RU2752017C1 - Method for determining anti-radical activity of substances - Google Patents

Method for determining anti-radical activity of substances Download PDF

Info

Publication number
RU2752017C1
RU2752017C1 RU2020141948A RU2020141948A RU2752017C1 RU 2752017 C1 RU2752017 C1 RU 2752017C1 RU 2020141948 A RU2020141948 A RU 2020141948A RU 2020141948 A RU2020141948 A RU 2020141948A RU 2752017 C1 RU2752017 C1 RU 2752017C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
thiolated
indicator
electrochemical cell
voltammograms
Prior art date
Application number
RU2020141948A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Плотников
Олеся Александровна Воронова
Елена Владимировна Дорожко
Елена Ивановна Короткова
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»
Priority to RU2020141948A priority Critical patent/RU2752017C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2752017C1 publication Critical patent/RU2752017C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of analytical chemistry, namely to the study of the properties of substances by means of voltammetric determination for estimation of the anti-radical activity of objects of artificial and natural origin with respect to OH-radicals. The method for determining the anti-radical activity of substances includes estimating the anti-radical activity by the degree of damage to the self-organising alkanethiol monolayer on the indicator electrode under the impact of generated OH radicals in presence and absence of the tested substances by means of voltammetric estimation of the analytical signal in a three-electrode electrochemical cell, wherein a mercury film electrode is used as an indicator electrode and a silver chloride electrode is used as a reference electrode, wherein, first, the voltammograms of the background current of oxygen electroreduction in a constant current mode in the potential range from 0 to -0.6 V are recorded, the indicator electrode is removed from the electrochemical cell and the working surface of the electrode is lowered ito a 1.0 M solution of alkanethiol in ethanol for 20 s, then the voltammograms of oxygen electroreduction are recorded using a thiolated indicator electrode, the electrode is removed and placed in a hydrogen peroxide solution at a concentration of 0.1 M and irradiated in the ultraviolet spectrum for 60 s followed by recording the voltammograms of oxygen electroreduction on the treated thiolated indicator electrode, the indicator electrode is removed from the electrochemical cell and the working surface of the electrode is lowered into a 1.0 M solution of alkanethiol in ethanol for 20 s, the electrode is returned to the electrochemical cell and the voltammograms of oxygen electroreduction are recorded, then the indicator thiolated electrode is removed from the electrochemical cell, placed in a hydrogen peroxide solution at a concentration of 0.1 M containing a solution of the analysed substance at a tested concentration, and irradiated for 60 s in the ultraviolet spectrum, then the thiolated indicator electrode is returned to the electrochemical cell, the voltammograms of oxygen electroreduction are recorded, and the coefficient of anti-radical activity R is determined by the formula: R=1-((Srs-St)/(Sr-St)), wherein St is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after the appliction of an alkanethiol monolayer; Sr is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after treating the thiolated electrode with free radicals in absence of the analysed substance; Srs is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after treating the thiolated electrode with free radicals in presence of the analysed substance.
EFFECT: invention makes it possible to facilitated determination of anti-radical activity of substances.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к исследованию свойств веществ путем вольтамперометрического определения электрохимических параметров и может быть использовано в медицине, биологии, а также пищевом, фармацевтическом и ином промышленном производстве для оценки антирадикальной активности объектов искусственного и природного происхождения в отношении ОН-радикалов.The invention relates to the field of analytical chemistry, namely to the study of the properties of substances by voltammetric determination of electrochemical parameters and can be used in medicine, biology, as well as food, pharmaceutical and other industrial production to assess the antiradical activity of objects of artificial and natural origin in relation to OH-radicals ...

