RU2506579C1 - Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота - Google Patents
Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота Download PDFInfo
- Publication number
- RU2506579C1 RU2506579C1 RU2012139938/28A RU2012139938A RU2506579C1 RU 2506579 C1 RU2506579 C1 RU 2506579C1 RU 2012139938/28 A RU2012139938/28 A RU 2012139938/28A RU 2012139938 A RU2012139938 A RU 2012139938A RU 2506579 C1 RU2506579 C1 RU 2506579C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glutathione
- colloidal gold
- potential
- gold particles
- modified
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электроаналитической химии. В способе определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде согласно изобретению проводят модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из золя золота в течение 300 с при потенциале электронакопления -1,0 В с последующей регистрацией обратных максимумов электроокисления глутатиона на катодной кривой при скорости развертки потенциала 100 мВ/с на фоне 0,1 М раствора NaOH в диапазоне потенциалов от -1,0 до 1,0 В, концентрацию глутатиона определяют по величине обратных максимумов вольтамперных кривых в диапазоне потенциалов от минус 0,20 до плюс 0,10 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей. Техническим результатом изобретения является разработка более чувствительного способа определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии. 2 пр., 2 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения содержания глутатиона в водных растворах методом циклической вольтамперометрии.
Предложена методика вольтамперометрического определения глутатиона в модельных растворах на платиновом электроде в растворе фонового электролита 0,05 М H2SO4 при сканировании потенциала от 0,0 до 1,3 В со скоростью развертки потенциала 20 мВ/с. Нижняя граница определяемых содержаний глутатиона составляет 1,9·10-5 М. [Будников Г.К., Зиятдинова Г.К, Валитова Я.Р. Электрохимическое определение глутатиона // Журнал аналитической химии. - 2004. - Т.59. - №6. - С.645-648]. Недостатком способа является низкая чувствительность определения глутатиона и использование электрода из дорогостоящего материала.
Предложена методика электрохимического определения глутатиона в водных растворах биологически активных веществ в режиме катодной вольтамперометрии на ртутно-пленочном электроде в боратном буферном растворе фонового электролита рН 9,18 при сканировании потенциала от 0,0 до -0,8 В со скоростью развертки потенциала 20 мВ/с. Предел обнаружения составляет 6,3·10-5 моль/л. [Короткова Е.И., Дорожко Е.В. Патент №2441225 от 27.01.2012. Бюл. №3 // Способ определения глутатиона в биологически активных добавках методом катодной вольтамперометрии]. Недостатком является низкая чувствительность определения глутатиона и использование токсичного индикаторного ртутно-пленочного электрода.
Электрохимическое определение глутатиона проводили методом циклической вольтамперометрии в модельных растворах, имитирующих состав вина, состоящий из 12% этанола, 0,05 М винной кислоты с добавлением NaOH до рН 3,6 на угольно-пастовых электродах из различных углеродсодержащих материалов в растворе фонового электролита 0,1 М KCl при сканировании потенциала от -0,5 до +1,3 В со скоростью 100 мВ/с. Предел обнаружения глутатиона на угольно-пастовом электроде, приготовленном из графита составляет 4,47·10-6 М; на угольно-пастовом электроде, приготовленном из микросфер составляет 6,32·10-6 М; на угольно-пастовом электроде, приготовленном из нанотрубок, равен 5,48·10-6 М. [Apetrei С., Apetrei I.M., De Saja J. A. and Rodriguez - Mendez М. L. «Carbon paste electrodes made from different carbonaceous materials: application in the study of antioxidants» // Sensors. - 2011. - V.11. - P.328-1344] (прототип). Недостатком является низкая чувствительность определения глутатиона и использование многосоставного фонового электролита.
В работе была поставлена задача, снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний глутатиона по величине обратного максимума на катодной ветви циклической кривой полученного на графитовом электроде (ГЭ), модифицированном коллоидными частицами золота методом циклической вольтамперометрии.
