RU2853788C1 - Способ получения мультисенсорной системы для идентификации энантиомеров атенолола - Google Patents
Способ получения мультисенсорной системы для идентификации энантиомеров атенололаInfo
- Publication number
- RU2853788C1 RU2853788C1 RU2025125244A RU2025125244A RU2853788C1 RU 2853788 C1 RU2853788 C1 RU 2853788C1 RU 2025125244 A RU2025125244 A RU 2025125244A RU 2025125244 A RU2025125244 A RU 2025125244A RU 2853788 C1 RU2853788 C1 RU 2853788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- atenolol
- enantiomers
- mixture
- sample
- sensor
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области аналитической химии, а именно к сенсорной системе распознавания энантиомеров атенолола. Способ получения мультисенсорной системы из двух сенсоров с перекрестной чувствительностью на основе пастового электрода, модифицированного комплексами никеля (II) включает получение первого сенсора путем тщательного перемешивания смеси из 1 г графитированной термической сажи Carboblack C и 1 мл раствора модификатора, который готовят из точно взвешенной навески 0,01 г комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона и глицина (S)-Ni1, растворенной в 1 мл хлороформа. Полученную смесь помещают в сушильный шкаф на 15 минут при 50°С, после чего к полученному образцу добавляют 0,04 г сквалана и тщательно перемешивают. Второй сенсор получают путем тщательного перемешивания смеси из 1 г графитированной термической сажи Carboblack C и 1 мл раствора модификатора, который готовят из точно взвешенной навески 0,01 г комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона и (S)-2-аминогептановой кислоты (S,S)-Ni2, растворенной в 1 мл хлороформа. Полученную смесь помещают в сушильный шкаф на 15 минут при 50°С, после чего к полученному образцу добавляют 0,04 г сквалана и тщательно перемешивают. Получают массив производимых системой вольтамперометрических данных, обрабатывают полученные данных методами МГК и SIMCA. Техническим результатом является разработка способа получения мультисенсорной системы для распознавания энантиомеров атенолола без сложной процедуры пробоподготовки. 5 табл.
Description
Изобретение относится к области электроаналитической химии, а именно к распознаванию энантиомеров атенолола в модельных растворах и в фармацевтических препаратах без предварительного его выделения из таблетированных форм.
Эффективность и безопасность атенолол-содержащих фармацевтических препаратов напрямую зависят от их энантиомерной чистоты, так как только S-энантиомер проявляет терапевтическую активность, поэтому современной тенденцией улучшения качества лекарств является замена рацемической субстанции на энантиомерно чистое действующее вещество. В связи с этим необходим экспрессный, высокоэффективный и экономичный способ контроля энантиомерной чистоты атенолол-содержащих фармацевтических препаратов, особенно учитывая их широкое применение. Применение мультисенсорного подхода представляет собой перспективное решение для обеспечения контроля качества препаратов атенолола.
1. Известны способы получения сенсоров для определения атенолола на основе модифицированных стеклоуглеродных электродов (СУЭ), в которых в качестве модификаторов использованы: фуллерен C60 [R.N. Goyal, S.P. Singh, Voltammetric determination of atenolol at C60-modified glassy carbon electrodes // Talanta, 2006, Vol. 69, pp. 932–937]; композиты альфа-, бета-, гамма-циклодекстринов (a-CD, b-CD, g-CD) с полиэлектролитным комплексом хитозан-сукцинамид хитозана [R.A. Zilberg, V.N. Maistrenko, L.R. Kabirova, 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]; композиты полиариленфталида и хиральных аминокислотных комплексов меди (II) и цинка (II) – глицин-L-аланинат и глицин-L-аргинат меди (II), бис-L-фенилаланинат цикнка (II) [Y.A. Yarkaeva, V.N. Maistrenko, L.R. Zagitova, M.I. Nazyrov, 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]. Характеристики данных сенсоров: коэффициент энатиоселективности (i p1/i p2), разница потенциалов (∆E p), стабильность и возможность распознавания природы энантиомеров атенолола представлены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики сенсоров на основе стеклоуглеродных электродов.