Известен вольтамперометрический способ определения суммарной активности антиоксидантов [RU 2224997 С1, МПК G01N33/00 (2000.01), опубл. 27.02.2004), включающий процесс восстановления вещества на электроде в растворе электролита. В качестве модельной реакции используют процесс электровосстановления кислорода, который проводят в трехэлектродной ячейке, где в качестве электрода сравнения используют хлорид-серебряный электрод, в качестве индикаторного - ртутно-пленочный электрод, измерения проводят с использованием фона 0,1 М Na2SO4 в водной среде. Регистрируют катодные волны одноэлектронного восстановления кислорода в режиме дифференцирования при скорости развертки потенциала 50-100 мВ/с, а 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.Known voltammetric method for determining the total activity of antioxidants [RU 2224997 C1, IPC G01N33 / 00 (2000.01), publ. February 27, 2004), including the process of reducing a substance on an electrode in an electrolyte solution. As a model reaction, the process of oxygen electroreduction is used, which is carried out in a three-electrode cell, where a silver-chloride electrode is used as a reference electrode, and a mercury-film electrode is used as an indicator; measurements are carried out using a background of 0.1 M Na 2 SO 4 in water. environment. Cathode waves of one-electron oxygen reduction are recorded in the differentiation mode at a potential sweep rate of 50-100 mV / s, and 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 relative to the saturated silver chloride reference electrode.

Этот способ не позволяет проводить определение антиоксидантной активности вещества, если вещество электрохимически активно в диапазоне потенциалов от 0 до - 0,6 В, так как ток восстановления вещества перекрывается током восстановления кислорода на индикаторном электроде.This method does not allow the determination of the antioxidant activity of a substance if the substance is electrochemically active in the potential range from 0 to - 0.6 V, since the reduction current of the substance is blocked by the oxygen reduction current on the indicator electrode.

Наиболее близким по технической сущности из известных аналогов является способ косвенного электрохимического определения радикалов и радикальных поглотителей в биологических матрицах [Fritz Scholz et all, Indirect Electrochemical Sensing of Radicals and Radical Scavengers in Biological Matrices. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46. – P. 8079 –8081], заключающийся в определении антирадикальной активности веществ по степени повреждения монослоя алкантиолов на индикаторном золотом или ртутном электроде. Для измерения антирадикальной активности вещества, индикаторный электрод погружают в раствор алканиола на 5-300 секунд. Затем индикаторный электрод помещают в трехэлектродную электрохимическую ячейку, где в качестве электрода сравнения используют хлорид-серебряный электрод, далее регистрируют циклические вольтамперограммы окисления-восстановления солей рутения Ru2 + / 3, после чего извлекают индикаторный электрод и погружают в водный раствор перекиси водорода 0,001-0,1 М с добавлением солей железа, генерирующий гидроксильные радикалы, которые разрушают самоорганизующийся монослой алкантиолов на индикаторном электроде. Затем регистрируют вольтамперограммы окислительно-восстановительной пары Ru2 + / 3 +. По степени изменения тока окисления и восстановления пары Ru2 + / 3 + до и после воздействия радикалов определяют активность радикалов и антирадикальное действие антиоксидантов.The closest in technical essence of the known analogs is the method of indirect electrochemical determination of radicals and radical scavengers in biological matrices [Fritz Scholz et all, Indirect Electrochemical Sensing of Radicals and Radical Scavengers in Biological Matrices. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46. - P. 8079 -8081], which consists in determining the antiradical activity of substances by the degree of damage to the monolayer of alkanethiols on an indicator gold or mercury electrode. To measure the antiradical activity of a substance, the indicator electrode is immersed in an alkanyol solution for 5-300 seconds. Then the indicator electrode is placed in a three-electrode electrochemical cell, where a silver-chloride electrode is used as a reference electrode, then cyclic voltammograms of the oxidation-reduction of ruthenium salts Ru 2 + / 3 are recorded, after which the indicator electrode is removed and immersed in an aqueous solution of hydrogen peroxide 0.001-0 , 1 M with the addition of iron salts, generating hydroxyl radicals that destroy the self-organizing monolayer of alkanethiols on the indicator electrode. Then record voltammograms of the redox pair Ru 2 + / 3 + . The degree of change in the oxidation and reduction current of the Ru 2 + / 3 + pair before and after exposure to radicals determine the activity of radicals and the antiradical effect of antioxidants.

Недостатком такого способа является сложность оценки степени воздействия радикалов на слой алкантиолов, так как в качестве источника электрохимического сигнала используют соли рутения.The disadvantage of this method is the complexity of assessing the degree of influence of radicals on the alkanethiol layer, since ruthenium salts are used as the source of the electrochemical signal.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение определения антирадикальной активности анализируемого вещества.The technical result of the proposed invention is to simplify the determination of the antiradical activity of the analyte.