Поставленная задача достигается тем, что проводят электроокисление глутатиона на поверхности модифицированного ГЭ. Модифицирование поверхности ГЭ коллоидными частицами золота проводят из золя золота (мольное соотношение HAuCl4:Na3C6H5O7:NaBH4=1:15:5) в течение 300 с при потенциале электролиза Еэ=-1,0 В. Вольтамперные зависимости регистрируют в растворе фонового электролита 0,1 М NaOH при скорости развертки равной 100 мВ/с в диапазоне потенциалов от -1,0 до 1,0 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода (нас.х.э.). Концентрацию глутатиона определяют по высоте обратного пика на катодной ветви циклической кривой от минус 0,2 до плюс 0,1 В. Новым в способе является то, что для получения полезного сигнала, зависящего от концентрации глутатиона, используется ГЭ, модифицированный коллоидными частицами золота, позволяющий увеличить каталитическую активность за счет увеличения рабочей поверхности электрода, увеличения числа активных центров и большей электрокаталитической активностью коллоидных частиц золота по сравнению с ионами золота (III).
В предлагаемом способе, впервые установлена способность глутатиона окисляться на ГЭ, модифицированном коллоидными частицами золота, полученными по боргидридцитратной методике.
В качестве индикаторного электрода применяли ГЭ, модифицированный коллоидными частицами золота (в прототипе применяли различные угольно-пастовые электроды).
Использование таких электродов обусловлено высокой химической и электрохимической устойчивостью графита, широкой областью рабочих потенциалов, простотой изготовления, механического обновления поверхности и требованиями техники безопасности (не используются опасные или вредные вещества при работе с электродом).
В данном изобретении предлагается способ модифицирования поверхности электрода коллоидными частицами золота из аликвоты его золя объемом 0,1 мл (мольное соотношение HAuCl4:Na3C6H5O7:NaBH4=1:15:5). Проводили модифицирование коллоидными частицами золота поверхности углеродсодержащих электродов трех типов: стеклоуглеродного, графитового, сажевого. Модифицированная поверхность всех исследуемых электродов чувствительна к присутствию глутатиона в растворе, что позволяет судить о его наличии. Максимальное значение регистрируемого тока наблюдается у графитового электрода, модифицированного коллоидными частицами золота.
Предлагаемый в заявляемом изобретении фоновый электролит 0,1 М NaOH, позволяет определять низкие содержания глутатиона с хорошей воспроизводимостью при минимальной концентрации равной 1·10-12 М, что соответствует минимально определяемой концентрации (в прототипе предел обнаружения 4,47-·10-6 М). Тогда как в кислых фоновых электролитах (0,1-1 М H2SO4 и 0,1-1 М HClO4) наблюдается разовый прирост максимума окисления глутатиона, что свидетельствует о невозможности использования данных фоновых электролитов при концентрации равной 1·10-7 M.
Рассчитанные коэффициенты чувствительности исследованных электродов, модифицированных коллоидными частицами золота из аликвоты 0,1 мл золя (мольное соотношение HAuCl4:Na3C6H5O7:NaBH4=1:15:5), в растворе фонового электролита 0,1 М NaOH приведены в таблице 1. Из таблицы видно, что графитовый электрод, модифицированный коллоидными частицами золота из аликвоты его золя имеет самый высокий коэффициент чувствительности.
На фиг.1 представлены циклические вольтамперные кривые глутатиона на поверхности графитового электрода, предварительно электрохимически модифицированного коллоидными частицами золота. Кривая 1 ан, 1 кат ветвь - фон 0,1 М NaOH, кривая 2 ан, 2 кат ветвь - CGlu=2·10-12 М.
Таким образом, установленные условия впервые позволили количественно определять содержание глутатиона на основе реакции электрокаталитического окисления глутатиона на поверхности графитового электрода, предварительно электрохимически модифицированного коллоидными частицами золота. Кривая 1 - фон 0,1 М NaOH, кривая 2 - CGlu=2·10-12 М, кривая 3 - CGlu=4·10-12 М (фиг.2).
