RU2838602C1 - ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СЕНСОР НА ОСНОВЕ ХИРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА Ni(II), ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА CARBOBLACK C ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ЭНАНТИОМЕРОВ АТЕНОЛОЛА - Google Patents
ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СЕНСОР НА ОСНОВЕ ХИРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА Ni(II), ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА CARBOBLACK C ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ЭНАНТИОМЕРОВ АТЕНОЛОЛА Download PDFInfo
- Publication number
- RU2838602C1 RU2838602C1 RU2024139326A RU2024139326A RU2838602C1 RU 2838602 C1 RU2838602 C1 RU 2838602C1 RU 2024139326 A RU2024139326 A RU 2024139326A RU 2024139326 A RU2024139326 A RU 2024139326A RU 2838602 C1 RU2838602 C1 RU 2838602C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- enantiomers
- atenolol
- atn
- bpb
- carboblack
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к количественному определению энантиомеров оптически активного β-адреноблокатора атенолола (Atn). Энантиоселективный вольтамперометрический сенсор на основе пастового электрода содержит 1 массовую часть хирального комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона ((S)-BPB) и глицина (S)-BPB-NiII-Gly на 100 массовых частей графитированной термической сажи Carboblack C с возможностью определения и распознавания энантиомеров атенолола в модельных растворах, биологических жидкостях и фармацевтических препаратах с помощью квадратно-волновой вольтамперометрии. Техническим результатом является возможность определения содержания отдельных энантиомеров Atn в модельных растворах, биологических жидкостях и фармацевтических препаратах с использованием вольтамперометрического метода. 4 табл.
Description
Изобретение относится к области электроаналитической химии, а именно совершенствованию количественного определения энантиомеров оптически активного β-адреноблокатора – атенолола (Atn) – в модельных растворах, биологических жидкостях, а также фармацевтических препаратах без предварительного его выделения из таблетированных форм.
Энантиомерная чистота Atn является важным показателем качества фармацевтического препарата «Атенолол», поскольку из двух существующих оптических S- и R-форм, только S-изомер способен блокировать β-адренорецепторы, в то время как R-изомер не проявляет блокирующей активности в отношении рецепторов и может оказывать нежелательные побочные эффекты, поэтому современной тенденцией улучшения препарата «Атенолол» является замена рацемической субстанции на энантиомерно чистое действующее вещество. Препараты, содержащие Atn, широко используются при лечении гипертонии в качестве антиаритмического средства и выпускаются большим количеством производителей, поэтому экспрессный, высокоэффективный и недорогой контроль качества, способный определять энантиомерную чистоту содержащегося Atn, является востребованным. Требования, предъявляемые к данному анализу, выполняются посредством использования аналитических электрохимических методов, а именно энантиоселективных вольтамперометрических сенсоров, отвечающих за качество определения энантиомерной чистоты Atn.
1. Известны сенсоры для распознавания и определения энантиомеров Atn на основе следующих модификатов:
- C60-modified GCE [R. N. Goyal and S. P. Singh, Voltammetric determination of atenolol at C60-modified glassy carbon electrodes // Talanta, 2006, vol. 69, pp. 932-937],
- nano Au [R. N. Goyal, V. K. Gupta, M. Oyama and N. Bachheti, Differential pulse voltammetric determination of atenolol in pharmaceutical formulations and urine using nanogold modified indium tin oxide electrode. Electrochem. Commun., 2006, vol. 8, pp. 65-70],
- MWCNT/CPE [A. Khoobi, S. M. Ghoreishi, S. Masoum and M. Behpour, Multivariate curve resolution-alternating least squares assisted by voltammetry for simultaneous determination of betaxolol and atenolol using carbon nanotube paste electrode. Bioelectrochemistry, 2013, vol. 94, pp. 100-107].
Срок хранения вышеперечисленных сенсоров представлен в Таблице 1.
