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多巴胺的电化学测定血清中尿酸和抗坏血酸在Sonogel-Carbon半胱氨酸修饰电极

M.Choukairi1,D.Bouchta2,H.Elbouhouti3,得出·德·西斯内罗斯4,I.N.罗德里格斯5。
  1. 研究学生,实验室电化学和界面系统(ERESI),化学系,Facultyof科学大学AbdelmalekEssaA¢di,马€™Hannech二世,距今2121年,93002年,TA©touan,摩洛哥
  2. 教授(博士),实验室电化学和界面系统(ERESI),化学系,教授,大学AbdelmalekEssaA¢di,马€™Hannech二世,距今2121年,93002年,TA©touan,摩洛哥
  3. 教授(博士),部门分析化学理学院,Universitu CA¡diz, Peurto真正的1151年,CA¡diz,西班牙
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文摘

这项工作的目的是提供一个工具,在生物环境中多巴胺的电化学检测和量化的抗坏血和尿的酸(AA, UA)。Sonogel电极改性与半胱氨酸准备工作显示非常了不起的多巴胺的电化学性能测定;获得的结果显示良好的选择性和灵敏度多巴胺、抗坏血酸和尿酸在血清。几个参数对选择性和灵敏度的影响进行了研究和优化。催化电流与多巴胺浓度的反应显示了一个线性关系在100年从10μmμm相关系数为0 9927,检出限10−7 m .改性电极的适用性分析生物液体样品(血清)还演示了。

关键字
多巴胺;血清;尿酸;抗坏血酸;Sonogel-Carbon;半胱氨酸。

介绍
多巴胺(DA)、尿酸(UA)和抗坏血酸(AA)化合物的生物医学的兴趣,玩基本角色在人类代谢[1]。多巴胺(DA)起着重要的作用在中枢神经的功能,肾、激素和心血管系统[2]十分重要的临床重要性来衡量胞外液的DA水平监测和诊断帕金森病神经传递过程。有一个广泛的研究发展的DA量化方法在血液和生物液体。电化学方法已被证明是快速、简单的决心和敏感的神经递质。然而,一个重叠voltametric响应通常是观察因为DA在裸电极的氧化发生的氧化AA和UA在生物组织[3 - 5]。AA礼物在这两种动物和植物王国,是一个至关重要的人类饮食和维生素是非常受欢迎的抗氧化性能。它已经被用于普通感冒的预防和治疗,精神疾病,不孕,癌症和艾滋病[6],高浓度的分子从而增加这些材料的敏感性[13-20]。现在存在一个极大的兴趣的发展和应用sol-gel-derived carbonbased电极电化学应用程序。溶胶-凝胶过程是一种化学合成技术,使氧化的可能性,准备各种各样的化合物的温度远低于传统的方法。
最近,我们中的一些人使用一种新型的graphite-based溶胶-凝胶电极,Sonogel-Carbon电极,这是获得使用高能超声波。经典程序酸催化的合成sol-gel-based电极材料包括酒精溶剂的添加使最初的前体混合均匀和超声波浴几分钟的就业促进水解。相反,通过sonocatalysis,高能超声波抗坏血酸,如34 - 85和570 - 3400 mol / L,分别可以在人血浆和尿液中找到(7、9)。尿酸是嘌呤分解代谢的最终产品主要在人体内。在一个健康的人,正常的尿液的UA水平在毫摩尔范围而在血清在微摩尔的范围[10]。UA水平异常体液中很多痛风等疾病的症状和Lesch-Nyhan综合症。电化学方法已经被证明是一个非常有前途的方法测定AA, DA和UA由于这个bimolecules电活动的本质。但这种方法的主要问题是,在传统的固体电极,AA, DA和UA氧化潜力非常接近彼此重叠伏安响应[11]。此外,这些分析需要非常高的过电压进行电化学氧化在裸电极和电极表面受污染效应进一步的积累氧化产品[12]。近年来一些研究可以促进和优化同时检测这三个应用直接前体,和超声空化实现,用酸性水hydrol-ysis提升只有几秒钟,没有任何额外的溶剂。 Thanks to the phenomenon of ultrasonic cavitations, sol–gel reactions occur in a unique environment, leading to gels with special characteristics. These socalled sonogels are mainly of high density, with a fine texture and homogeneous structure. The mix of sonogel with spectroscopic grade graphite leads to the Sonogel–Carbon electrode [21,22]. The Sonogel–Carbon electrodes show the general good properties of the other CCE’s (Ceramic Carbon Electrodes). Besides, in comparison with other carbon electrodes, they exhibit especially favourable electrochemical properties, such as broad operational range of voltage and very low values of observed charging capacity (Cobs). These electrodes show very favorableelectroanalytical properties for their use as amperometric sensors and, furthermore, they easily permit the incorporation of numerous receptor molecules at the Sonogel–Carbon materials, and the deliberate chemical modification of the electrode surface with a suitable reagent results in the control of the rates and selectivity of electrochemical reactions at the solid/liquid interface [23–27]. In our laboratory The Sonogel–Carbon modified with L-cysteine was used to prepare a novel electrochemical sensor. The objective of this novel electrode modification was to seek new electrochemical performances for detection of epinephrine in the presence of uric acid. The modified electrode had also been applied to the determination of epinephrine and uric acid in biological samples with satisfactory results [28]. In another work this new electrode modification was used to seek new electrochemical performances for the detection of DA. The influence of natural interferents such as AA and UA was explored. The concentration of these strong interferents was increased to a certain level in order to determine to what extent AA and UA may disturb the neurotransmitters electroanalysis. This work shows that the modified electrode offers interesting analytical performances. Optimization of parameters such as the amount of L-cysteine in the Sonogel-Carbon mixture, interference effect, perm-selectivity and mechanical stability of the sensor are discussed. On the other hand the new Sonogel modified electrode has been applied to the determination of dopamine in urine samples with satisfactory results. The proposed sensor is a simple tool for the selective detection of DA, AA and UA in biological samples with good selectivity and sensitivity [29] . In the present work we explore the behavior of Sonogel– Carbon electrodes based on the incorporation of L-cysteine towards the electrochemical oxidation of DA and AA in serum in the presence of high concentrations of UA by different voltammetric techniques such as CV and SWV.