Предлагаемый вольтамперометрический способ позволил повысить чувствительность определения (1·10-12 М), что на несколько порядков ниже по сравнению с прототипом (табл.2).
Примеры конкретного выполнения:
Пример 1. Измерения были проведены в модельном растворе. Графитовый электрод помещают в электрохимическую ячейку (кварцевый стаканчик), заполненную 10 мл 0,1 М раствора HCl и добавкой 0,1 мл золя золота (мольное соотношение HАuCl4:Na3C6H5O7:NaBH4=1:15:5). Проводят электролиз раствора для модификации ГЭ коллоидными частицами золота при условии: Еэ=-1,0 В, τэ=300 с. Для проверки работы электрода снимают вольтамперную кривую электроокисления золота при скорости развертки 50 мВ/с, в диапазоне от 0,20 до 1,00 В. На кривой регистрируется пик окисления золота при Е=0,70±0,10 В. Наличие пика золота свидетельствует об электроконцентрировании золота из боргидридцитратного золя золота, на поверхности графитового электрода. Затем проводят электролиз еще раз при тех же условиях, но не проводят съемку вольтамперной кривой. Полученный модифицированный графитовый электрод ополаскивают бидистиллированной водой и помещают в другую электрохимическую ячейку (кварцевый стаканчик), заполненную 10 мл 0,1 М раствора NaOH. He проводя накопления регистрируют анодную ветвь, а затем катодную ветвь циклической вольтамперной кривой фонового электролита при скорости развертки 100 мВ/с, начиная с потенциала от минус 1,0 и до плюс 1,0 В. На катодной ветви вольтамперной кривой фонового электролита наблюдается обратный максимум в диапазоне потенциалов от минус 0,2 до плюс 0,1 В. При добавлении раствора глутатиона происходит увеличение высоты обратного максимума в диапазоне потенциалов от минус 0,2 до плюс 0,1 В.
Пример 2. Измерения были проведены в водопроводной воде.
Графитовый электрод помещают в электрохимическую ячейку (кварцевый стаканчик), заполненную 10 мл 0,1 М раствора HCl и добавкой 0,1 мл золя золота (мольное соотношение HAuCl4:Na3C6H5O7:NaBH4=1:15:5). Проводят электролиз раствора для модифицирования ГЭ коллоидными частицами золота при условии: Еэ=-1,0 В, τэ=300 с. Для проверки работы электрода снимают вольтамперную кривую электроокисления золота при скорости развертки 50 мВ/с, в диапазоне от 0,20 до 1,00 В. На кривой регистрируют пик окисления золота при Е=0,70±0,10 В. Наличие пика золота свидетельствует об электроконцентрировании золота, из боргидридцитратного золя золота, на поверхности графитового электрода. Затем проводят электролиз еще раз при тех же условиях, но не проводят съемку вольтамперной кривой. Потом полученный модифицированный графитовый электрод ополаскивают бидистиллированной водой и помещают в другую электрохимическую ячейку (кварцевый стаканчик), заполненную 10 мл водопроводной воды с добавлением 1 мл 1 М раствора NaOH. Не проводя накопления, регистрируют анодную ветвь, а затем катодную ветвь циклической вольтамперной кривой фонового электролита при скорости развертки 100 мВ/с, начиная с потенциала минус 1,0 и до плюс 1,0 В. На катодной ветви вольтамперной кривой фонового электролита наблюдается обратный максимум в диапазоне потенциалов от минус 0,2 до плюс 0,1 В.
Затем добавляют 0,02 мл аттестованной смеси глутатиона концентрации 1·10-12 М и, не проводя накопления, регистрируют анодную ветвь, а затем катодную ветвь циклической вольтамперной кривой фонового электролита при скорости развертки 100 мВ/с, начиная с потенциала минус 1,0 и до плюс 1,0 В. На катодной ветви вольтамперной кривой фонового электролита наблюдается обратный максимум в диапазоне потенциалов от минус 0,2 до плюс 0,1 В. (относительно нас.х.э.).
