RU2426109C1 - Voltammetric method of determining activity of antioxidants - Google Patents

Voltammetric method of determining activity of antioxidants Download PDF

Info

Publication number
RU2426109C1
RU2426109C1 RU2010119970/28A RU2010119970A RU2426109C1 RU 2426109 C1 RU2426109 C1 RU 2426109C1 RU 2010119970/28 A RU2010119970/28 A RU 2010119970/28A RU 2010119970 A RU2010119970 A RU 2010119970A RU 2426109 C1 RU2426109 C1 RU 2426109C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
activity
antioxidants
antioxidant
radicals
edta
Prior art date
Application number
RU2010119970/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Николаевич Лисецкий (RU)
Владимир Николаевич Лисецкий
Валентина Николаевна Баталова (RU)
Валентина Николаевна Баталова
Татьяна Александровна Лисецкая (RU)
Татьяна Александровна Лисецкая
Original Assignee
Меграбян Казарос Аршалуйсович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Меграбян Казарос Аршалуйсович filed Critical Меграбян Казарос Аршалуйсович
Priority to RU2010119970/28A priority Critical patent/RU2426109C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2426109C1 publication Critical patent/RU2426109C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method enables to measure activity of antioxidants with respect to OH radicals, which are most dangerous to the body. When realising the method during reduction of substance on an electrode in the solution of a background electrolyte, a model reaction is employed, which generates OH radicals. Cathode waves of reducing the substance are recorded in potential interval of -1.2 - -1.9 V relative a saturated silver chloride comparison electrode. A peak appears in the said interval, which is presumably of OH radicals and which falls in proportion to the amount of antioxidant added. Activity of antioxidants is determined from the relative drop of this peak.
EFFECT: invention increases sensitivity of the method of determining activity of antioxidants 277 times.
6 dwg, 2 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к области определения активности антиоксидантов и может быть использовано в пищевой, косметической, фармацевтической промышленностях, а также в медицине и криминалистике.The invention relates to the field of determining the activity of antioxidants and can be used in the food, cosmetic, pharmaceutical industries, as well as in medicine and forensics.

Известен способ определения суммарной антиоксидантной активности (АОА) биологически активных веществ (патент РФ №2238554, МПК7 G01N 33/15, G01N 27/26, опубл. 20.10.2004), включающий подготовку проб анализируемого и стандартного веществ, их электрохимическое окисление в ячейке амперометрического детектора, усиление электрических сигналов, их регистрацию и расчет АОА по предложенной математической зависимости. В этом способе подготовку анализируемых проб осуществляют путем смешения соответствующих веществ с растворителем, не обладающим антиоксидантной способностью. Кроме того, в качестве стандартных веществ используют вещества, обладающие высоким редокс-потенциалом, выбранные из ряда: рутин, кверцетин, дигидрокверцетин.A known method for determining the total antioxidant activity (AOA) of biologically active substances (RF patent No. 2238554, IPC 7 G01N 33/15, G01N 27/26, publ. 20.10.2004), including the preparation of samples of the analyzed and standard substances, their electrochemical oxidation in the cell amperometric detector, amplification of electrical signals, their registration and calculation of AOA according to the proposed mathematical dependence. In this method, the preparation of the analyzed samples is carried out by mixing the corresponding substances with a solvent that does not have antioxidant ability. In addition, substances with a high redox potential selected from the range of rutin, quercetin, dihydroquercetin are used as standard substances.

Основными недостатками данного способа являются "относительно низкая чувствительность, а также сложность аппаратурного оформления, т.к. для реализации способа требуется насос, термостатируемая электрохимическая ячейка, кран дозатор. Кроме того, в этом способе окисление антиоксидантов идет электрохимическим путем на поверхности рабочего электрода, на котором происходит глубокое окисление, не характерное для процессов, происходящих в организме.The main disadvantages of this method are "relatively low sensitivity, as well as the complexity of the hardware design, because the method requires a pump, a thermostatic electrochemical cell, a dispenser tap. In addition, in this method, the oxidation of antioxidants is carried out electrochemically on the surface of the working electrode, which occurs deep oxidation, not characteristic of processes occurring in the body.

Известен также выбранный нами за прототип вольтамперометрический способ определения суммарной активности антиоксидантов (патент РФ №2224997, МПК7 G01N 33/00, опубл. 27.02.2004), включающий процесс восстановления вещества на электроде в растворе электролита. В этом способе в качестве модельной реакции используют процесс электровосстановления кислорода, который проводят на ртутно-пленочном электроде на фоне 0,1М Na2SO4 в водной среде, 0,1 М NaClO4 в апротонной среде или 0,9% NaCl в биологических объектах, регистрацию катодных волн одноэлектронного восстановления кислорода ведут в режиме дифференцирования при скорости развертки потенциала 50-100 мВ/с, суммарную антиоксидантную активность определяют по относительному изменению тока электровосстановления кислорода в интервале потенциалов от 0 до -0,6 В относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода сравнения.Also known is the voltammetric method we selected for the prototype for determining the total activity of antioxidants (RF patent No. 2224997, IPC 7 G01N 33/00, publ. 02.27.2004), including the process of reducing a substance on an electrode in an electrolyte solution. In this method, the process of oxygen electroreduction is used as a model reaction, which is carried out on a mercury-film electrode against a background of 0.1 M Na 2 SO 4 in an aqueous medium, 0.1 M NaClO 4 in an aprotic medium, or 0.9% NaCl in biological objects the cathode waves of one-electron oxygen reduction are recorded in differentiation mode at a potential sweep speed of 50-100 mV / s, the total antioxidant activity is determined by the relative change in the oxygen electroreduction current in the potential range from 0 to -0.6 V rel relatively saturated silver chloride reference electrode.