Способ определения антирадикальной активности веществ, также как в прототипе, включает оценку антирадикальной активности по степени повреждения самоорганизующегося монослоя алкантиолов на индикаторном электроде под воздействием генерируемых ОН-радикалов в присутствии и отсутствие тестируемых веществ путем вольтамереометрической оценки аналитического сигнала в трехэлектродной электрохимической ячейке, где в качестве индикаторного электрода используют ртутно-пленочный электрод, в качестве электрода сравнения хлорид-серебряный электрод.Method for determining the antiradical activity of substances, same as in the prototype, includes the assessment of antiradical activity by the degree of damage to the self-organizing monolayer of alkanethiols on the indicator electrode under the influence of generated OH-radicals in the presence and absence of the tested substances by voltameric evaluation of the analytical signal in a three-electrode electrochemical cell,where a mercury-film electrode is used as an indicator electrode, a chloride-silver electrode is used as a reference electrode.

Согласно изобретению сначала регистрируют вольтамперограммы фонового тока электровосстановления кислорода в постояннотоковом режиме в диапазоне потенциалов от 0 до -0,6В. Затем индикаторный электрод извлекают из электрохимической ячейки и опускают рабочую поверхность электрода в 1,0 M раствор алкантиола в этаноле на 20 с, после чего используя тиолированный индикаторный электрод регистрируют вольтамперограммы электровосстановления кислорода. Затем электрод извлекают, помещают в раствор перекиси водорода с концентрацией 0,1 М и облучают в ультрафиолетовом спектре в течение 60 с. После этого на обработанном тиолированном индикаторном электроде проводят регистрацию вольтамперограмм электровосстановления кислорода. Затем индикаторный электрод извлекают из электрохимической ячейки и опускают рабочую поверхность электрода на 20 с в раствор 1,0 M алкантиола в этаноле. Электрод возвращают в электрохимическую ячейку и проводят регистрацию вольтамперограмм электровосстановления кислорода. Далее извлекают индикаторный тиолированный электрод из электрохимической ячейки, помещают его в раствор перекиси водорода с концентрацией 0,1 М, содержащей раствор анализируемого вещества в исследуемой концентрации, и облучают в течение 60 с в ультрафиолетовом спектре. Затем тиолированный индикаторный электрод возвращают в электрохимическую ячейку, проводят регистрацию вольтамперограмм электровосстановления кислорода и определяют коэффициент антирадикальной активности R по формуле:According to the invention, voltammograms of the background current of oxygen electroreduction are first recorded in a constant current mode in the potential range from 0 to -0.6V. Then the indicator electrode is removed from the electrochemical cell and the working surface of the electrode is lowered into a 1.0 M solution of alkanethiol in ethanol for 20 s, after which voltammograms of oxygen electroreduction are recorded using a thiolated indicator electrode. Then the electrode is removed, placed in a solution of hydrogen peroxide with a concentration of 0.1 M and irradiated in the ultraviolet spectrum for 60 s. After that, voltammograms of oxygen electroreduction are recorded on the treated thiolated indicator electrode. Then the indicator electrode is removed from the electrochemical cell and the working surface of the electrode is lowered for 20 s into a solution of 1.0 M alkanethiol in ethanol. The electrode is returned to the electrochemical cell and the voltammograms of oxygen electroreduction are recorded. Next, the indicator thiolated electrode is removed from the electrochemical cell, placed in a solution of hydrogen peroxide with a concentration of 0.1 M, containing a solution of the analyte in the test concentration, and irradiated for 60 s in the ultraviolet spectrum. Then the thiolated indicator electrode is returned to the electrochemical cell, voltammograms of oxygen electroreduction are recorded, and the coefficient of antiradical activity R is determined by the formula:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

где St - площадь под вольтамперограммой электровосстановления кислорода после нанесения монослоя алкантиолов;where S t is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after the deposition of a monolayer of alkanethiols;

Sr - площадь под вольтамперограммой электровосстановления кислорода после обработки тиолированного электрода свободными радикалами при отсутствии анализируемого вещества;S r is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after the treatment of the thiolated electrode with free radicals in the absence of the analyte;

Srs - площадь под вольтамперограммой электровосстановления кислорода после обработки тиолированного электрода свободными радикалами в присутствии анализируемого вещества.S rs is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after the treatment of the thiolated electrode with free radicals in the presence of the analyte.

