczona w roztworze o takim samym składzie jak roztwór nośny, tj. w 0,1 M LiNOs, oraz szybkość przepływu roztworu nośnego wynosiła 35 μL/min a objętość zastrzyku roztworu karnozyny 100 μί przy częstotliwości zmian napięcia 20 Hz i stałym potencjale 0,5 V vs Ag/AgCI przyłożonym do elektrody pracującej,
Fig. 7 przedstawia krzywe kalibracyjne zmiany pojemności elektrycznej warstwy podwójnej platynowej elektrody dyskowej o średnicy 1 mm chemosensora z warstwą MIP molekularnie wdrukowanego za pomocą karnozyny dla (1) analitu karnozyny oraz substancji przeszkadzających, takich jak (2) anseryna (ang. anserine), (3) karcynina (ang. carcinine) i (4) histydyna (ang. histidine),
Fig. 8 przedstawia krzywe woltamperometrii pulsowej różnicowej (ang. differential pulse voltammetry, DPV) dla 0,1 M K4[Fe(CN)e] w 0,1 M KNOs na platynowej elektrodzie dyskowej o średnicy 1 mm (krzywa 1) niepokrytej, (krzywa 2) pokrytej warstwą MIPu molekularnie wdrukowanego za pomocą karnozyny i (krzywa 3) pokrytej warstwą MIP po ekstrakcji szablonu, karnozyny, za pomocą 0,1 M NaOH przez 30 min w temperaturze pokojowej,
Fig. 9 przedstawia zmianę częstotliwości rezonansowej rezonatora kwarcowego z elektrodą złotą o średnicy 5 mm pokrytą warstwą MIPu z wyekstrahowaną karnozyną dla różnych stężeń karnozyny, przy czym zmiana ta była mierzona w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (FIA) z zastosowaniem 0,1 M LiNOsjako roztworu nośnego, który był pompowany z szybkością 35 μL/min, a objętość zastrzykiwanej próbki roztworu karnozyny wynosiła 100 μί,
Fig. 10 przedstawia krzywe kalibracyjne zmiany częstotliwości rezonansowej względem stężenia karnozyny w roztworze, w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (FIA), dla rezonatora kwarcowego chemosensora piezomikrograwimetrycznego z (krzywa 1) warstwą MIPu z wyekstrahowanym szablonem karnozyny i (krzywa 2) z warstwą NI Pu, przy czym 0,1 M LiNOs służył jako roztwór nośny, który był pompowany z szybkością 35 μL/min, a objętość zastrzykiwanej próbki 0,1 M LiNOs roztworu karnozyny wynosiła 100 μί.
Korzystne przykłady wykonania wynalazku
Przykład 1
Kwantowo-chemiczne wyznaczenie struktury kompleksu karnozyny z monomerami funkcyjnymi i optymalizacja tej struktury
Strukturę kompleksu karnozyny z monomerami funkcyjnymi zoptymalizowano a wartości funkcji termodynamicznych jego tworzenia (Fig. 2) obliczono za pomocą teorii funkcjonału gęstości (ang. density functional theory, DFT) w przybliżeniu B3LYP/6-31g(d), dla T = 298 K w próżni, za pomocą oprogramowania Gaussian 09 {M. J. Frisch, et. aL, Gaussian 09. Wallingford, CT, USA: Gaussian, Inc., 2009}. Przeprowadzone obliczenia wykazały, że najkorzystniejszy stosunek molowy analitu do monomerów funkcyjnych, tj. karnozyny do benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metanu i kwasu
PL 229 432 Β1 p-bis(2,2'-bitien-5ylo)metylobenzoesowego jest jak, odpowiednio, 1:1:3, aby wytworzony kompleks byt trwały, tzn. absolutna zmiana entalpii swobodnej towarzysząca tworzeniu tego kompleksu, AG, była najwyższa.
W Tabeli 1 przedstawiono zarówno wartości AG dla kompleksów analitu z poszczególnymi monomerami funkcyjnymi przyłączonymi w miejscach ponumerowanych na Wzorze 1 (Fig. 1) jak i wartość całkowitej AG dla kompleksu karnozyny z obydwoma monomerami funkcyjnymi przyłączonymi we wszystkich miejscach wiążących karnozyny.