Основным недостатком этого способа является низкая чувствительность. Кроме того, способ не достаточно объективно оценивает активность антиоксидантов по отношению к процессам, происходящим в организме, т.к. с помощью модельной реакции, указанной в прототипе, невозможно определять активность антиоксидантов по отношению к .ОН радикалам. Как показано в работе (Ю.А.Владимиров. Свободные радикалы в биологических системах // Соросовский образовательный журнал. - 2000. - №12, т.6. - С.16), наибольший вред здоровью приносят свободные .ОН радикалы, т.к. «в нуклеиновых кислотах .ОН разрушает углеводные мостики между нуклеотидами и, таким образом, разрывает цепи ДНК и РНК, в результате чего происходят мутации и гибель клеток. Таким образом, радикал .ОН - это радикал-разрушитель, радикал-убийца».The main disadvantage of this method is the low sensitivity. In addition, the method does not objectively assess the activity of antioxidants in relation to processes occurring in the body, because using the model reaction indicated in the prototype, it is impossible to determine the activity of antioxidants in relation to . OH to the radicals. As shown in the work (Yu.A. Vladimir Vladimirov. Free radicals in biological systems // Soros Educational Journal. - 2000. - No. 12, t.6. - P.16), free harm is most harmful to health . OH radicals, because "In nucleic acids . It destroys carbohydrate bridges between nucleotides and, thus, breaks the DNA and RNA chains, as a result of which mutations and cell death occur. So the radical . HE is a radical destroyer, a radical killer. "

Основным техническим результатом предложенного изобретения является повышение чувствительности способа определения активности антиоксидантов в 277 раз. Кроме того, предлагаемый способ позволяет измерять активность антиоксидантов по отношению к наиболее опасным для организма .ОН радикалам.The main technical result of the proposed invention is to increase the sensitivity of the method for determining the activity of antioxidants by 277 times. In addition, the proposed method allows to measure the activity of antioxidants in relation to the most dangerous for the body . OH to the radicals.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом вольтамперометрическом способе определения активности антиоксидантов, включающем использование модельной реакции в процессе восстановления вещества на электроде в растворе фонового электролита, регистрацию катодных волн восстановления вещества в заданном интервале потенциалов относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода сравнения, добавление антиоксиданта и определение антиоксидантной активности по относительному изменению тока электровосстановления, согласно предложенному решению, в качестве модельной реакции используют реакцию, генерирующую .ОН радикалы, а регистрацию катодных волн ведут в интервале потенциалов -1,2÷-1,9 В.The indicated technical result is achieved in that in the proposed voltammetric method for determining the activity of antioxidants, including the use of a model reaction in the process of reducing a substance on an electrode in a background electrolyte solution, registering cathodic waves of reduction of a substance in a given potential range relative to a saturated silver-silver reference electrode, adding an antioxidant and determination of antioxidant activity by relative change in current is electroreduced according to the proposed solution, a generating reaction is used as a model reaction . OH radicals, and cathode waves are recorded in the range of potentials -1.2 ÷ -1.9 V.