Уровень антирадикального действия анализируемого вещества обратно пропорционален степени повреждения монослоя алкантиолов гидроксильными радикалами, что детектируют по степени изменения тока электровосстановления кислорода и рассчитывают в виде отношения площади под вольтамперограммой электровосстановления кислорода, полученной на тиолированном электроде до и после обработки свободными радикалами в отсутствие и в присутствии анализируемого вещества.The level of antiradical action of the analyte is inversely proportional to the degree of damage to the monolayer of alkanethiols by hydroxyl radicals, which is detected by the degree of change in the current of oxygen electroreduction and calculated as the ratio of the area under the voltammogram of oxygen electroreduction, obtained on a thiolated electrode before and after treatment with free radicals in the absence and in the presence of the analyte.

Полученный результат выражают в виде безразмерного коэффициента антирадикальной активности, либо в виде отношения к аналогичному показателю для стандартного антиоксиданта.The result obtained is expressed as a dimensionless coefficient of antiradical activity, or as a ratio to a similar indicator for a standard antioxidant.

Таким образом, за счет восстановления атмосферного кислорода, растворенного в водном фоновом растворе, используемого в качестве источника электрохимического сигнала, значительно упрощен способ определения антирадикальной активности анализируемого вещества.Thus, due to the reduction of atmospheric oxygen dissolved in an aqueous background solution used as a source of an electrochemical signal, the method for determining the antiradical activity of an analyte is greatly simplified.

На фиг. 1 представлены вольтамперограммы электровосстановления кислорода, где кривая 1 соответствует току электровосстановления кислорода на индикаторном электроде; кривая 2 соответствует току электровосстановления кислорода на тиолированном индикаторном электроде после обработки гидроксильными радикалами в течение 60 с; кривая 3 соответствует току электровосстановления кислорода на тиолированном индикаторном электроде.FIG. 1 shows voltammograms of oxygen electroreduction, where curve 1 corresponds to the current of oxygen electroreduction at the indicator electrode; curve 2 corresponds to the current of oxygen electroreduction at the thiolated indicator electrode after treatment with hydroxyl radicals for 60 s; curve 3 corresponds to the current of oxygen electroreduction at the thiolated indicator electrode.

На фиг. 2 представлены вольтамперограммы электровосстановления кислорода, где кривая 1 соответствует току электровосстановления кислорода на индикаторном электроде; кривая 2 соответствует току электровосстановления кислорода на тиолированном индикаторном электроде после обработки гидроксильными радикалами в течение 60 с в присутствии анализируемого вещества; кривая 3 соответствует току электровосстановления кислорода на тиолированном индикаторном электроде.FIG. 2 shows voltammograms of oxygen electroreduction, where curve 1 corresponds to the current of oxygen electroreduction at the indicator electrode; curve 2 corresponds to the current of oxygen electroreduction at the thiolated indicator electrode after treatment with hydroxyl radicals for 60 s in the presence of the analyte; curve 3 corresponds to the current of oxygen electroreduction at the thiolated indicator electrode.

Пример 1Example 1

Для определения антирадикальной активности аскорбиновой кислоты, 100 мг анализируемой аскорбиновой кислоты растворили в 10 мл дистиллированной воды. Измерения проводили на вольтамперометрическом анализаторе ТА-2 (НПП «Томьаналит», г. Томск).To determine the antiradical activity of ascorbic acid, 100 mg of the analyzed ascorbic acid was dissolved in 10 ml of distilled water. The measurements were carried out on a TA-2 voltammetric analyzer (NPP Tom'analit, Tomsk).