| Сенсор | i p1/i p2 | ∆E p, мВ | Стабильность, дни | Распознавание энантиомеров по природе / количество сенсоров в мультисенсорной системе |
| СУЭ/С60 | - | - | 3 | - |
| СУЭ/CS-SCS-a-CD | 1.41 | 10.0 | - | Да / 3 |
| СУЭ/CS-SCS-b-CD | 1.58 | 20.0 | - | Да / 3 |
| СУЭ/CS-SCS-g-CD | 1.40 | 10.0 | - | Да / 3 |
| СУЭ/PAP-(L-Phe)Zn(L-Ala) | 1.09 | 40.0 | - | Да / 3 |
| СУЭ/PAP-(Gly)Zn(L-Ala) | 1.12 | 35.0 | - | Да / 3 |
| СУЭ/PAP-(Gly)Zn(L-Arg) | 1.12 | 35.0 | - | Да / 3 |
Недостатками данных сенсоров являются низкая стабильность, необходимость использования трехсенсорной системы для распознавания энантиомеров, а также ошибки первого и второго рода при распознавании природы энантиомеров атенолола.
2. Известны способы получения сенсоров для определения атенолола на основе пастового электрода (ПЭ), в которых использованы модификаторы различной природы: наночастицы золота (GN) [M. Behpour, E. Honarmand, S. M. Ghoreishi, Nanogold-modified Carbon Paste Electrode for the Determination of Atenolol in Pharmaceutical Formulations and Urine by Voltammetric Methods // Bulletin of the Korean Chemical Society, 2010, Vol. 31, No. 4, pp. 845–849]; природный ильменит (I) [Broli, Nevila, Vasjari, Majlinda, Vallja, Loreta, Duka, Sonila, Shehu, Alma and Cenolli, Sadik, Electrochemical determination of atenolol and propranolol using a carbon paste sensor modified with natural ilmenite // Open Chemistry, 2021, Vol. 19, No. 1, pp. 875-883]; композит наночастиц оксида титана (IV) (TiO2) и оксида графена (rGO) [Hoxha E, Broli N, Vasjari M, Cenolli S., An Electrochemical Sensing Platform Based on a Carbon Paste Electrode Modified with a Graphene Oxide/TiO2 Nanocomposite for Atenolol Determination // Engineering Proceedings, 2024, Vol. 73, No. 1, p. 1]; комплекс N-4,4'-азодианилин ферроценила (ADAF) и многостенные углеродные нанотрубки (MWCNT) [M. Taei , F. Hasanpour and M. Shavakhi, Application of N-4,4'-azodianiline(ferrocenyl Schiff base) for electrocatalytic determination of atenolol on modified carbon paste electrode // Iranian Chemical Communication, 2015, Vol. 3, No.6, pp. 16-25]. Характеристики данных сенсоров: коэффициент анатиоселективности (i p1/i p2), разница потенциалов (∆E p), стабильность и возможность распознавания природы энантиомеров атенолола представлены в таблице 2.
Таблица 2. Аналитические характеристики сенсоров на основе пастовых электродов.
| Сенсор | i p1/i p2 | ∆E p, мВ | Стабильность, дни | Распознавание энантиомеров по природе |
| ПЭ/GN | - | - | 7 | - |
| ПЭ/I | - | - | - | - |
| ПЭ/rGO/TiO2 | - | - | - | - |
| ПЭ/ADAF/MWCNT | - | - | - | - |
| ПЭ/1,10- ферроцендиметанол | 1.16 | 30 | - | - |
Недостатками данных сенсоров являются низкая стабильность и невозможность распознавания энантиомеров атенолола большинством сенсоров.
Задачей и техническим результатом предлагаемого изобретения является разработка способа получения мультисенсорной системы на основе доступного, состоящей из двух вольтамперометрических сенсоров на основе пастовых электродов с перекрестной чувствительностью и сочетающую обработку массива производимых системой вольтамперометрических данных методом главных компонент (МГК) и методом формального независимого моделирования аналогий классов (SIMCA), с обеспечением распознавания энантиомеров атенолола по их природе с помощью дифференциально-импульсной вольтамперометрии (ДИВ) без сложной процедуры пробоподготовки.