В предлагаемом способе определения активности антиоксидантов используют метод вольтамперометрии. Измерение вольтамперных зависимостей восстановления вещества проводят с помощью вольтамперометрического анализатора или полярографа любого типа, который подключают к электрохимической ячейке. Электрохимическая ячейка состоит из емкости, в которую наливают фоновый раствор электролита и опускают два электрода - рабочий и электрод сравнения. В качестве фоновых растворов используют хорошо проводящие водные растворы сильных электролитов: KCl, Na2SO4, ацетатный или цитратный буферы, а также неводные растворы спиртов, в частности этиленгликоль с добавкой тетраалкиламмония бромида (ТААБ) для электропроводности. В качестве электродов используют хлорид-серебряный электрод сравнения, в качестве рабочего - электрод, инертный в рабочей области потенциалов -1,2÷-1,9 В, например, ртутный пленочный, ртутный сферический, пленочный висмутовый и пленочный свинцовый на графитовых подложках. Как правило, используют ртутный пленочный электрод на серебряной подложке. Подготовленные электроды подключают к анализатору, опускают в электрохимическую ячейку с 10-20 мл фонового раствора и записывают вольтамперограмму фона. Затем проводят модельную реакцию, генерирующую .ОН радикалы, с помощью одной из модельных систем: Fe2+-ЭДТА, Cu2+-ЭДТА, Fe2+-HPO42-, Na2SO3-O2 и Fe2+-H2O2 (реакция Фентона). Методика эксперимента заключается в измерении вольтамперометрических зависимостей катодного тока электровосстановления в области потенциалов -1,2÷-1,9 В. При проведении в фоновом растворе электролита модельной реакции, генерирующей .ОН радикалы, на вольтамперограммах появляется новая катодная волна, предположительно .ОН радикала. При используемых скоростях развертки катодная волна имеет форму пика с максимумом -1,4÷-1,6 В в зависимости от фона. Затем в фоновый раствор электролита добавляют навеску растворимого антиоксиданта или измеренный объем его раствора известной концентрации и повторно измеряют вольтамперометрическую зависимость. При этом величина новой катодной волны, предположительно .ОН радикала, уменьшается пропорционально количеству добавленного антиоксиданта.In the proposed method for determining the activity of antioxidants using the method of voltammetry. The measurement of the current-voltage dependences of the reduction of the substance is carried out using a voltammetric analyzer or polarograph of any type, which is connected to an electrochemical cell. The electrochemical cell consists of a container into which the background electrolyte solution is poured and two electrodes are lowered - a working one and a reference electrode. Well-conducting aqueous solutions of strong electrolytes are used as background solutions: KCl, Na 2 SO 4 , acetate or citrate buffers, as well as non-aqueous solutions of alcohols, in particular ethylene glycol with the addition of tetraalkyl ammonium bromide (TAAB) for electrical conductivity. As the electrodes, a silver-silver reference electrode is used, as a working electrode, an electrode inert in the working range of potentials of -1.2 ÷ -1.9 V, for example, mercury film, mercury spherical, film bismuth and film lead on graphite substrates. Typically, a mercury film electrode is used on a silver substrate. The prepared electrodes are connected to the analyzer, lowered into an electrochemical cell with 10-20 ml of a background solution, and a voltammogram of the background is recorded. Then conduct a model reaction generating . OH radicals using one of the model systems: Fe 2+ -EDTA, Cu 2+ -EDTA, Fe 2+ -HPO 4 2- , Na 2 SO 3 -O 2 and Fe 2+ -H 2 O 2 (Fenton reaction ) The experimental technique consists in measuring the voltammetric dependences of the cathodic current of electroreduction in the potential region of -1.2 ÷ -1.9 V. When carrying out a model generating reaction in the background electrolyte solution . OH radicals, a new cathode wave appears on voltammograms, presumably . OH radical. At the used sweep speeds, the cathode wave has a peak shape with a maximum of -1.4 ÷ -1.6 V, depending on the background. Then, a sample of soluble antioxidant or the measured volume of its solution of known concentration is added to the background electrolyte solution, and the voltammetric dependence is re-measured. In this case, the magnitude of the new cathode wave, presumably . OH radical decreases in proportion to the amount of antioxidant added.

Оценку антиоксидантной способности (К) проводят, сравнивая высоту катодной волны, предположительно .ОН радикала, до (I0, мкА) и после (It, мкА) внесения антиоксиданта по формуле:Evaluation of antioxidant ability (K) is carried out by comparing the height of the cathode wave, presumably . OH radical, before (I 0 , μA) and after (It, μA) the introduction of an antioxidant according to the formula:

К=X/C·V, г-1, где Х=(I0-It)/I0, С - концентрация вносимого раствора антиоксиданта, г/мл, V - объем вносимого раствора антиоксиданта, мл.K = X / C · V, g -1 , where X = (I 0 -It) / I 0 , C is the concentration of the applied antioxidant solution, g / ml, V is the volume of the applied antioxidant solution, ml

Пример конкретного выполнения 1.An example of a specific implementation 1.

Подготавливают прибор - вольтамперометрический анализатор типа СТА-1 (производства ООО «ИТМ», г.Томск), совмещенный с компьютером, к работе. Для этого устанавливают вид полярографии: постояннотоковая, скорость развертки потенциала 50 мВ/с, начальный потенциал - 0 В, конец развертки потенциала -1,9 В. Развертка в катодную область от 0 до -1,9 В. В качестве рабочего электрода применяют ртутно-пленочный, а в качестве электрода сравнения - хлорид-серебряный.Prepare the device - voltammetric analyzer type STA-1 (manufactured by ITM LLC, Tomsk), combined with a computer, to work. For this, the type of polarography is established: constant current, potential sweep speed of 50 mV / s, initial potential - 0 V, potential sweep end -1.9 V. Scan to the cathode region from 0 to -1.9 V. Mercury is used as a working electrode. -film, and silver chloride as a reference electrode.