Tabela 1. Zmiany entalpii swobodnej, AG, tworzenia kompleksów karnozyny z poszczególnymi monomerami funkcyjnymi i całkowita zmiana entalpii swobodnej.
| Podstawnik monomeru funkcyjnego | Numer miejsca przyłączania podstawnika (Fig. 1) | &G kJ mol’1 |
| Grupa karboksylowa | 1 2 | -42,77 -22,16 |
| 3 | -35,56 | |
| Eter koronowy | 4 | -178,20 |
| Całkowita zmiana entalpii swobodnej | -227,37 |
Przykład 2
Osadzanie warstwy MIPu na różnych elektrodach
Warstwy MIPów osadzono na różnych elektrodach za pomocą polimeryzacji elektrochemicznej w warunkach potencjodynamicznych w kilku cyklach zmiany potencjału w zakresie od 0 do 1,4 V vs Ag/AgCI, przy szybkości zmian potencjału 50 mV/s. Na Fig. 3 przedstawiono takie osadzanie na dyskowej elektrodzie platynowej o średnicy 1 mm. Natomiast na Fig. 4 przedstawiono osadzanie warstwy MIPu na elektrodzie złotej o średnicy 5 mm rezonatora kwarcowego (ang. quartz crystal rezonator, OCR) o częstotliwości rezonansowej 10 MHz z jednoczesnym pomiarem zmian prądu (Fig. 4a), częstotliwości rezonansowej (Fig. 4b) i rezystancji dynamicznej (Fig. 4c).
Do polimeryzacji zastosowano roztwór 0,1 mM karnozyny, 0,1 mM benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metanu i 0,3 mM kwasu p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowego w roztworze dwóch rozpuszczalników, acetonitrylu i wody, o stosunku objętościowym jak 9:1. Analit oraz monomery funkcyjne zmieszano w stosunku molowym jak, odpowiednio, 1:1:3. Ten stosunek wybrano jako najkorzystniejszy na podstawie modelowania kwantowo-chemicznego. Do elektropolimeryzacji zastosowano elektrolit podstawowy, którym byt chloran(VII) tetrabutyloamonowy, (TBA) CIO4, korzystnie o stężeniu 0,1 M.
Polimeryzację przeprowadzono w układzie trójelektrodowym, w którym elektrodą pracującą była platynowa elektroda dyskowa o średnicy 1 mm lub elektroda złota OCR o częstotliwości rezonansowej 10 MHz.
W celach porównawczych przygotowano również warstwy polimeru niewdrukowanego (ang. non-imprinted polymer, NIP). Osadzono je za pomocą procedury opisanej powyżej z roztworu do polimeryzacji, który nie zawierał szablonu karnozyny.
Szablon karnozyny wyekstrahowano z MIPu za pomocą 0,1 M NaOH. Ekstrakcję przeprowadzono w temperaturze pokojowej w warunkach stacjonarnych przez 30 min. Postęp ekstrakcji kontrolowano za pomocą różnicowej woltamperometrii pulsowej (ang. differential pulse voltammetry, DPV) w zakresie potencjałów od 0 do 0,60 V vs Ag/AgCI.
Przykład 3
Morfologia warstwy MIP
W celu określenia grubości i szorstkości warstwy MIP przed i po ekstrakcji karnozyny, warstwę tę
PL 229 432 Β1 osadzono na płytkach szklanych pokrytych warstwą złota za pomocą procedury opisanej w Przykładzie 4, powyżej. Następnie zarejestrowano zdjęcia mikroskopii sił atomowych (ang. atomie force microscopy, AFM) powierzchni warstwy MIP przed (Fig. 5a) i po ekstrakcji (Fig. 5b) karnozyny. Na podstawie tych zdjęć określono grubość i szorstkość tej warstwy. Zdjęcia wykonano za pomocą mikroskopu Nanoscope firmy Bruker sterowanego za pomocą kontrolera MultiMode® 8 w trybie Tapping Modę. Zdjęcia obszaru (1x1) μm2 warstwy pokazują, że jest ona złożona z regularnych ziaren o średnicy kilku nanometrów. Co więcej, warstwa jest homogeniczna o tylko niewielkiej szorstkości (1,5 ± 0,1 nm) a jej grubość praktycznie nie zmienia się w wyniku ekstrakcji, wynosi bowiem 240 ± 24 nm przed i 229 ± 25 nm po ekstrakcji.