В трехэлектродной электрохимической ячейке, где в качестве индикаторного электрода использовали стандартный ртутно-пленочный электрод, в качестве электрода сравнения - хлорид-серебряный электрод, провели регистрацию вольтамперограмм фонового тока электровосстановления кислорода в постояннотоковом режиме со скоростью 50 мВ/с в диапазоне потенциалов от 0 до -0,6 В (фиг. 1, 2, кривая 1). Далее на индикаторный электрод нанесли самоорганизующийся монослой гексантиола, для чего рабочую поверхность электрода опустили на 20 с в раствор 1,0 M гексантиола в этаноле. Затем, с использованием тиолированного индикаторного электрода, провели регистрацию вольтамперограммы электровосстановления кислорода в водном растворе КNO3 (фиг. 1, кривая 3). Далее тиолированный индикаторный электрод погрузили в раствор перекиси водорода с концентрацией 0,1 М, облучили в ультрафиолетовом спектре встроенным в прибор облучателем в течение 60 с и регистрировали вольтамперограммы электровосстановления кислорода в водном растворе КNO3 (фиг. 1, кривая 2). После этого провели электрохимическую очистку электрода путем девятикратной развертки потенциала в диапазоне от 0 до -1,0 В. Повторно опустили рабочую поверхность индикаторного электрода в 1,0 M раствор гексантиола в этаноле на 20 секунд и ополоснули этанолом. Затем поместили тиолированный индикаторный электрод в электрохимическую ячейку и провели регистрацию вольтамперограммы электровосстановления кислорода в водном растворе КNO3 (фиг. 2, кривая 3).In a three-electrode electrochemical cell, where a standard mercury-film electrode was used as an indicator electrode, and a silver-chloride electrode was used as a reference electrode, voltammograms of the background current of oxygen electroreduction were recorded in a constant current mode at a rate of 50 mV / s in the potential range from 0 to - 0.6 V (Fig. 1, 2, curve 1). Next, a self-organizing monolayer of hexanethiol was applied to the indicator electrode, for which the working surface of the electrode was lowered for 20 s into a solution of 1.0 M hexanethiol in ethanol. Then, using a thiolated indicator electrode, the voltammogram of oxygen electroreduction in an aqueous solution of KNO 3 was recorded (Fig. 1, curve 3). Then the thiolated indicator electrode was immersed in a solution of hydrogen peroxide with a concentration of 0.1 M, irradiated in the ultraviolet spectrum with an irradiator built into the device for 60 s, and voltammograms of oxygen electroreduction in an aqueous solution of KNO 3 were recorded (Fig. 1, curve 2). After that, electrochemical cleaning of the electrode was carried out by nine-fold potential sweep in the range from 0 to -1.0 V. The working surface of the indicator electrode was again lowered into a 1.0 M solution of hexanethiol in ethanol for 20 seconds and rinsed with ethanol. Then, a thiolated indicator electrode was placed in an electrochemical cell and the voltammogram of oxygen electroreduction in an aqueous solution of KNO 3 was recorded (Fig. 2, curve 3).

Далее тиолированный индикаторный электрод погрузили в водный раствор перекиси водорода с концентрацией 0,1 М, содержащий 0,5% аскорбиновой кислоты, полученный смешиванием равных объемов 0,2 М пероксида водорода и 1% аскорбиновой кислоты и облучили в ультрафиолетовом излучении в течение 60 сек. Затем устанавили тиолированный индикаторный электрод в электрохимическую ячейку и регистрировали вольтамперограммы электровосстановления кислорода в фоновом растворе нитрата калия (фиг. 2; кривая 2). После этого определили коэффициент антирадикальной активности R аскорбиновой кислоты по формуле:Next, the thiolated indicator electrode was immersed in an aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 0.1 M containing 0.5% ascorbic acid, obtained by mixing equal volumes of 0.2 M hydrogen peroxide and 1% ascorbic acid and irradiated in ultraviolet radiation for 60 seconds. Then, a thiolated indicator electrode was installed in the electrochemical cell and voltammograms of oxygen electroreduction in a background solution of potassium nitrate were recorded. (Fig. 2; curve 2). After that, the coefficient of antiradical activity R of ascorbic acid was determined by the formula:

Figure 00000002
Figure 00000002

В результате Srs = 4,9 мкА·В, Sr = 8,9 мкА·В, St = 4,3 мкА·В.As a result Srs = 4,9 mA · In, Sr = 8,9 mA · B, St = 4,3 mA · B.

Таким образом, R равен 0,87.Thus, R is 0.87.

Пример 2.Example 2.

Для определения антирадикальной активности бензоата натрия 100 мг анализируемого бензоата натрия растворили в 10 мл дистиллированной воды.To determine the antiradical activity of sodium benzoate, 100 mg of the analyzed sodium benzoate was dissolved in 10 ml of distilled water.