При осуществлении способа в стеклянный стаканчик (электрохимическую ячейку) наливают 10 мл раствора фонового электролита, а именно 0,1 М Na2SO4, в него опускают электроды и подключают к прибору. После этого записывают вольтамперограмму (фиг.1) в фоновом растворе в указанной области потенциалов, регистрируя катодные волны кислорода и пероксида водорода (Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии / Пер. с англ. под ред. Ю.А.Золотова. - М.: Мир, 1979. - С.69). Затем проводят модельную реакцию, генерирующую .ОН радикалы, с помощью модельной системы Fe2+-ЭДТА. Для этого дозатором вносят в ячейку 0,03 мл 0,01М раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) и 0,025 мл 0,01 М раствора соли Мора - FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O. Перемешивают раствор путем вибрации электродов в течение 5 с. При этом, согласно (X.F.Yang, X.Q.Guo. Fe(II)-EDTA Chelate-Induced Aromatic Hydroxylation of Terephtalate as a New Method for the Evalution of Hydroxil Radical-Scavenging Ability // The Analist. - 2001. - #126. - P.926-932), генерация .ОН радикалов протекает из кислорода при участии комплексов железа (II) с ЭДТА. После успокоения раствора в течение 5 с записывают вольтамперограмму и регистрируют исчезновение катодной волны Н2О2, и появление новой катодной волны, возможно .ОН радикала, в интервале потенциалов -1,3÷-1,8 В, с максимумом при -1,52 В (фиг.2). Затем добавляют в электрохимическую ячейку 0,045 мл раствора, содержащего 45 мкг антиоксиданта - аскорбиновой кислоты и перемешивают. Далее записывают вольтамперограмму и регистрируют при этом уменьшение катодной волны при -1,52 В и сдвиг ее на 20 мВ в положительную область, т.е. при -1,50 В (фиг.3). Оценивают высоту катодных волн при -1,52÷-1,50 В до (Iо, мкА) и после (It, мкА) внесения антиоксиданта и рассчитывают активность антиоксиданта по формуле:When implementing the method, 10 ml of a background electrolyte solution, namely 0.1 M Na 2 SO 4 is poured into a glass cup (electrochemical cell), the electrodes are lowered into it and connected to the device. After this, a voltammogram is recorded (Fig. 1) in the background solution in the indicated potential region, registering the cathode waves of oxygen and hydrogen peroxide (D. Skug, West D. Fundamentals of Analytical Chemistry / Transl. From English under the editorship of Yu.A. Zolotov. - M .: Mir, 1979.- P.69). Then conduct a model reaction generating . OH radicals using the model system Fe 2+ -EDTA. To do this, add 0.03 ml of a 0.01 M solution of ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and 0.025 ml of a 0.01 M solution of Mohr's salt - FeSO 4 · (NH 4 ) 2SO 4 · 6H 2 O into the cell with a dispenser. Mix the solution by vibration of the electrodes in within 5 s. Moreover, according to (XFYang, XQGuo. Fe (II) -EDTA Chelate-Induced Aromatic Hydroxylation of Terephtalate as a New Method for the Evalution of Hydroxil Radical-Scavenging Ability // The Analist. - 2001. - # 126. - P. 926-932), generation . OH radicals flows from oxygen with the participation of iron (II) complexes with EDTA. After calming the solution for 5 s, a voltammogram is recorded and the disappearance of the cathode wave of H 2 O 2 is recorded, and the appearance of a new cathode wave is possible . OH radical, in the range of potentials -1.3 ÷ -1.8 V, with a maximum at -1.52 V (figure 2). Then, 0.045 ml of a solution containing 45 μg of the antioxidant ascorbic acid is added to the electrochemical cell and mixed. Next, a voltammogram is recorded and a decrease in the cathode wave at -1.52 V and its shift by 20 mV to the positive region is recorded, i.e. at -1.50 V (figure 3). The height of the cathode waves is estimated at -1.52 ÷ -1.50 V before (Io, μA) and after (It, μA) application of the antioxidant and antioxidant activity is calculated by the formula:

K=X/C·V, г-1,K = X / C · V, g -1 ,

где Х=(I0-It)/I0, С - концентрация вносимого раствора антиоксиданта, г/мл, V - объем вносимого раствора антиоксиданта, мл.where X = (I 0 -It) / I 0 , C is the concentration of the introduced antioxidant solution, g / ml, V is the volume of the introduced antioxidant solution, ml

Х=(4,41-2,46)/4,4=0,44, С=1·10-3 г/мл, V=0,045 мл,X = (4.41-2.46) / 4.4 = 0.44, C = 1 · 10 -3 g / ml, V = 0.045 ml,

K=0,44/1·10-3·0,045=9,8·103 г-1.K = 0.44 / 1 · 10 -3 · 0.045 = 9.8 · 10 3 g -1 .

С помощью модельной системы Fe2+-ЭДТА на фоне 0,1 М Na2SO4 определяют также антиоксидантную активность других антиоксидантов: сульфита натрия и глюкозы, а на фоне 0,1 М KCl определяют активность аскорбиновой кислоты, сульфита натрия, пирогаллола, пирокатехина и резорцина (см. табл.1). Полученные значения АОА для аскорбиновой кислоты, пирогаллола, пирокатехина и резорцина удовлетворительно коррелируют со способом-прототипом.Using the Fe 2+ -EDTA model system, against the background of 0.1 M Na 2 SO 4 , the antioxidant activity of other antioxidants is also determined: sodium sulfite and glucose, and against the background of 0.1 M KCl, the activity of ascorbic acid, sodium sulfite, pyrogallol, pyrocatechol is determined and resorcinol (see table 1). The obtained AOA values for ascorbic acid, pyrogallol, pyrocatechol and resorcinol satisfactorily correlate with the prototype method.

Аналогичные результаты были получены при различных концентрациях раствора фонового электролита Na2SO4: 0,2 M, 0,5 М и 1 М.Similar results were obtained at various concentrations of the background electrolyte solution of Na 2 SO 4 : 0.2 M, 0.5 M and 1 M.