Przykład 4
Oznaczanie karnozyny za pomocą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS) w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (FIA)
W celu oznaczenia karnozyny za pomocą EIS w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (ang. flow-injection analysis, FIA), zastosowano platynową elektrodę dyskową o średnicy 1 mm z osadzoną warstwą MIP, wdrukowaną za pomocą szablonu karnozyny, z wyekstrahowanym szablonem. Tak przygotowaną elektrodę umieszczono w elektrochemicznym naczynku przepływowym {Soucaze-Guillous, B., Kutner, W., Electroanalysis 9 (1997) 32} o pojemności ~35 mL wypełnionej roztworem nośnym, 0,1 M LiNOs. W naczynku umieszczono również elektrodę Ag/AgCI i helisę z drutu platynowego, która służyła, odpowiednio, jako elektroda odniesienia, i elektroda pomocnicza. Elektroda pracująca pokryta warstwą MIP znajdowała się w odległości 300 μm nad wylotem kapilary doprowadzającej roztwór nośny. Odległość tę precyzyjnie ustawiono posługując się śrubą mikrometryczną tego naczynka. Następnie przez naczynko przepuszczono z szybkością 35 μL/min roztwór nośny, 0,1 M LiNOs, z zastosowaniem pompy strzykawkowej model 78/100 firmy KD Scientific (Holliston MA, USA). Do zastrzykiwania próbek zastosowano sześciopozycyjny obrotowy zawór dozujący model 7725! firmy Rheodyne (Cotati CA, USA). Objętość każdej zastrzykiwanej próbki wynosiła 100 μί. Substancje zastrzykiwane rozpuszczono w roztworze o takim samym składzie jak roztwór nośny, tj. w 0,1 M LiNOs. Naczynko było podłączone do potencjostatu model SP-300 firmy Bio-Logic SAS (Claix, Francja) komputerowo sterowanego za pomocą oprogramowania EC-LAB® tego samego producenta. Pomiary wykonano przy częstotliwości 20 Hz i stałym potencjale 0,5 V vs Ag/AgCI, tj. potencjale, przy którym nie zachodził żaden proces elektrodowy.
Wyniki pomiarów zarejestrowano w postaci zmian urojonej składowej impedancji, Z, w funkcji czasu. Następnie na podstawie otrzymanych wyników obliczono pojemność elektrycznej warstwy podwójnej elektrody, zgodnie z Równ. 1.
C = —1 al ZltfAZ (1)
W równaniu tym Cdi to elektryczna pojemność warstwy podwójnej na granicy faz elektrody i roztworu, f to częstotliwość, przy której wykonano pomiary (tutaj f = 20 Hz), a A to powierzchnia elektrody pracującej (tutaj A = 0,00785 cm2). Wyniki pomiarów są przedstawione na Fig. 6.
W celu wyznaczenia czułości i selektywności chemosensora, w warunkach FIA przeprowadzono szereg pomiarów zmian pojemności elektrycznej warstwy podwójnej. Wyniki tych pomiarów zebrano w postaci krzywych kalibracyjnych na Fig. 7. W pomiarach tych oprócz analitu karnozyny (krzywa 1 na Fig. 7) zastrzykiwane były roztwory, o różnych stężeniach, chemicznych substancji przeszkadzających w oznaczeniach karnozyny o strukturach zbliżonych do struktury karnozyny, tj. anseryny (krzywa 2 na Fig. 7), karcyniny (krzywa 3 na Fig. 7) i histydyny (krzywa 4 na Fig. 7). Z nachyleń krzywych wyznaczono czułość chemosensora z warstwą MIP wdrukowaną za pomocą karnozyny względem tych substancji (Tabela 2). Selektywność chemosensora, której miarą jest stosunek jego czułości względem karnozyny do czułości względem substancji przeszkadzającej, jest bardzo wysoka i, przykładowo, dla anseryny wynosi przynajmniej 38,3.
PL 229 432 Β1
Tabela 2. Czułość chemosensora z warstwą MIP wdrukowaną za pomocą karnozyny względem substancji o podobnej budowie, przeszkadzających w oznaczaniu karnozyny.