В трехэлектродной электрохимической ячейки, где в качестве индикаторного электрода использовали ртутно-пленочный электрод, в качестве электрода сравнения - хлорид-серебряный электрод, провели регистрацию вольтамперограмм фонового тока электровосстановления кислорода в постояннотоковом режиме со скоростью 50 мВ/с в диапазоне потенциалов от 0 до -0,6 В. Далее на индикаторный электрод нанесли самоорганизующийся монослой гексантиола, для чего опустили рабочую поверхность электрода в 1,0 M раствор гексантиола в этаноле на 20 секунд. Далее, с использованием тиолированного индикаторного электрода провели регистрацию вольтамперограммы электровосстановления кислорода в водном фоновом растворе. Затем индикаторный тиолированный электрод погрузили в раствор перекиси водорода с концентрацией 0,1 М и облучили в ультрафиолетовом спектре в течение 60 сек. Далее регистрировали вольтамперограммы электровосстановления кислорода в водном фоновом растворе. Затем провели электрохимическую очистку электрода путем девятикратной развертки потенциала в диапазоне от 0 до -1,0 В и опустили рабочую поверхность индикаторного электрода в 1,0 M раствор гексантиола в этаноле на 20 секунд. После чего установили тиолированный индикаторный электрод в электрохимическую ячейку и провели регистрацию вольтамперограммы электровосстановления кислорода в водном фоновом растворе. Далее тиолированный индикаторный электрод погрузили в водный раствор перекиси водорода с концентрацией 0,1 М, содержащий 0,5% бензоата натрия, полученный смешиванием равных объемов 0,2М пероксида водорода и 1% бензоата натрия и облучили в ультрафиолетовом излучении в течение 60 сек. Затем установили тиолированный индикаторный электрод в электрохимическую ячейку и регистрировали вольтамперограммы электровосстановления кислорода в водном фоновом растворе. Далее рассчитывали коэффициент антирадикальной активности R аскорбиновой кислоты по формуле (1). В результате Srs = 4,85 мкА⋅В, Sr = 8,9 мкАВ, St = 4,3 мкАВ, а коэффициент антирадикальной активности бензоата натрия R равен 0,88.In a three-electrode electrochemical cell, where a mercury-film electrode was used as an indicator electrode, and a silver-chloride electrode was used as a reference electrode, voltammograms of the background current of oxygen electroreduction were recorded in a constant current mode at a rate of 50 mV / s in the potential range from 0 to -0 , 6 V. Next, a self-organizing monolayer of hexanethiol was applied to the indicator electrode, for which the working surface of the electrode was lowered into a 1.0 M solution of hexanethiol in ethanol for 20 seconds. Then, using a thiolated indicator electrode, the voltammogram of oxygen electroreduction in an aqueous background solution was recorded. Then the indicator thiolated electrode was immersed in a solution of hydrogen peroxide with a concentration of 0.1 M and irradiated in the ultraviolet spectrum for 60 seconds. Then, voltammograms of oxygen electroreduction in an aqueous background solution were recorded. Then, electrochemical cleaning of the electrode was carried out by nine-fold potential sweep in the range from 0 to -1.0 V and the working surface of the indicator electrode was lowered into a 1.0 M solution of hexanethiol in ethanol for 20 seconds. After that, a thiolated indicator electrode was installed in an electrochemical cell and the voltammogram of oxygen electroreduction in an aqueous background solution was recorded. Next, the thiolated indicator electrode was immersed in an aqueous solution of hydrogen peroxide with a concentration of 0.1 M, containing 0.5% sodium benzoate, obtained by mixing equal volumes of 0.2 M hydrogen peroxide and 1% sodium benzoate and irradiated in ultraviolet radiation for 60 seconds. Then a thiolated indicator electrode was installed in an electrochemical cell and voltammograms of oxygen electroreduction in an aqueous background solution were recorded. Next, the coefficient of antiradical activity R of ascorbic acid was calculated using the formula (1). As a result, S rs = 4.85 μA⋅V, S r = 8.9 μA B, S t = 4.3 μA B, and the antiradical activity coefficient of sodium benzoate R is 0.88.