Пример конкретного выполнения 2.An example of a specific implementation 2.

Подготавливают прибор к работе так, как описано в примере 1.Prepare the device for operation as described in example 1.

В электрохимическую ячейку наливают 10 мл раствора фонового электролита, а именно 0,1 М KCl, в него опускают электроды и подключают к прибору. После этого записывают вольтамперограмму в фоновом растворе, регистрируя катодные волны кислорода и Н2О2 (фиг.4, кривая 1). Затем проводят модельную реакцию, генерирующую .ОН радикалы, с помощью модельной системы Cu2+-ЭДТА. Для этого дозатором вносят в ячейку 0,03 мл 0,01М раствора ЭДТА и 0,025 мл 0,01М раствора соли меди - CuSO4·5H2O. Перемешивают раствор в течение 5 с. При этом генерация .ОН радикалов протекает из кислорода при участии комплексов меди с ЭДТА (Christelle Hureau, Peter Faller. Aβ-mediated ROS production by Cu ions: Structural insights, mechanisms and relevance to Alzheimer's disease // Biochimie. - 2009. - V.91, Issue 10. - P.1212-1217). После успокоения раствора в течение 5 с записывают вольтамперограмму и регистрируют исчезновение катодной волны Н2O2, и появление новой катодной волны, возможно .ОН радикала, в интервале потенциалов -1,2÷-1,7 В с максимумом при -1,48 В (фиг.4, кривая 2). Затем добавляют в электрохимическую ячейку 0,06 мл раствора, содержащего 60 мкг антиоксиданта - аскорбиновой кислоты, и перемешивают. Записывают вольтамперограмму и регистрируют при этом уменьшение и сдвиг катодной волны при -1,45 В (фиг.4, кривая 3). Оценивают высоту катодных волн при -1,48÷-1,45 В до (I0) и после (It) внесения антиоксиданта и рассчитывают активность антиоксиданта К по формуле, приведенной в примере 1:10 ml of a background electrolyte solution, namely 0.1 M KCl, is poured into the electrochemical cell, the electrodes are lowered into it and connected to the device. After this, a voltammogram is recorded in the background solution, registering the cathode waves of oxygen and H 2 O 2 (Fig. 4, curve 1). Then conduct a model reaction generating . OH radicals using the model system Cu 2+ -EDTA. To do this, 0.03 ml of 0.01 M EDTA solution and 0.025 ml of 0.01 M copper salt solution - CuSO 4 · 5H 2 O are added to the cell with a dispenser. The solution is stirred for 5 s. With this generation . OH radicals flows from oxygen with the participation of copper complexes with EDTA (Christelle Hureau, Peter Faller. Aβ-mediated ROS production by Cu ions: Structural insights, mechanisms and relevance to Alzheimer's disease // Biochimie. - 2009. - V.91, Issue 10 . - P.1212-1217). After calming the solution for 5 s, a voltammogram is recorded and the disappearance of the cathode wave of H 2 O 2 is recorded, and the appearance of a new cathode wave is possible . OH radical, in the range of potentials -1.2 ÷ -1.7 V with a maximum at -1.48 V (figure 4, curve 2). Then, 0.06 ml of a solution containing 60 μg of the antioxidant ascorbic acid is added to the electrochemical cell and mixed. The voltammogram is recorded and the decrease and shift of the cathode wave at -1.45 V are recorded (Fig. 4, curve 3). The height of the cathode waves is estimated at -1.48 ÷ -1.45 V before (I 0 ) and after (It) application of the antioxidant, and antioxidant K activity is calculated by the formula given in Example 1:

K=X/C·V=(4,49-2,62)/4,49/1·10-3·0,06=6,9·103 г-1.K = X / C · V = (4.49-2.62) / 4.49 / 1 · 10 -3 · 0.06 = 6.9 · 10 3 g -1 .

С помощью модельной системы Cu+2-ЭДТА определяют также активность аскорбиновой кислоты на другом фоне - 0,1 М Na2SO4 (см. табл.1).Using the model system Cu +2- EDTA, the activity of ascorbic acid is also determined against a different background - 0.1 M Na 2 SO 4 (see Table 1).

