RU2528584C1 - Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота - Google Patents
Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота Download PDFInfo
- Publication number
- RU2528584C1 RU2528584C1 RU2013112421/28A RU2013112421A RU2528584C1 RU 2528584 C1 RU2528584 C1 RU 2528584C1 RU 2013112421/28 A RU2013112421/28 A RU 2013112421/28A RU 2013112421 A RU2013112421 A RU 2013112421A RU 2528584 C1 RU2528584 C1 RU 2528584C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glutathione
- colloidal gold
- gold particles
- modified
- cyclic voltammetry
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электроаналитической химии, направлено на определение глутатиона и может быть использовано в анализе модельных водных растворов методом циклической вольтамперометрии по высоте анодного максимума на анодной кривой. Способ определения глутатиона заключается в определении методом циклической вольтамперометрии, при котором проводится электрокаталитическое окисление глутатиона на графитовом электроде, модифицированного коллоидными частицами золота. Техническим результатом изобретения является разработка более чувствительного способа определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии. 2 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способу 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]. Недостатками способа являются низкая чувствительность определения глутатиона и использование электрода из дорогостоящего материала - платины.
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]. Недостатками являются низкая чувствительность определения глутатиона и использование токсичного индикаторного ртутно-пленочного электрода.
Предложен способ определения глутатиона методом циклической вольтамперометрии в растворе фонового электролита 0.05 М Na2B4O7 при рН=9.2 на ртутно-капающем электроде, при сканировании потенциала от -0,8 до -0,2 В со скоростью 5 мВ/с. Нижняя граница определяемых содержаний составляет 1,5·10-4 моль/л [D. Huska, О. Zitka, V. Adam, M. Beklova, S. Křižkova, L. Zeman, А. Horna, L/ Havel, J. Zehnalek, R. Kizek A sensor for investigating the interaction between biologically important heavy metals and glutathione // Czech J. Anim. Sci., 52, 2007 (2): 37-43]. Недостатками являются низкая чувствительность определения глутатиона и использование токсичного индикаторного ртутно-капающего 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-настовых 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). Недостатками являются низкая чувствительность определения глутатиона и использование многосоставного фонового электролита.
В работе была поставлена задача снизить предел и нижнюю границу определяемых содержаний глутатиона по высоте анодного максимума на 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 анодного максимума на анодной ветви циклической кривой от 0,3 до 0,6 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 боргидрид-цитратной 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, 3 ан., 3 кат. ветвь - CGlu=4·10-12 М, 4 ан., 4 кат. ветвь - CGlu=6·10-12 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 HAuCl4: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 боргидрид-цитратного 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 анодной ветви вольтамперной кривой фонового электролита наблюдается анодный максимум в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 В. При добавлении раствора глутатиона происходит увеличение высоты анодного максимума в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 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 боргидрид-цитратного 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. He 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 анодный максимум в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 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 анодный максимум в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 В (относительно нас.х.э.).
Делают 0,02 мл добавку аттестованной смеси глутатиона и снова регистрируют аналитический сигнал. По разнице высоты анодного максимума пробы и добавки вычисляют концентрацию глутатиона в растворе.
Таким образом, впервые установлена способность количественного определения глутатиона по анодным максимумам.