Делают 0,02 мл добавку аттестованной смеси глутатиона и снова регистрируют аналитический сигнал. По разнице высоты обратного пика пробы и добавки вычисляют концентрацию глутатиона в растворе.
Таким образом, впервые установлена способность количественного определения глутатиона по обратным катодным пикам.
Предложенный способ прост, не используются токсические вещества из-за их отрицательного физиологического действия. Способ может быть применен в любой химической лаборатории, имеющей компьютеризированные анализаторы типа ТА или полярограф. Предложенный способ может быть использован для определения глутатиона в водных растворах.
Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота.
Таблица 1 | |||||
Коэффициенты чувствительности | Электрод | ||||
Сажевый, горячее литье | Графитовый, импрегнированный полиэтиленом | Стеклоуглеродный | |||
0,16 | 0,52 | 0,33 | |||
Таблица 2 | |||||
Объект исследования | Введено, CGlu, моль/л | Найдено, CGlu, моль/л | Sr, (t0,95) n=6 | ||
0,1 M NaOH | 4·10-12 | (3,82±1,87)·10-12 | 0,489 | ||
Водопроводная вода | 2- 10-12 | (2,02±0,78)·10-12 | 0,305 |
Claims (1)
- Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота, отличающийся тем, что проводят модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из золя золота в течение 300 с при потенциале электронакопления -1,0 В с последующей регистрацией обратных максимумов электроокисления глутатиона на катодной кривой при скорости развертки потенциала 100 мВ/с на фоне 0,1 М раствора NaOH в диапазоне потенциалов от -1,0 до 1,0 В, концентрацию глутатиона определяют по величине обратных максимумов вольтамперных кривых в диапазоне потенциалов от минус 0,20 до плюс 0,10 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139938/28A RU2506579C1 (ru) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012139938/28A RU2506579C1 (ru) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2506579C1 true RU2506579C1 (ru) | 2014-02-10 |
Family
ID=50032338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012139938/28A RU2506579C1 (ru) | 2012-09-18 | 2012-09-18 | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2506579C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2733397C2 (ru) * | 2019-02-21 | 2020-10-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ количественного определения триазида методом вольтамперометрии |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0266440A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 酵素電極及びアルコール濃度測定方法 |
SU1728771A1 (ru) * | 1990-04-06 | 1992-04-23 | Институт биохимии АН ЛитССР | Способ определени тиолов |
RU2216020C2 (ru) * | 1996-09-03 | 2003-11-10 | Рисерч Дивелопмент Фаундейшн | Определение внутриклеточных концентраций цистеина и глутатиона |
CN1940550A (zh) * | 2005-09-28 | 2007-04-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种同时测定细胞活性氧与还原型谷胱甘肽的检测方法 |
RU2441225C1 (ru) * | 2010-10-12 | 2012-01-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации | Способ определения глутатиона в биологически активных добавках методом катодной вольтамперометрии |
-
2012
- 2012-09-18 RU RU2012139938/28A patent/RU2506579C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0266440A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 | Kanzaki Paper Mfg Co Ltd | 酵素電極及びアルコール濃度測定方法 |
SU1728771A1 (ru) * | 1990-04-06 | 1992-04-23 | Институт биохимии АН ЛитССР | Способ определени тиолов |
RU2216020C2 (ru) * | 1996-09-03 | 2003-11-10 | Рисерч Дивелопмент Фаундейшн | Определение внутриклеточных концентраций цистеина и глутатиона |
CN1940550A (zh) * | 2005-09-28 | 2007-04-04 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种同时测定细胞活性氧与还原型谷胱甘肽的检测方法 |