Таблица 1Table 1 № образцаSample No. Фоновый растворBackground solution Модельная системаModel system АнтиоксидантAntioxidant Антиоксид. активность, К·103, г-1 Antioxidant. activity, K · 10 3 , g -1 Интервал потенциалов регистрации катодных волн, ВInterval of potentials of registration of cathode waves, V 1one 22 33 4four 55 66 1one Na2SO4 Na 2 SO 4 Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA Аскорбиновая кислотаVitamin C 9,809.80 -1,3÷-1,8-1.3 ÷ -1.8 22 Na2SO4 Na 2 SO 4 Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA ГлюкозаGlucose 0,510.51 -1,3÷-1,8-1.3 ÷ -1.8 33 Na2SO4 Na 2 SO 4 Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA Сульфит натрияSodium sulfite 2,052.05 -1,3÷-1,8-1.3 ÷ -1.8 4four Na2SO4 Na 2 SO 4 Cu2+-ЭДТАCu 2+ -EDTA Аскорбиновая кислотаVitamin C 7,157.15 -1,3÷-1,75-1.3 ÷ -1.75 55 KClKcl Cu2+-ЭДТАCu 2+ -EDTA Аскорбиновая кислотаVitamin C 6,906.90 -1,2÷-1,7-1.2 ÷ -1.7 66 KClKcl Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA ПирокатехинCatechol 0,210.21 -1,2÷-1,7-1.2 ÷ -1.7 77 KClKcl Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA Аскорбиновая кислотаVitamin C 8,208.20 -1,2÷-1,7-1.2 ÷ -1.7 88 KClKcl Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA Сульфит натрияSodium sulfite 1,731.73 -1,2÷-1,7-1.2 ÷ -1.7 99 KClKcl Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA РезорцинResorcinol 0,130.13 -1,3÷-1,7-1.3 ÷ -1.7 1010 KClKcl Fe2+-НРО42- Fe 2+ -HPO 4 2- Аскорбиновая кислотаVitamin C 4,094.09 -1,3÷-1,65-1.3 ÷ -1.65 11eleven KClKcl Fe2+-H2O2 Fe 2+ -H 2 O 2 Аскорбиновая кислотаVitamin C 5,485.48 -1,3÷-1,7-1.3 ÷ -1.7 1212 KClKcl Na2SO3-O2 Na 2 SO 3 -O 2 Аскорбиновая кислотаVitamin C 8,568.56 -1,2÷-1,65-1.2 ÷ -1.65 1313 Ацетатный буферAcetate buffer Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA Аскорбиновая кислотаVitamin C 9,709.70 -1,4÷-1,85-1.4 ÷ -1.85 14fourteen Этиленгликоль с ТААБEthylene Glycol with TAAB Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA Аскорбиновая кислотаVitamin C 4,304.30 -1,2÷-1,9-1.2 ÷ -1.9 15fifteen Na2SO4 Na 2 SO 4 Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA Этиловый спиртEthanol 0,0070.007 -1,2÷-1,7-1.2 ÷ -1.7 1616 Na2SO4 Na 2 SO 4 Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA ПирогаллолPyrogallol 1,131.13 -1,3÷-1,7-1.3 ÷ -1.7

Аналогичные результаты по измерению активности аскорбиновой кислоты получают при использовании других рабочих электродов: ртутного сферического электрода, пленочного висмутового и пленочного свинцового на графитовых подложках, а также в апротонной среде при использовании неводного электролита - этиленгликоля с добавкой 0,1 М тетраалкиламмония бромида (см. табл.1).Similar results for measuring the activity of ascorbic acid are obtained using other working electrodes: a mercury spherical electrode, a film of bismuth and film lead on graphite substrates, as well as in an aprotic medium using a non-aqueous electrolyte - ethylene glycol with the addition of 0.1 M tetraalkylammonium bromide (see table .one).

В табл.1 представлены также результаты по определению антиоксидантной активности аскорбиновой кислоты на фоне КСl с использованием модельных реакций, генерирующих .ОН радикалы, с помощью других модельных систем: Fe2+2О2, Fe2+-HPO42- и Na2SO3-O2.Table 1 also presents the results of determining the antioxidant activity of ascorbic acid against the background of KCl using model generating reactions . OH radicals using other model systems: Fe 2+ -H 2 O 2 , Fe 2+ -HPO 4 2- and Na 2 SO 3 -O 2 .

Из табл.1 следует, что заявляемый интервал потенциалов регистрации катодных волн -1,2÷-1,9 В.From table 1 it follows that the claimed range of potentials for recording cathode waves -1.2 ÷ -1.9 V.

С помощью модельной системы Fe2+-ЭДТА на фоне 0,1 М Na2SO4 предлагаемым способом определяют также антиоксидантную активность водных экстрактов продуктов природного происхождения - чеснока, мандарина и яблока (см. табл.2).Using the model system Fe 2+ -EDTA against a background of 0.1 M Na 2 SO 4, the proposed method also determines the antioxidant activity of aqueous extracts of products of natural origin - garlic, mandarin and apple (see table 2).

Таблица 2table 2 № образцаSample No. Фоновый растворBackground solution Модельная системаModel system АнтиоксидантAntioxidant Антиоксидантная активность, К, г-1 Antioxidant activity, K, g -1 Интервал потенциалов регистрации катодных волн, ВInterval of potentials of registration of cathode waves, V 1one 22 33 4four 55 66 1one Na2SO4 Na 2 SO 4 Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA ЧеснокGarlic 16,6216.62 -1,3÷-1,8-1.3 ÷ -1.8 22 Na2SO4 Na 2 SO 4 Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA МандаринMandarin 9,599.59 -1,3÷-1,8-1.3 ÷ -1.8 33 Na2SO4 Na 2 SO 4 Fe2+-ЭДТАFe 2+ -EDTA ЯблокоAn Apple 6,206.20 -1,3÷-1,8-1.3 ÷ -1.8

Пример конкретного выполнения 3.An example of a specific implementation 3.

Определение чувствительности способа.Determination of the sensitivity of the method.