Claims (5)

Способ определения антирадикальной активности веществ, включающий оценку антирадикальной активности по степени повреждения самоорганизующегося монослоя алкантиолов на индикаторном электроде под воздействием генерируемых ОН-радикалов в присутствии и отсутствие тестируемых веществ путем вольтамперометрической оценки аналитического сигнала в трехэлектродной электрохимической ячейке, где в качестве индикаторного электрода используют ртутно-пленочный электрод, в качестве электрода сравнения хлорид-серебряный электрод, отличающийся тем, что сначала регистрируют вольтамперограммы фонового тока электровосстановления кислорода в постоянно-токовом режиме в диапазоне потенциалов от 0 до -0,6 В, индикаторный электрод извлекают из электрохимической ячейки и опускают рабочую поверхность электрода в 1,0 M раствор алкантиола в этаноле на 20 с, затем, используя тиолированный индикаторный электрод, регистрируют вольтамперограммы электровосстановления кислорода, электрод извлекают, помещают в раствор перекиси водорода с концентрацией 0,1 М и облучают в ультрафиолетовом спектре в течение 60 с, после чего на обработанном тиолированном индикаторном электроде проводят регистрацию вольтамперограмм электровосстановления кислорода, индикаторный электрод извлекают из электрохимической ячейки и опускают рабочую поверхность электрода на 20 с в раствор 1,0 M алкантиола в этаноле, электрод возвращают в электрохимическую ячейку и проводят регистрацию вольтамперограмм электровосстановления кислорода, далее извлекают индикаторный тиолированный электрод из электрохимической ячейки, помещают его в раствор перекиси водорода с концентрацией 0,1 М, содержащей раствор анализируемого вещества в исследуемой концентрации, и облучают в течение 60 с в ультрафиолетовом спектре, затем тиолированный индикаторный электрод возвращают в электрохимическую ячейку, проводят регистрацию вольтамперограмм электровосстановления кислорода и определяют коэффициент антирадикальной активности R по формулеMethod for determining the antiradical activity of substances, including the assessment of antiradical activity by the degree of damage to the self-organizing monolayer of alkanethiols on the indicator electrode under the influence of generated OH-radicals in the presence and absence of the tested substances by voltammetric evaluation of the analytical signal in a three-electrode electrochemical cell,where a mercury-film electrode is used as an indicator electrode, a silver-chloride electrode is used as a reference electrode, characterized in that first voltammograms of the background current of oxygen electroreduction in a constant-current mode are recorded in the potential range from 0 to -0.6 V, an indicator electrode is removed from the electrochemical cell and the working surface of the electrode is lowered into a 1.0 M solution of alkanethiol in ethanol for 20 s, then, using a thiolated indicator electrode, voltammograms of oxygen electroreduction are recorded, the electrode is removed, placed in a solution of hydrogen peroxide with a concentration of 0.1 M and irradiated in the ultraviolet spectrum for 60 s, after which voltammograms of oxygen electroreduction are recorded on the treated thiolated indicator electrode, the indicator electrode is removed from the electrochemical cell and the working surface of the electrode is lowered for 20 s into a solution of 1.0 M alkanethiol in ethanol, the electrode is returned to the electrochemical cell and voltammograms of oxygen electroreduction are recorded, then the indicator thiolated electrode is removed from the electrochemical cell, placed in a peroxide solution hydrogen with a concentration of 0.1 M, containing a solution of the analyte in the test concentration, and irradiated for 60 s in the ultraviolet spectrum, then the thiolated indicator electrode is returned to the electrochemical cell, the voltammograms of oxygen electroreduction are recorded and the coefficient of antiradical activity R is determined by the formula R=1-((Srs-St)/(Sr-St)),R = 1 - ((S rs -S t ) / (S r -S t )), где St - площадь под вольтамперограммой электровосстановления кислорода после нанесения монослоя алкантиолов;where S t is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after the deposition of a monolayer of alkanethiols; Sr - площадь под вольтамперограммой электровосстановления кислорода после обработки тиолированного электрода свободными радикалами при отсутствии анализируемого вещества;S r is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after the treatment of the thiolated electrode with free radicals in the absence of the analyte; Srs - площадь под вольтамперограммой электровосстановления кислорода после обработки тиолированного электрода свободными радикалами в присутствии анализируемого вещества.S rs is the area under the voltammogram of oxygen electroreduction after the treatment of the thiolated electrode with free radicals in the presence of the analyte.
RU2020141948A 2020-12-18 2020-12-18 Method for determining anti-radical activity of substances RU2752017C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141948A RU2752017C1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Method for determining anti-radical activity of substances