Chemosensor / Analit
Czułość ± odchyl, stand., pF cm 2 mM4
MlP-karnozyna / karnozyna
MlP-karnozyna/ anseryna
MIP-karnozyna/ histydyna
MlP-karnozyna / karcynina (138,0 + 5,45) χ 10'4 (3,60 ± 2,81) χ 10'4 (47 ± 2,38) χ 104 (0,000424 ± 1,31) χ 10'4
Przykład 5
Oznaczanie karnozyny za pomocą chemicznego czujnika piezomikrograwimetrycznego z warstwą rozpoznającą MIP wdrukowaną za pomocą karnozyny w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (FIA)
Do oznaczenia karnozyny z zastosowaniem chemicznego czujnika piezomikrograwimetrycznego w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (FIA) zastosowano OCR ze złotą elektrodą dyskową o średnicy 5 mm pokrytą warstwą rozpoznającą MIP z wyekstrahowanym szablonem, tj. karnozyną. Ten OCR zamocowano w oprawce kwarcowej mikrowagi przepływowej model EOCM 5610 {Kochman, A., et aL, Electroanalysis 18 (2006) 2168}. Następnie oprawkę tę podłączono do analizatora OCA 922 firmy Seiko EG&G (Tokyo, Japan), sterowanego za pomocą potencjostatu SP-300 firmy BioLogic SAS (Claix, Francja) obsługiwanym oprogramowaniem EC-LAB® tego samego producenta. Przez oprawkę przepuszczono z szybkością 35 μL/min roztwór nośny, 0,1 M LiNOs, za pomocą pompy strzykawkowej model 78/100 firmy KD Scientific (Holliston MA, USA). Do zastrzykiwania próbek wykorzystano sześciopozycyjny obrotowy zawór dozujący model 7725! firmy Rheodyne (Cotati CA, USA). Analizowaną próbkę rozpuszczono w roztworze o takim samym składzie jak roztwór nośny, tj. w 0,1 M LiNOs. Objętość zastrzykiwanej próbki wynosiła 100 μί.
Zmiana częstotliwości rezonansowej OCR, Δί, związana jest ze zmianą obciążającej go masy, Am. Relacja ta jest opisana zależnością Sauerbrey'a (Równ. 2)
Δ/ =--Am
Pąkg (2) gdzie fo to częstotliwość rezonansowa, Aac to akustycznie aktywna powierzchnia OCR, na której osadzana jest warstwa Ml Pu (tutaj Aac = 0,1963 cm2), to gęstość kwarcu (2,648 g cm 3) a to moduł ścinający monokryształu kwarcu o cięciu AT (2,947 χ 1011 g S'1 cm'1).
Po zastrzyknięciu każdej kolejnej próbki roztworu karnozyny o innym stężeniu, zarejestrowano spadek a następnie wzrost częstotliwości (Fig. 9). Był on wywołany początkowym wnikaniem karnozyny do MIPu, w którym jej cząsteczki zajmowały wdrukowane luki molekularne, a następnie wymywaniem karnozyny za pomocą nadmiaru roztworu nośnego. Dla porównania, podobne pomiary wykonano dla rezonatora z osadzoną warstwą NIPu. Krzywe kalibracyjne dla warstwy MIPu i NIPu, dla różnych stężeń karnozyny w zastrzykiwanych próbkach, są przedstawione na Fig. 10. Ze stosunku nachylenia krzywej kalibracyjnej dla warstwy MIPu do nachylenia krzywej dla warstwy NIPu wyznaczono współczynnik wdrukowania, który był stosunkowo wysoki, wynosił bowiem 14,9.
Wnioski
Obliczenia kwantowo-chemiczne wykazują możliwość tworzenia kompleksu karnozyny zarówno z każdym z dwóch monomerów funkcyjnych z osobna jak i z obydwoma monomerami równocześnie.
Elektropolimeryzacja w warunkach potencjodynamicznych zapewnia osadzenie warstwy MIPu wdrukowanego karnozyną o grubości, homogeniczności i szorstkości odpowiedniej do oznaczania karnozyny.
PL 229 432 Β1
Zastosowanie chemosensora w pomiarach EIS w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej pozwala na szybkie i powtarzalne oznaczanie karnozyny, co umożliwia oznaczanie karnozyny w analizie on linę.