RU2441225C1 (ru) * | 2010-10-12 | 2012-01-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации | Способ определения глутатиона в биологически активных добавках методом катодной вольтамперометрии |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Apetrei С., Apetrei I.M., De Saja J. A. and Rodriguez - Mendez М. L. "Carbon paste electrodes made from different carbonaceous materials: application in the study of antioxidants" // Sensors, 2011, v.11, p.328-1344. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2733397C2 (ru) * | 2019-02-21 | 2020-10-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ количественного определения триазида методом вольтамперометрии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fotouhi et al. | Electrochemical behavior and voltammetric determination of sulfaguanidine at a glassy carbon electrode modified with a multi-walled carbon nanotube | |
Zhang et al. | Electrochemical detection of hydrazine based on electrospun palladium nanoparticle/carbon nanofibers | |
Zhu et al. | Anodic stripping voltammetric determination of lead in tap water at an ordered mesoporous carbon/Nafion composite film electrode | |
Mazloum-Ardakani et al. | Simultaneous and selective voltammetric determination of epinephrine, acetaminophen and folic acid at a ZrO2 nanoparticles modified carbon paste electrode | |
Gholamian et al. | Simultaneous determination of phenylhydrazine and hydrazine by a nanostructured electrochemical sensor | |
CN108982626B (zh) | 一种用于检测三氯乙酸或亚硝酸钠的纳米电化学酶传感器及其制备方法和应用 | |
Figueiredo-Filho et al. | Electroanalytical determination of the linuron herbicide using a cathodically pretreated boron-doped diamond electrode: comparison with a boron-doped diamond electrode modified with platinum nanoparticles | |
CN103278551A (zh) | 一种基于活性炭两电极体系的重金属电化学传感器及其检测方法 | |
Manjunatha et al. | Electrocatalytic response of dopamine at mannitol and Triton X-100 modified carbon paste electrode: A cyclic voltammetric study | |
Guo et al. | Electrochemical behavior and analytical detection of insulin on pretreated nanocarbon black electrode surface | |
Zheng et al. | Nano-copper-MWCNT-modified glassy carbon electrode for selective detection of dopamine | |
Shahrokhian et al. | Electrocatalytic Oxidation of 2‐Thiouracil and 2‐Thiobarbituric Acid at a Carbon‐Paste Electrode Modified with Cobalt Phthalocyanine | |
CN104792833A (zh) | 一种快速检测水中重金属离子铅和镉的方法 | |
Chandra et al. | Voltammetric resolution of dopamine in presence of ascorbic acid at polyvinyl alcohol modified carbon paste electrode | |
Hu et al. | Simultaneous determination of dopamine and ascorbic acid using the nano‐gold self‐assembled glassy carbon electrode | |
RU2528584C1 (ru) | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота | |
RU2506579C1 (ru) | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота | |
Dorčák et al. | Interaction of biomacromolecules with surfaces viewed by electrochemical methods | |
Yoon et al. | Tris (2, 2′‐bipyridyl) ruthenium (II) Electrogenerated Chemiluminescence Sensor Based on Platinized Carbon Nanotube–Zirconia–Nafion Composite Films | |
RU2498290C1 (ru) | СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РОДИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ МЕТОДОМ ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ ПО ПИКУ СЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРООКИСЛЕНИЯ МЕДИ ИЗ RhxCuy | |
RU2510016C1 (ru) | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами серебра | |
Huang | Voltammetric determination of bismuth in water and nickel metal samples with a sodium montmorillonite (SWy-2) modified carbon paste electrode | |
RU2494385C1 (ru) | Способ определения золота в водных растворах методом хронопотенциометрии | |
RU2540261C1 (ru) | СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РОДИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ МЕТОДОМ ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ ПО ПИКУ СЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРООКИСЛЕНИЯ ИНДИЯ ИЗ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ Rhx Iny | |
David et al. | Simple voltammetric analysis of sulfamethoxazole at a disposable pencil graphite electrode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140919 |