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 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, включает модифицирование графитовых электродов коллоидными частицами золота из золя золота в течение 300 с при потенциале электронакопления -1,0 В с последующей регистрацией анодных максимумов электроокисления глутатиона на анодной 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 высоте анодных максимумов вольтамперных кривых в диапазоне потенциалов от +0,3 до +0,6 В относительно насыщенного хлоридсеребряного электрода методом добавок аттестованных смесей.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013112421/28A RU2528584C1 (ru) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013112421/28A RU2528584C1 (ru) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2528584C1 true RU2528584C1 (ru) | 2014-09-20 |
| RU2013112421A RU2013112421A (ru) | 2014-09-27 |
Family
ID=51582994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013112421/28A RU2528584C1 (ru) | 2013-03-19 | 2013-03-19 | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2528584C1 (ru) |
Cited By (2)
| 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 |
| CN114324520A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-04-12 | 济南大学 | 基于硫化银增强ptca谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2426107C2 (ru) * | 2005-09-30 | 2011-08-10 | БАЙЕР ХЕЛТКЭА ЭлЭлСи | Вольтамперометрический способ определения концентрации аналита в образце и устройство для определения концентрации аналита |
| 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 |
-
2013
- 2013-03-19 RU RU2013112421/28A patent/RU2528584C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2426107C2 (ru) * | 2005-09-30 | 2011-08-10 | БАЙЕР ХЕЛТКЭА ЭлЭлСи | Вольтамперометрический способ определения концентрации аналита в образце и устройство для определения концентрации аналита |
| 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 (3)
| Title |
|---|
| A sensor for investigating the interaction between biologically important heavy metals and glutathione//D. Huska et al.//Czech J. Anim. Sci., 2007, v.52, pp.37-43. * |
| Carbon paste electrodes made from different carbonaceous materials: application in the study of antioxidants//Apetrei C. et al.//Sensors, 2011, v.11, pp.328-1344. * |
| Электрохимическое определение глутатиона//Будников Г.К., Зиятдинова Г.К., Валитова Я.Р.//Журнал аналитической химии, 2004, т.59, N6, с.645-648 * |
Cited By (3)
| 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 |
| CN114324520A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-04-12 | 济南大学 | 基于硫化银增强ptca谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法 |
| CN114324520B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-07-04 | 济南大学 | 基于硫化银增强ptca谷胱甘肽检测的光电化学传感器的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013112421A (ru) | 2014-09-27 |
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 | |
| 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 | |
| Yosypchuk et al. | Working electrodes from amalgam paste for electrochemical measurements | |
| RU2528584C1 (ru) | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модицифированном коллоидными частицами золота | |
| Chandra et al. | Voltammetric resolution of dopamine in presence of ascorbic acid at polyvinyl alcohol modified carbon paste electrode | |
| DE102011113941B4 (de) | Elektrochemische Messkette | |
| N’Dri et al. | An Electrochemical method for the determination of trace mercury (II) by formation of complexes with indigo carmine food dye and its analytical application | |
| Karami et al. | rGO/ZnO nanocomposite modified carbon paste electrode as sensor for tyrosine analysis | |
| RU2506579C1 (ru) | Способ определения глутатиона в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота | |
| Langmaier et al. | Amperometric Ion‐Selective Electrode for Alkali Metal Cations Based on a Room‐Temperature Ionic Liquid Membrane | |
| 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 | |
| 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 | |
| CN109444229A (zh) | 一种检测痕量汞离子的电化学方法 | |
| Arce et al. | Electrooxidation of free sulfite by an integrated system of glassy carbon modified electrodes with nickel phthalocyanines and membrane absorber in red wine | |
| RU2540261C1 (ru) | СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РОДИЯ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ МЕТОДОМ ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ ПО ПИКУ СЕЛЕКТИВНОГО ЭЛЕКТРООКИСЛЕНИЯ ИНДИЯ ИЗ ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ Rhx Iny | |
| Huang | Voltammetric determination of bismuth in water and nickel metal samples with a sodium montmorillonite (SWy-2) modified carbon paste electrode | |
| RU2616339C1 (ru) | Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота | |
| Aydar et al. | Low-level electrochemical analysis of ketoconazole by sepiolite nanoparticles modified sensor in shampoo sample | |
| RU2586961C1 (ru) | Способ определения метионина в модельных водных растворах методом циклической вольтамперометрии на графитовом электроде, модифицированном коллоидными частицами золота | |
| RU2412433C1 (ru) | Способ вольтамперометрического определения олова в водных растворах | |
| RU2494385C1 (ru) | Способ определения золота в водных растворах методом хронопотенциометрии |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150320 |