Чувствительность предлагаемого способа определения активности антиоксидантов рассчитывают с помощью критерия Зайделя (А.Н.Зайдель. Основы спектрального анализа. - М.: Наука. - 1965). При этом аналитическим сигналом является разность ΔI, мкА между значениями тока пика .ОН радикала до (I0) внесения антиоксиданта и после (It) внесения определенной концентрации С, мг/л антиоксиданта. Сначала находят среднеквадратичное отклонение σi при определении ΔI в 3-х параллельных опытах (в 3-х ячейках) при одинаковой добавке антиоксиданта. Затем строят график в координатах ΔI-С (фиг.5 и 6). Определяют тангенс угла наклона прямой и подставляют в формулу: Cmin=2σi·C/ΔIcp.Таким образом рассчитывают минимальную концентрацию антиоксиданта (предел обнаружения), при которой можно заметить уменьшение пика.The sensitivity of the proposed method for determining the activity of antioxidants is calculated using the Seidel criterion (A.N. Seidel. Fundamentals of spectral analysis. - M .: Nauka. - 1965). The analytical signal is the difference ΔI, μA between the peak current values . OH radical before (I 0 ) the introduction of the antioxidant and after (It) the introduction of a certain concentration of C, mg / l antioxidant. First, the standard deviation σi is found when ΔI is determined in 3 parallel experiments (in 3 cells) with the same antioxidant additive. Then build a graph in the coordinates ΔI-C (Fig.5 and 6). The tangent of the slope of the straight line is determined and substituted into the formula: C min = 2σi · C / ΔI cp . Thus, the minimum antioxidant concentration (detection limit) is calculated at which a decrease in peak can be noticed.

Нами был рассчитан предел обнаружения способа-прототипа. Для этого была измерена величина ΔI - снижение пика кислорода от добавок аскорбиновой кислоты, построен график в координатах ΔI-С (фиг.5) и рассчитан предел обнаружения по критерию Зайделя. Для способа прототипа он равен:We calculated the detection limit of the prototype method. For this, the ΔI value was measured - the decrease in the oxygen peak from ascorbic acid additives, a graph was plotted in the ΔI-C coordinates (Fig. 5), and the detection limit was calculated by the Seidel criterion. For the prototype method, it is equal to:

Cmin=2·0,078·400/0,623=100,2 (мг/л).C min = 2 · 0.078 · 400 / 0.623 = 100.2 (mg / l).

Для предлагаемого способа предел обнаружения, рассчитанный с помощью графика (фиг.6), равен:For the proposed method, the detection limit calculated using the graph (Fig.6) is equal to:

Cmin=2·0,069·3.15/1.194=0,36 (мг/л).C min = 2 · 0.069 · 3.15 / 1.194 = 0.36 (mg / l).

Таким образом, из фиг.5 и 6, а также из расчетов на примере аскорбиновой кислоты следует, что чувствительность предлагаемого вольтамперометрического способа определения активности антиоксиданта в 277 раз выше чувствительности способа-прототипа. Кроме того, как видно из примеров 1 и 2, предлагаемый способ позволяет определить активность антиоксидантов по отношению к .ОН радикалам.Thus, from figures 5 and 6, as well as from calculations using the example of ascorbic acid, it follows that the sensitivity of the proposed voltammetric method for determining the activity of an antioxidant is 277 times higher than the sensitivity of the prototype method. In addition, as can be seen from examples 1 and 2, the proposed method allows to determine the activity of antioxidants in relation to . OH to the radicals.

Claims (1)

Вольтамперометрический способ определения активности антиоксидантов, включающий использование модельной реакции в процессе восстановления вещества на электроде в растворе фонового электролита, регистрацию катодных волн восстановления вещества в заданном интервале потенциалов относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода сравнения, добавление антиоксиданта и определение антиоксидантной активности по относительному изменению тока электровосстановления, отличающийся тем, что в качестве модельной реакции используют реакцию, генерирующую ОН радикалы, а регистрацию катодных волн ведут в интервале потенциалов -1,2÷-1,9 В. A voltammetric method for determining the activity of antioxidants, including the use of a model reaction in the process of reducing a substance on an electrode in a background electrolyte solution, registering cathode waves of reducing a substance in a given range of potentials relative to a saturated silver-silver reference electrode, adding an antioxidant and determining antioxidant activity from a relative change in the electroreduction current, characterized in that as a model reaction using a reaction OH generating radicals, and cathode waves are recorded in the range of potentials -1.2 ÷ -1.9 V.
RU2010119970/28A 2010-05-18 2010-05-18 Voltammetric method of determining activity of antioxidants RU2426109C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010119970/28A RU2426109C1 (en) 2010-05-18 2010-05-18 Voltammetric method of determining activity of antioxidants

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010119970/28A RU2426109C1 (en) 2010-05-18 2010-05-18 Voltammetric method of determining activity of antioxidants

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2426109C1 true RU2426109C1 (en) 2011-08-10

Family

ID=44754697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010119970/28A RU2426109C1 (en) 2010-05-18 2010-05-18 Voltammetric method of determining activity of antioxidants