Таблица 1
| Сенсор | Срок хранения, дни |
| C60-modified GCE | 3 |
| nano Au | 15 |
| MWCNT/CPE | 14 |
Основным недостатком данных сенсоров является низкая стабильность.
2. Известны сенсоры для распознавания и определения энантиомеров Atn на основе следующих хиральных модификаторов:
- C60-modified GCE, n-MCPE [N. Shadjoua, M. Hasanzadehb, L. Saghatforoushc, R. Mehdizadehc and A. Jouyban, Electrochemical behavior of atenolol, carvedilol and propranolol on copper-oxide nanoparticles, Electrochimica Acta, 2011, vol. 58, pp. 336-347],
- PE/1,10-ferrocenedimethanol [B. C. Iacob, E. Bodoki, C. Farcau, L. Barbu-Tudoran and R. Oprean, study of the molecular recognition mechanism of an ultrathin MIP film-based chiral electrochemical sensor, Electrochimica Acta, 2016, vol. 217, pp. 195-202],
- GCE/CS-SCS-α-CD, GCE/CS-SCS-β-CD, GCE/CS-SCS-γ-CD [R. A. Zilberg, V. N. Maistrenko, L. R. Kabirova and D. I. Dubrovsky, Selective voltammetric sensors based on composites of chitosan polyelectrolyte complexes with cyclodextrins for the recognition and determination of atenolol enantiomer, Anal. Methods, 2018, vol. 10, pp. 1886-1894],
- GCE/PAP-(L-Phe)Zn(L-Phe), GCE/PAP-(Gly)Cu(L-Ala), GCE/PAP-(Gly)Cu(L-Arg) [Yu. A. Yarkaeva, V. N. Maistrenko, L. R. Zagitova, M. I. Nazyrov and T. V. Berestova, Voltammetric sensor system based on Cu (II) and Zn (II) amino acid complexes for recognition and determination of atenolol enantiomers, J. Electroanal. Chem., 2021, vol. 903, pp. 115839],
- (R)-HS-BIN-NDI и (S)-HS-BIN-NDI [(R) HS-BIN-NDI, (S) HS-BIN-NDI [A. Kowalczyk, M. Duszczyk, S. Sek, P. F. J. Lipinski, D. Kaczorek, R. Kawecki, I. P. Grudzinski, J. E. Rode, J. C. Dobrowolski and A. M. Nowicka, Thiolated Chiral Naphthalene Diimide Derivatives as Effective Selectors of the β-Blocker Atenolol Enantiomers, Adv. Funct. Mater., 2024, vol. 34, pp. 2305806].
Сравнение аналитических характеристик приведено в Таблице 2.
Таблица 2
| Сенсор | Предел обнаружения, мкмоль | Линейный диапазон определяемых концентраций, мкмоль | i p1 / i p2 | Δ E p , мВ |
| C60-modified GCE | 160 | 250-1500 | – | – |
| n-MCPE | 1.12 | 12 -96 | – | – |
| PE/1,10-ferrocenedimethanol | – | 0.188-18.8 | 1.16 | 30.0 |
| GCE/CS-SCS-α-CD | – | 8-500 | 1.41 | 10.0 |
| GCE/CS-SCS-β-CD | – | 8-500 | 1.58 | 20.0 |
| GCE/CS-SCS-γ-CD | – | 8-500 | 1.40 | 10.0 |
| GCE/PAP-(L-Phe)Zn(L-Phe) | – | 50-1000 | 1.09 | 40.0 |
| GCE/PAP-(Gly)Cu(L-Ala) | – | 50-1000 | 1.12 | 35.0 |
| GCE/PAP-(Gly)Cu(L-Arg) | – | 50-1000 | 1.12 | 35.0 |
| (R) HS-BIN-NDI | 0.0018 для S-Atn 0.0024 для R-Atn |
0.005-1.0 | – | – |
| (S) HS-BIN-NDI | 0.0018 для S-Atn 0.0024 для R-Atn |
0.005-1.0 | – | – |
Данные сенсоры обладают высоким пределом обнаружения (C60-modified GCE), узким линейным диапазоном концентраций (n-MCPE), низким значением разности потенциалов (ΔE p) (GCE/CS-SCS-α-CD, GCE/CS-SCS-γ-CD), а также низким коэффициентом энантиоселективности (i p1/i p2) (PE/1,10-ferrocenedimethanol, GCE/PAP-(L-Phe)Zn(L-Phe), GCE/PAP-(Gly)Cu(L-Ala), GCE/PAP-(Gly)Cu(L-Arg), что ограничивает их применение в электрохимическом распознавании энантиомеров Atn.