Wykrywalność chemosensora pojemnościowego wynosi 20 μΜ karnozyny, czyli jest zbliżona do stężenia karnozyny w moczu pacjenta. Dzięki temu za pomocą wytworzonego chemosensora z powodzeniem można wykrywać karnozynurię, chorobę objawiającą się podwyższoną zawartością karnozyny w moczu. Dlatego chemosensor ten można z powodzeniem wykorzystywać w badaniach klinicznych do wykrywania schorzeń związanych ze zbyt niskim stężeniem karnozynazy.
Podziękowania
Niniejsza praca była sfinansowana ze środków Narodowego Centrum Nauki (grant nr NCN 2011/03/D/ST4/02596 dla P.S.S.) i Unii Europejskiej w ramach programu European Regional Development Fund, grant lnnovative Economy (POIG.01.01.02-00-008/08 dla W.K.)
Opłaty związane z ochroną wynalazku sfinansowano ze środków projektu Nanotechnology, Biomaterials and alternative Energy Source for ERA integration FP7-REGPOT-CT-2011-285949-NOBLESSE.
Claims (7)
1. Rozpoznający przewodzący polimer bisbitiofenowy, znamienny tym, że zawiera monomery funkcyjne, benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metan i kwas p-bis(2,2'-bitien-5ylo)metylo-benzoesowy, oraz luki molekularne wdrukowane za pomocą cząsteczek karnozyny.
2. Sposób wytwarzania rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego, określonego w zastrz. 1, metodą wdrukowania molekularnego, prowadzącą do wytworzenia molekularnie wdrukowanego polimeru (MIP) za pomocą elektropolimeryzacji przeprowadzonej za pomocą technik elektrochemicznych obejmujących techniki potencjostatyczne, galwanostatyczne i potencjodynamiczne, korzystnie potencjodynamiczne, znamienny tym, że jako monomery funkcyjne do wdrukowania molekularnego stosuje się benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metan i kwas p-bis(2,2'-bitien-5ylo)metylobenzoesowy.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że do elektropolimeryzacji stosuje się roztwór mieszaniny rozpuszczalników, korzystnie acetonitrylu i wody w stosunku objętościowym jak, odpowiednio, 9:1, zawierający karnozynę, benzo-[18-korona-6]-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metan i kwas p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesowy, korzystnie w stosunku molowym jak, odpowiednio, 1:1:3, i 0,1 M elektrolit podstawowy, korzystnie chloran(VII) tetrabutyloamoniowy ((TBA)CIO4), w zakresie stężeń od 0,01 do 1,0 M, korzystnie 0,1 M.
4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że stosowany potencjał jest liniowo zmieniany w sposób cykliczny w zakresie od -0.50 do 2,50 V, korzystnie w zakresie od 0 do 1,40 V względem Ag/AgCI, ze stałą szybkością w zakresie od 5 mV/s do 5 V/s, korzystnie 50 mV/s.
5. Sposób według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienny tym, że do osadzania stosuje się przetwornik sygnału chemicznego/elektrodę pracującą wybraną spośród grupy stałych elektrod przewodzących i półprzewodzących, korzystnie elektrody platynowej, elektrody złotej i płytki szklanej z napylonym złotem.
6. Zastosowanie warstwy polimeru określonej w zastrz. 1 albo wytworzonej sposobem według zastrz. 3, jako elementu rozpoznającego chemicznego czujnika, do wykrywania i/lub selektywnego oznaczania karnozyny, zwłaszcza w próbkach biologicznych, korzystnie w moczu pacjenta, zwłaszcza do przetwarzania sygnału chemicznego rozpoznawania karnozyny na użyteczny sygnał analityczny, korzystnie za pomocą mikrograwimetrii piezoelektrycznej (ang. piezoelectric microgravimetry, PM) lub elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (ang. electrochemical impedance spectrosopy, EIS).