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2426109C1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510016C1 (en) * 2012-11-06 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of determining glutathione in standard test aqueous solutions via cyclic voltammetry on graphite electrode, modified with colloidal silver particles
RU2523564C1 (en) * 2012-12-03 2014-07-20 Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы Method for measuring antioxidant activity of biological fluids
RU2544375C1 (en) * 2013-10-14 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Compound of antioxidant composition for drinking water quality improvement
RU2563177C2 (en) * 2013-12-18 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный аграрный университет Северного Зауралья" Kinetic method of determining biomaterial antioxidant activity
RU2616706C2 (en) * 2015-10-07 2017-04-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ) Electrochemical method for amino acid substitutions and modifications analysis in amyloid-beta peptide
RU2707498C1 (en) * 2019-08-02 2019-11-27 Ирина Дмитриевна Щеголева Method for determining antioxidant activity of tea
RU199906U1 (en) * 2020-05-15 2020-09-25 Автономная Некоммерческая Организация Дополнительного Образования "Кванториум Нэл" ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR MEASURING ANTIOXIDANT ACTIVITY OF SUBSTANCES

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510016C1 (en) * 2012-11-06 2014-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Method of determining glutathione in standard test aqueous solutions via cyclic voltammetry on graphite electrode, modified with colloidal silver particles
RU2523564C1 (en) * 2012-12-03 2014-07-20 Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы Method for measuring antioxidant activity of biological fluids
RU2544375C1 (en) * 2013-10-14 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Compound of antioxidant composition for drinking water quality improvement
RU2563177C2 (en) * 2013-12-18 2015-09-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный аграрный университет Северного Зауралья" Kinetic method of determining biomaterial antioxidant activity
RU2616706C2 (en) * 2015-10-07 2017-04-18 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича" (ИБМХ) Electrochemical method for amino acid substitutions and modifications analysis in amyloid-beta peptide
RU2707498C1 (en) * 2019-08-02 2019-11-27 Ирина Дмитриевна Щеголева Method for determining antioxidant activity of tea
RU199906U1 (en) * 2020-05-15 2020-09-25 Автономная Некоммерческая Организация Дополнительного Образования "Кванториум Нэл" ELECTROCHEMICAL SENSOR FOR MEASURING ANTIOXIDANT ACTIVITY OF SUBSTANCES

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2426109C1 (en) Voltammetric method of determining activity of antioxidants
Haque et al. A cyclic voltammetric study of the redox reaction of Cu (II) in presence of ascorbic acid in different pH media
Lin et al. Glassy carbon electrodes modified with gold nanoparticles for the simultaneous determination of three food antioxidants
Zare et al. Electrochemical properties of a tetrabromo-p-benzoquinone modified carbon paste electrode. Application to the simultaneous determination of ascorbic acid, dopamine and uric acid
Teixeira et al. Voltammetric determination of pyridoxine (Vitamin B6) at a carbon paste electrode modified with vanadyl (IV)–Salen complex
Mazloum-Ardakani et al. Electrochemical determination of vitamin C in the presence of uric acid by a novel TiO2 nanoparticles modified carbon paste electrode
Özbek et al. A potentiometric biosensor for the determination of valproic acid: human blood–based study of an anti–epileptic drug
Filik et al. Determination of acetaminophen in the presence of ascorbic acid using a glassy carbon electrode modified with poly (caffeic acid)
Pournaghi-Azar et al. A selective catalytic voltammetric determination of vitamin C in pharmaceutical preparations and complex matrices of fresh fruit juices
Ziyatdinova et al. Voltammetric determinations of thymol on an electrode modified by coimmobilized carboxylated multiwalled carbon nanotubes and surfactants
Ojani et al. Electrocatalytic oxidation of folic acid on carbon paste electrode modified by nickel ions dispersed into poly (o‐anisidine) film
Ziyatdinova et al. Reactions of superoxide anion radical with antioxidants and their use in voltammetry
Vasconcelos et al. Copper (II) Complexation Properties and Surfactant Activity of 3-[N, N-Bis (2-hydroxyethyl) amino]-2-hydroxypropanesulfonic Acid andN-(2-Hydroxyethyl) piperazine-N′-2-hydroxypropanesulfonic Acid pH Buffers Which May Affect Trace Metal Speciation inin VitroStudies
Companys et al. Measurement of free zinc concentration in wine with AGNES
Dantas et al. Amperometric determination of hydrogen peroxide using a copper microelectrode
RU2356050C1 (en) Method of total antioxidant effect definition for bioactive substances
RU2381502C2 (en) Method for quantitative determination of hesperedin using differential voltammetry method
Mazloum-Ardakani et al. Investigation of electrochemistry behavior of hydroxylamine at glassy carbon electrode by indigocarmine
RU2224997C1 (en) Volt-ampere method determining summary activity of antioxidants
CN102520034B (en) Method for electrochemically measuring content of hydroperoxides in emulsion
RU2449275C2 (en) Method of determining index of total antioxidant activity of biological objects by method of cathode voltammetry
RU2534732C1 (en) Method for quantitative determination of aflatoxin b1 by differential voltammetry
Aydar et al. Low-level electrochemical analysis of ketoconazole by sepiolite nanoparticles modified sensor in shampoo sample
Anisimova et al. Voltammetric determination of riboflavin in vitaminized supplements and feeds
Attia et al. Electrochemical Characterization of Xipamide Using Cyclic and Square Wave Voltammetry

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150519