3. Известны сенсоры для распознавания и определения энантиомеров Atn на основе молекулярного импринтинга (MIP):
- MIP-CPEs [B.-C. Iacob, E. Bodoki, A. Florea, A. E. Bodoki, R. Oprean, Simultaneous enantiospecific recognition of several β-blocker enantiomers using molecularly imprinted polymer-based electrochemical sensor // Anal. Chem., 2015, pp. 1-9],
- MIP-MWCNTs [B.-C. Iacob, E. Bodoki, C. Farcau, L. Barbu-Tudoran, R. Oprean, Study of the molecular recognition mechanism of an ultrathin MIP film-based chiral electrochemical sensor // Electrochimica Acta, 2016, vol. 217, pp. 195-202].
В Таблице 3 представлены аналитические характеристики MIP сенсоров, описанных в литературе.
Таблица 3
| Сенсор | Предел обнаружения, мкмоль | Линейный диапазон определяемых концентраций, мкмоль | i p 1 / i p 2 | Δ E p , мВ |
| MIP-CPEs | 0.0375 | 0.188-18.8 | 1.76 | – |
| MIP-R(+) | 2.70 для S-Atn 0.0375 для R-Atn |
8.0-500 для S-Atn 0.19-19 для R-Atn |
– | – |
Данные MIP-сенсоры имеют сложную методику изготовления и необходимость качественного удаления молекул темплатов для получения воспроизводимых результатов, что является их ключевыми недостатками.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка экспрессного, недорогостоящего, стабильного и высокочувствительного энантиоселективного вольтамперометрического сенсора, обладающего возможностью определять и распознавать энантиомеры Atn в модельных растворах, биологических жидкостях и фармацевтических препаратах с помощью квадратно-волновой вольтамперометрии.
Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности определения содержания отдельных энантиомеров Atn в модельных растворах, биологических жидкостях и в фармацевтических препаратах с использованием квадратно-волновой вольтамперометрии.
Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается за счет применения энантиоселективного вольтамперометрического сенсора на основе пастового электрода из графитированной термической сажи Carboblack C предварительно модифицированной хиральным комплексом никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона ((S)-BPB) и глицина (S)-BPB-NiII-Gly, взятым в соотношении 1 массовая часть комплекса на 100 массовых частей Carboblack C. Предложенное техническое решение отличается тем, что в качестве хирального модификатора использован хиральный комплекс никеля(II) – (S)-BPB-NiII-Gly, преимуществом которого является коммерческая доступность, стабильность на воздухе и в водных растворах, что обеспечивает более длительный срок хранения предложенного сенсора, по сравнению с другими, описанными в литературе (Таблица 1).
Предложенное техническое решение отличается тем, что хиральный модификатор (S)-BPB-NiII-Gly обеспечивает более низкий предел обнаружения, широкий линейный диапазон концентраций, высокий коэффициент энантиоселективности (i p1/i p2), большую разность Red/Ox потенциалов (ΔE p), а также имеет низкую себестоимость, по сравнению с другими хиральными модификаторами, описанными в литературе (Таблица 2).
Предложенное техническое решение отличается тем, что при сопоставимых значениях линейного диапазона определяемых концентраций, энантиоселективность обеспечивается простой процедурой нанесения хирального модификатора (S)-BPB-NiII-Gly на частицы графитированной термической сажи Carboblack C без задействования методики молекулярного импринтинга (Таблица 3).