Поставленная задача решается, а указанный технический результат достигается способом получения мультисенсорной системы из двух сенсоров с перекрестной чувствительностью на основе пастового электрода, модифицированного комплексами никеля (II), включающим получение первого сенсора путем тщательного перемешивания смеси из 1 г графитированной термической сажи Carboblack C и 1 мл раствора модификатора, который готовят из точно взвешенной навески 0.01 г комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона и глицина (S)-Ni1 растворенной в 1 мл хлороформа, полученную смесь помещают в сушильный шкаф на 15 минут при 50°С, после чего к полученному образцу добавляют 0.04 г сквалана и тщательно перемешивают; получение второго сенсора путем тщательного перемешивания смеси из 1 г графитированной термической сажи Carboblack C и 1 мл раствора модификатора, который готовят из точно взвешенной навески 0.01 г комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона и (S)-2-аминогептановой кислоты (S,S)-Ni2 растворенной в 1 мл хлороформа, полученную смесь помещают в сушильный шкаф на 15 минут при 50 °С, после чего к полученному образцу добавляют 0.04 г сквалана и тщательно перемешивают; получение массива производимых системой вольтамперометрических данных, обработка полученных данных методами МГК и SIMCA.
Предложенное техническое решение отличается тем, что в качестве модификаторов для вольтамперометричеких сенсоров использованы комплексы никеля (S)-Ni1 и (S,S)-Ni2, преимуществом которых является коммерческая доступность, стабильность на воздухе и в водных растворах, что обеспечивает более длительный срок хранения, а также перекрестная чувствительность к анализируемым энантиомерам атенолола. Для хемометрической обработки использовали доступные и нетребовательные к вычислительным ресурсам методы МГК и SIMCA.
Предложенная мультисенсорная система представляет собой комплекс пастовых электродов в сочетании с необходимыми химическими компонентами, которые придают сенсору способность селективно детектировать аналитический сигнал энантиомеров атенолола. Вольтамперометрические сенсоры содержат не менее трех основных компонентов – тело сенсора, выполненного из цилиндрического политетрафторэтиленного корпуса и платиновой проволоки в качестве электрического коллектора, графитированной термической сажи Carboblack C и хирального модификатора, которые придают сенсору способность к селективному детектированию аналитического сигнала энантиомеров атенолола. Перекрестная чувствительность к энантиомерам атенолола, обеспечивается использованием хиральных селекторов – энантиомерно чистых комплексов никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона и глицина (S)-Ni1 и (S)-2-аминогептановой кислоты (S,S)-Ni2. Для связывания модифицированной хиральным комплексом графитированной термической сажи и создания пастообразной массы используется сквалан. Способность к распознаванию энантиомеров атенолола по их природе достигается с помощью хемометрической обработки вольтамперометрических данных методами МГК и SIMCA. Применение МГК позволяет относить образцы по природе энантиомеров на основе корреляционных зависимостей между образцами. SIMCA оценивает эффективность распознавания, а также определяет значения ошибок распознавания первого и второго рода. Таким образом, именно комбинация из МГК и SIMCA позволяет добиться эффективного распознавания энантиомеров атенолола по их природе.
Реализацию предложенного массива вольтамперометирческих сенсоров иллюстрируют следующие примеры:
1) Методика приготовления ПЭ/(S)-Ni1
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 комплекса (S)-Ni1 растворенной в 1 мл хлороформа. Полученную смесь помещали в сушильный шкаф на 15 минут при 50 °С, после чего к полученному образцу добавляли 0.04 г сквалана и тщательно перемешивали.
2) Методика приготовления ПЭ/(S,S)-Ni2
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 комплекса (S,S)-Ni2 растворенной в 1 мл хлороформа. Полученную смесь помещали в сушильный шкаф на 15 минут при 50 °С, после чего к полученному образцу добавляли 0.04 г сквалана и тщательно перемешивали.