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141948A RU2752017C1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Method for determining anti-radical activity of substances

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2752017C1 true RU2752017C1 (en) 2021-07-22

Family

ID=76989431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020141948A RU2752017C1 (en) 2020-12-18 2020-12-18 Method for determining anti-radical activity of substances

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2752017C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2224997C1 (en) * 2002-06-06 2004-02-27 Томский политехнический университет Volt-ampere method determining summary activity of antioxidants
RU2235998C2 (en) * 2002-11-14 2004-09-10 Уральский государственный экономический университет Method of determination of oxidant/anti-oxidant activity of solutions
UA40767U (en) * 2008-11-14 2009-04-27 Институт Биоорганической Химии И Нефтехимии Нан Украины Method for determination of anti-oxidant activity of biologically active compounds (bac)
RU2449275C2 (en) * 2010-07-01 2012-04-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации Method of determining index of total antioxidant activity of biological objects by method of cathode voltammetry

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2224997C1 (en) * 2002-06-06 2004-02-27 Томский политехнический университет Volt-ampere method determining summary activity of antioxidants
RU2235998C2 (en) * 2002-11-14 2004-09-10 Уральский государственный экономический университет Method of determination of oxidant/anti-oxidant activity of solutions
UA40767U (en) * 2008-11-14 2009-04-27 Институт Биоорганической Химии И Нефтехимии Нан Украины Method for determination of anti-oxidant activity of biologically active compounds (bac)
RU2449275C2 (en) * 2010-07-01 2012-04-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Образования И Науки Российской Федерации Method of determining index of total antioxidant activity of biological objects by method of cathode voltammetry

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8120252A (en)
RU2426109C1 (en) Voltammetric method of determining activity of antioxidants
Davis et al. Electrochemical studies of some iron-protoporphyrin complexes
Levent et al. Application of a pencil graphite electrode for voltammetric simultaneous determination of ascorbic acid, norepinephrine, and uric acid in real samples
Zil’berg et al. Voltammetric determination of bisoprolol on a glassy carbon electrode modified by poly (arylene phthalide)
RU2752017C1 (en) Method for determining anti-radical activity of substances
Abdallah et al. Selective and sensitive electrochemical sensors based on an ion imprinting polymer and graphene oxide for the detection of ultra-trace Cd (ii) in biological samples
Campos et al. Use of a voltammetric electronic tongue for detection and classification of nerve agent mimics
Avramchik et al. Antioxidant and electrochemical properties of calcium and lithium ascorbates
Attar et al. Determination of copper in whole blood by differential pulse adsorptive stripping voltammetry
KR100868566B1 (en) Device for measuring glucose concentration and a method of measuring the concentration of glucose using the same
Pan et al. Determination of carbamazepine: a comparison of the differential pulse voltammetry (DPV) method and the immunoassay method in a clinical trial
DE2924117A1 (en) ELECTRODE SYSTEM WITH A REFERENCE ELECTRODE WITHOUT LIQUID TRANSITION FOR VOLTAMETER MEASUREMENTS
KR20190074422A (en) Blood analyzer and method for blood analysis using the same
RU2224997C1 (en) Volt-ampere method determining summary activity of antioxidants
Attar et al. Determination of ultra trace levels of copper in whole blood by adsorptive stripping voltammetry
Surovtsev et al. Determination of heavy metals in aqueous ecosystems by the method of inversion chronopotentiometry
Shaidarova et al. Simultaneous voltammetric determination of dopamine and ascorbic acid at an electrode modified with the gold-palladium binary system
JPWO2019089465A5 (en)
Erdoğdu et al. Investigation of the voltammetric behavior of methyldopa at a poly (p-Aminobenzene Sulfonic Acid) modified sensor
Abdullin et al. Potentiometric determination of ascorbic acid: Estimation of its contribution to the total antioxidant capacity of plant materials
Li et al. Voltammetry in sheep's blood: Membrane-free amperometric measurement of O2 concentration
JPH05215712A (en) Electric catalyst glucose sensor
Yağcı et al. Electrochemical determination of norepinephrine at poly (p-aminobenzenesulfonic acid) modified sensor
RU2786120C1 (en) Voltammetric method for the quantitative determination of 2-chloro-3-((4-hydroxyphenyl)amino)-1,4-naphtoquinone in model solutions