Предложенный энантиоселективный вольтамперометрический сенсор состоит из не менее трех основных компонентов – тела сенсора, выполненного из цилиндрического политетрафторэтиленного корпуса и платиновой проволоки в качестве электрического коллектора, графитированной термической сажи Carboblack C и хирального модификатора – энантиомерно чистого комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона и глицина (S)-BPB-NiII-Gly, который придает сенсору способность к детектированию аналитического сигнала рацемического (±)-4-[2-гидрокси-3-[(1-метилэтил)амино]пропокси]бензолацетамида. Для связывания модифицированной хиральным комплексом (S)-BPB-NiII-Gly графитированной термической сажи Carboblack С и создания пастообразной массы используется сквалан.
Реализацию предложенного хирального сенсора иллюстрируют следующие примеры.
Методика приготовления CBPE@(S)-BPB-NiII-Gly
Модифицированный пастовый электрод получали тщательным перемешиванием смеси из 1 г графитированной термической сажи Carboblack C и 1 мл раствора модификатора, который готовили из точно взвешенной навески 0.01 г (S)-BPB-NiII-Gly, растворенной в 1 мл хлороформа. Полученную смесь помещали в сушильный шкаф на 15 минут при 50 °C, после чего к полученному образцу добавляли 0.04 г (2 капли) сквалана и тщательно перемешивали.
В Таблице 4 представлены аналитические характеристики предложенного сенсора для распознавания и определения S- и R- энантиомеров Atn (n = 5, P = 0.95).
Таблица 4
| Сенсор | CBPE@( S )-BPB-Ni II -Gly |
| Предел обнаружения, мкмоль | 2.76 для S-Atn 4.51 для R-Atn |
| Линейный диапазон определяемых концентраций, мкмоль | 100-1000 |
| i p1/i p2 | 1.60 |
| ΔE p, мВ | 20 |
| Относительное стандартное отклонение, % | 0.3-0.6 в модельных растворах 1.1-4.1 в плазме крови 1.3-3.5 в моче |
| Правильность, % | 100.4-100.6 в модельных растворах 99.4-102.1 в плазме крови 99.3-100.3 в моче |
| Срок хранения, дни | 20 |
Из представленных в Таблице 4 аналитических характеристик следует, что разработанный энантиоселективный вольтамперометрический сенсор обладает хорошей стабильностью, высоким коэффициентом энантиоселективности (i p1/i p2), разностью потенциалов (ΔE p), а также низким пределом обнаружения, что позволяет проводить высокоточное количественное определение энантиомеров Atn в модельных растворах, биологических жидкостях и в фармацевтических препаратах. Разработанный сенсор характеризуется коммерческой доступностью и низкой стоимостью, простотой изготовления, а также воспроизводимостью результатов анализа.