Таблица 3. Аналитические характеристики предложенных сенсоров для распознавания и определения энантиомеров атенолола (n = 5, P = 0.95).
| Сенсор | i p1/i p2 | ∆E p, мВ | Стабильность, дни | Распознавание энантиомеров по природе |
| ПЭ/(S)-Ni1 | 1.60 | 20.0 | 20 | Да |
| ПЭ/(S,S)-Ni2 | 1.52 | 20.0 | 20 | Да |
Из представленных в Таблице 3 аналитических характеристик следует, что разработанные энантиоселективные вольтамперометрические сенсоры обладают хорошей стабильностью, высоким коэффициентом энантиоселективности (i p1/i p2), разностью потенциалов (∆E p), а также возможностью распознавания энантиомеров атенолола по их природе. Разработанные сенсоры характеризуются низкой стоимостью, простотой изготовления, а также стабильностью результатов.
На основе разработанных вольтамперометрических сенсоров сформирована мультисенсорная система для распознавания энантиомеров атенолола по их природе. Мультисенсорная система позволяет добиться перекрестной чувствительности, а в комбинации с хемометрической обработкой данных открывает возможность определения энантиомеров атенолола. Для проверки системы были использованы модельные растворы чистых энантиомеров атенолола и их рацемической смеси.
Таблица 4. Результаты SIMCA классификации 1 мМ модельных растворов энантиомеров атенолола на фоне фосфатного буферного раствора с pH=6.86 (n = 15, P = 0.95) при скорости сканирования потенциала 20 мВ/с на односенсорных системах (ПЭ/(S)-Ni1; ПЭ/(S,S)-Ni2).
Таблица 5. Результаты SIMCA классификации 1 мМ модельных растворов энантиомеров атенолола на фоне фосфатного буферного раствора с pH=6.86 (n = 15, P = 0.95) при скорости сканирования потенциала 20 мВ/с на двухсенсорной системе ПЭ/(S)-Ni1 и ПЭ/(S,S)-Ni2.
Из предоставленных в таблицах 4 и 5 данных SIMCA классификации следует, что необходимая и достаточная эффективность определения энантиомеров атенолола достигается при использовании мультисенсорной системы из 2 сенсоров. Данные в таблице 4 свидетельствуют об ошибках первого и второго рода при идентификации с использованием односенсорных систем. При идентификации энантиомеров с использованием двухсенсорной системы исключаются ошибки первого и второго рода. Таким образом, для успешной идентификации энантиомеров атенолола необходимо использование двухсенсорной системы.
Claims (1)
- Способ получения мультисенсорной системы из двух сенсоров с перекрестной чувствительностью на основе пастового электрода, модифицированного комплексами никеля (II), включающий получение первого сенсора путем тщательного перемешивания смеси из 1 г графитированной термической сажи Carboblack C и 1 мл раствора модификатора, который готовят из точно взвешенной навески 0,01 г комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона и глицина (S)-Ni1, растворенной в 1 мл хлороформа, полученную смесь помещают в сушильный шкаф на 15 минут при 50°С, после чего к полученному образцу добавляют 0,04 г сквалана и тщательно перемешивают; получение второго сенсора путем тщательного перемешивания смеси из 1 г графитированной термической сажи Carboblack C и 1 мл раствора модификатора, который готовят из точно взвешенной навески 0.01 г комплекса никеля(II) на основе (S)-2-(N-бензилпролил)аминобензофенона и (S)-2-аминогептановой кислоты (S,S)-Ni2, растворенной в 1 мл хлороформа, полученную смесь помещают в сушильный шкаф на 15 минут при 50°С, после чего к полученному образцу добавляют 0,04 г сквалана и тщательно перемешивают; получение массива производимых системой вольтамперометрических данных, обработку полученных данных методами МГК и SIMCA.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2853788C1 true RU2853788C1 (ru) | 2025-12-26 |
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 |
|---|