7. Zastosowanie, według zastrz. 6, znamienne tym, że służy ponadto do diagnozowania chorób, takich jak choroba Alzheimera lub choroba Parkinsona, do analizy zawartości karnozyny w suplementach diety i w preparatach farmaceutycznych.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL409325A PL229432B1 (pl) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Nowy przewodzący bisbitiofenowy polimer molekularnie wdrukowany za pomocą karnozyny i sposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania karnozyny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL409325A PL229432B1 (pl) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Nowy przewodzący bisbitiofenowy polimer molekularnie wdrukowany za pomocą karnozyny i sposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania karnozyny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL409325A1 PL409325A1 (pl) | 2016-03-14 |
| PL229432B1 true PL229432B1 (pl) | 2018-07-31 |
Family
ID=55450751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL409325A PL229432B1 (pl) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | Nowy przewodzący bisbitiofenowy polimer molekularnie wdrukowany za pomocą karnozyny i sposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania karnozyny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL229432B1 (pl) |
-
2014
- 2014-08-29 PL PL409325A patent/PL229432B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL409325A1 (pl) | 2016-03-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Aghaei et al. | A novel capacitive biosensor for cholesterol assay that uses an electropolymerized molecularly imprinted polymer | |
| Cetinkaya et al. | A molecularly imprinted electrochemical sensor based on highly selective and an ultra-trace assay of anti-cancer drug axitinib in its dosage form and biological samples | |
| Kim et al. | A potentiometric non-enzymatic glucose sensor using a molecularly imprinted layer bonded on a conducting polymer | |
| Karaseva et al. | A piezoelectric immunosensor for chloramphenicol detection in food | |
| Liu et al. | Fabrication of highly sensitive and selective electrochemical sensor by using optimized molecularly imprinted polymers on multi-walled carbon nanotubes for metronidazole measurement | |
| Li et al. | A novel strategy for selective determination of d-penicillamine based on molecularly imprinted polypyrrole electrode via the electrochemical oxidation with ferrocyanide | |
| Ding et al. | Electrochemical evaluation of avidin–biotin interaction on self-assembled gold electrodes | |
| Cheng-Jun et al. | An insulin molecularly imprinted electrochemical sensor based on epitope imprinting | |
| Dabrowski et al. | Early diagnosis of fungal infections using piezomicrogravimetric and electric chemosensors based on polymers molecularly imprinted with D-arabitol | |
| Lee et al. | Epitope imprinting of alpha-synuclein for sensing in Parkinson's brain organoid culture medium | |
| Sharma et al. | Synthesis and application of a “plastic antibody” in electrochemical microfluidic platform for oxytocin determination | |
| Wu et al. | Sensitive and selective determination of dopamine by electrochemical sensor based on molecularly imprinted electropolymerization of o-phenylenediamine | |
| Piskin et al. | Development of ultra-sensitive and selective molecularly imprinted polymer-based electrochemical sensor for L-lactate detection | |
| Atta et al. | Layered-designed composite sensor based on crown ether/Nafion®/polymer/carbon nanotubes for determination of norepinephrine, paracetamol, tyrosine and ascorbic acid in biological fluids | |
| Zembrzuska et al. | Electrochemically initiated co-polymerization of monomers of different oxidation potentials for molecular imprinting of electroactive analyte | |
| Salama et al. | A novel methionine/palladium nanoparticle modified carbon paste electrode for simultaneous determination of three antiparkinson drugs | |
| Wojnarowicz et al. | An electropolymerized molecularly imprinted polymer for selective carnosine sensing with impedimetric capacity | |
| Pietrzyk et al. | Molecularly imprinted poly [bis (2, 2′-bithienyl) methane] film with built-in molecular recognition sites for a piezoelectric microgravimetry chemosensor for selective determination of dopamine | |
| Li et al. | A novel sensitive and selective electrochemical sensor based on molecularly imprinted polymer on a nanoporous gold leaf modified electrode for warfarin sodium determination | |
| Odijk et al. | Microfabricated solid-state ion-selective electrode probe for measuring potassium in the living rodent brain: Compatibility with DC-EEG recordings to study spreading depression | |
| Trouillon | Biological applications of the electrochemical sensing of nitric oxide: fundamentals and recent developments. | |
| Kupis-Rozmysłowicz et al. | Biomimetic membranes based on molecularly imprinted conducting polymers as a sensing element for determination of taurine | |
| Liu et al. | Electrochemical sensor based on molecularly imprinted film for high sensitivity detection of clenbuterol prepared using sol-gel method | |
| Ayankojo et al. | Ruthenium oxide electrode integrated with molecularly imprinted polymer for direct electrochemical sensing of a neurotrophic factor protein | |
| Wang et al. | Application of aminobenzoic acid electrodeposited screen-printed carbon electrode in the beta-amyloid electrochemical impedance spectroscopy immunoassay |