Claims (1)
- Энантиоселективный вольтамперометрический сенсор на основе пастового электрода, содержащий 1 массовую часть хирального комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона ((S)-BPB) и глицина (S)-BPB-NiII-Gly на 100 массовых частей графитированной термической сажи Carboblack C с возможностью определения и распознавания энантиомеров атенолола в модельных растворах, биологических жидкостях и фармацевтических препаратах с помощью квадратно-волновой вольтамперометрии.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2838602C1 true RU2838602C1 (ru) | 2025-04-21 |
Family
ID=
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104090008A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-10-08 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于介孔氧化硅改性电极的电化学传感器的制备方法 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104090008A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-10-08 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于介孔氧化硅改性电极的电化学传感器的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| YARKAEVA YU. A. et al. VOLTAMMETRIC SENSOR SYSTEM BASED ON CU (II) AND ZN (II) AMINO ACID COMPLEXES FOR RECOGNITION AND DETERMINATION OF ATENOLOL ENANTIOMERS, J. ELECTROANAL. CHEM., v. 903, pp. 115839, 2021. IACOB B.-C. et al. STUDY OF THE MOLECULAR RECOGNITION MECHANISM OF AN ULTRATHIN MIP FILM-BASED CHIRAL ELECTROCHEMICAL SENSOR, ELECTROCHIMICA ACTA, v. 217, pp. 195-202, 2016. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Adane et al. | Highly sensitive and selective electrochemical sensor for the simultaneous determination of tinidazole and chloramphenicol in food samples (egg, honey and milk) | |
| Gürler et al. | Voltammetric behavior and determination of doxycycline in pharmaceuticals at molecularly imprinted and non-imprinted overoxidized polypyrrole electrodes | |
| Babaei et al. | Nanomolar simultaneous determination of levodopa and serotonin at a novel carbon ionic liquid electrode modified with Co (OH) 2 nanoparticles and multi-walled carbon nanotubes | |
| Wang et al. | A novel poly (taurine) modified glassy carbon electrode for the simultaneous determination of epinephrine and dopamine | |
| Cooper et al. | Quantitative determination of catecholamines in individual bovine adrenomedullary cells by reversed-phase microcolumn liquid chromatography with electrochemical detection | |
| Lu et al. | Polymeric nanocomposite electrode for enhanced electrochemical detection of α-lipoic acid: application in neuroinflammation prevention and clinical analysis | |
| CN110398484B (zh) | 一种碳点模拟酶结合荧光探针检测多巴胺的方法 | |
| Peng et al. | Application of a disposable doxorubicin sensor for direct determination of clinical drug concentration in patient blood | |
| US20170082571A1 (en) | Method for detecting l-tyrosine by using graphene-modified graphite pencil electrode system | |
| Ensafi et al. | Simultaneous determination of ascorbic acid, dopamine, and uric acid by differential pulse voltammetry using tiron modified glassy carbon electrode | |
| Peng et al. | Electrochemical determination of theophylline pharmacokinetic under the effect of roxithromycin in rats by the MWNTs/Au/poly-L-lysine modified sensor | |
| CN108061750B (zh) | 基于具有电催化活性的类蛋白质纳米线构建电化学生物传感器用于过氧化氢及葡萄糖检测 | |
| KR20160107464A (ko) | 효소 기반의 전위차법 글루코스 검출용 센서 및 이의 제조방법 | |
| Hua et al. | A highly selective “turn-on” electroanalysis strategy with reduced copper metal–organic frameworks for sensing histamine and histidine | |
| Afrasiabi et al. | A new sensor based on glassy carbon electrode modified with nanocomposite for simultaneous determination of acetaminophen, ascorbic acid and uric acid | |
| RU2838602C1 (ru) | ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ СЕНСОР НА ОСНОВЕ ХИРАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА Ni(II), ИММОБИЛИЗОВАННОГО НА CARBOBLACK C ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ ЭНАНТИОМЕРОВ АТЕНОЛОЛА | |
| Akyüz et al. | Determination of ciprofloxacin in pharmaceutical dosage, human serum and urine, using molecularly imprinted polymer modified electrode by voltammetry | |
| RU2381502C2 (ru) | Способ количественного определения гесперидина методом дифференциальной вольтамперометрии | |
| CN116642936B (zh) | 一种基于共价有机框架纳米通道识别手性风味物质的方法 | |
| Zhang et al. | Poly (O-aminobenzoic acid) modified glassy carbon electrode for electrochemical detection of dopamine in the presence of ascorbic acid | |
| Akbari et al. | Advancements in electrochemical sensor technology for warfarin detection: a comprehensive review | |
| Hadawi et al. | Morphine electrochemical determination using SnO2 nanostructure-modified glassy carbon electrode in the presence of diclofenac | |
| RU2807488C1 (ru) | Хиральный композитный вольтамперометрический сенсор для определения энантиомеров напроксена | |
| CN108732222A (zh) | 一种同时快速检测血液中糖化血红蛋白和糖化血清蛋白的方法 | |
| WO2023030146A1 (zh) | 一种基于铜离子修饰MspA纳米孔的多肽成分分析方法 |