| HOXHA E, BROLI N, VASJARI M, CENOLLI S. AN ELECTROCHEMICAL SENSING PLATFORM BASED ON A CARBON PASTE ELECTRODE MODIFIED WITH A GRAPHENE OXIDE/TIO2 NANOCOMPOSITE FOR ATENOLOL DETERMINATION, ENGINEERING PROCEEDINGS, v. 73, no. 1, 2024. YARKAEVA Y.A., MAISTRENKO V.N. ZAGITOVA L.R, NAZYROV M.I., BERESTOVA T.V. 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. TAEI M., HASANPOUR F., SHAVAKHI M. APPLICATION OF N-4,4'-AZODIANILINE(FERROCENYL SCHIFF BASE) FOR ELECTROCATALYTIC DETERMINATION OF ATENOLOL ON MODIFIED CARBON PASTE ELECTRODE, IRANIAN CHEMICAL COMMUNICATION, v. 3, no. 6, pp. 16-25, 2015. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Goyal et al. | Electrochemical sensor for the determination of dopamine in presence of high concentration of ascorbic acid using a fullerene‐C60 coated gold electrode | |
| Pundir et al. | Biosensors for determination of D and L-amino acids: A review | |
| 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 | |
| KR102423250B1 (ko) | 효소 기반의 전위차법 글루코스 검출용 센서 및 이의 제조방법 | |
| Chen et al. | Recent advances on bioreceptors and metal nanomaterials‐based electrochemical impedance spectroscopy biosensors | |
| Satyanarayana et al. | Multiwall carbon nanotube ensembled biopolymer electrode for selective determination of isoniazid in vitro | |
| Amini et al. | Electrocatalytic determination of traces of insulin using a novel silica nanoparticles-Nafion modified glassy carbon electrode | |
| Temerk et al. | Adsorptive stripping voltammetric determination of anticancer drug lomustine in biological fluids using in situ mercury film coated graphite pencil electrode | |
| Yousef et al. | Nanomaterial-based label-free electrochemical aptasensors for the detection of thrombin | |
| Xu et al. | Advancements in brain research: The in vivo/in vitro electrochemical detection of neurochemicals | |
| Beitollahi et al. | The development of a disposable voltammetric sensor based on two-dimensional leaf-like ZIF-L (Zn) modified screen-printed graphite electrode for the simultaneous analysis of uric acid, dopamine and theophylline | |
| Uygun et al. | Biosensor Technologies | |
| Feng et al. | Direct electrochemical detection of guanosine-5′-monophosphate at choline monolayer supported and gold nanocages functionalized carbon nanotubes sensing interface | |
| Ansari et al. | Nanostructured metal oxides based enzymatic electrochemical biosensors | |
| Harold Díaz et al. | Molecularly Imprinted Polypyrrole for the selective detection of Dopamine and Serotonin | |
| Sanz et al. | Disposable superoxide dismutase biosensors based on gold covered polycaprolactone fibers for the detection of superoxide in cell culture media | |
| Saputra et al. | Chitosan-based electrochemical biosensors for lung cancer detection: a mini-review | |
| Wei et al. | Bovine serum albumin‐coated titanium dioxide modified electrochemical interface for enantioselective discrimination of D/L‐aspartic acid | |
| Dong et al. | An electrochemical sensor based on molecularly imprinted poly (o-phenylenediamine) for the detection of thymol | |
| Li et al. | PdPtCu mesoporous nanocube-based electrochemical sandwich immunosensor for detection of HIV-p24 | |
| RU2853788C1 (ru) | Способ получения мультисенсорной системы для идентификации энантиомеров атенолола | |
| Wang et al. | Efficient electrochemical coupling of aptamer to nanoelectrode for in situ detection of ATP in single cells | |
| Manjunatha et al. | Cetyltrimethylammonium bromide-gold nanoparticles composite modified pencil graphite electrode for the electrochemical investigation of cefixime present in pharmaceutical formulations and biology | |
| Akyüz et al. | Determination of ciprofloxacin in pharmaceutical dosage, human serum and urine, using molecularly imprinted polymer modified electrode by voltammetry | |
| CN108918623A (zh) | 一种基于锌基金属有机骨架材料和纳米金复合材料的电化学酶传感器的制备方法和应用 |