材料和方法
答:Materialsand试剂:
Methyltrimethoxysilane (MTMOS)从默克(Darmstad、德国)、盐酸(HCl)和硫酸(H2SO4)从Panreac(西班牙巴塞罗那)。半胱氨酸(> 99%)的得到了从丙烯酰胺化学公司(瑞士)。UA(99%)购买从σ(西班牙巴塞罗那)、DA和AA从奥尔德里奇(美国密尔沃基),购买和使用。KH2PO4和K2HPO4磷酸缓冲来自丙烯酰胺。所有试剂均为分析纯或更高版本和用作收到没有进一步得到净化。石墨粉(光谱级RBW)从西格里碳素集团(Ringsdorff,德国)。Nanopure水通过twicedistilled水通过Milli-Q系统(18 mΩ-cm,微孔,贝德福德,MA)。玻璃毛细管,身份证,1.15毫米,被用作复合电极的尸体。血清组(A)恒河-(输血中心,得土安,摩洛哥)。
b装置
所有电化学测量执行一个Autolab PGZ301动态- EIS伏安法-法国)。实验进行了三电极电池在室温(25±1◦C)。对电极是铂丝和Ag / AgCl, 3 m氯化钾电极作为参考。毛细管composite-filled作为工作电极。方波伏安法(SWV)和循环伏安法(CV)的电化学技术应用研究的行为Sonogel-Carbon电极。在需要时测量N2气氛下进行。Sonogel碳的合成进行了用大功率超声波发生器、超声发生器3000年从MISONIX(美国纽约MISONIX Inc,法明岱尔)配备了13毫米钛提示提供最大功率600 w。
c . Sonogel电极的制备
准备Sonosol、一般程序如下:500μL MTMOS和100μL 0.2盐酸混合,然后受到声波的作用在5 s的大功率超声波处理器,以这种方式混合是受到超声波空蚀的现象,通过溶胶-凝胶过程开始,避免使用含酒精的溶剂和大幅减少所需的时间得到一个独特的阶段。在下一步中,适量的添加半胱氨酸和石墨粉和Sonosol获得同质的分散。几分钟后,得到的材料开始获得足够的一致性因此很容易填补玻璃毛细血管留下一点额外的混合伸出的玻璃管,以便后续抛光的步骤。24小时后,Sonogel-Carbon Lcysteine复合电极变得坚硬,因此,结构化。坚持开发材料和玻璃之间的非常好。之前使用,电极用1200号砂纸打磨去除额外的复合材料和用称量纸轻轻擦拭。建立了电接触库珀线插入雷竞技网页版毛细管。

结果与讨论
a .剂量的血清中尿酸和验证的技术
首次未稀释的血清样本的检测,测量执行一个电化学的电池体积的20毫升,潜在的范围从-400 mv 800 mv。这种潜在的窗口选择检测的最大血清分子。图1 a (a)展示了一个高峰在220 mV UA和记录另一个峰值记录在590 mV对应于分子黄嘌呤。曲线(b)显示了UA的峰值强度降低由于稀释,和潜在的转向积极的价值60 mV由于降低pH值的峰值对应的消失黄嘌呤是观察到由于稀释的影响。所以我们的研究将在血清样品进行稀释6倍为目的的确定UA的浓度,并与其他化验的结果结束我们的电极的商业价值。后添加不同浓度血清UA的样本稀释6倍(图1 (B)曲线在f) (B),峰值同时获得比获得在一个潜在的稀释血清样本(a)(图一),这些结果证实这个峰值对应于UA,校准曲线显示了线性动态范围从2.10到10.10(5米5米的相关性coeficientR²= 0, 9953。这个范围内的线性回归方程,异丙醇(μA) = 0943 (UA) (10-5M) - 0, 98(μA),使用这个方程考虑稀释,稀释血清尿酸的浓度样本是65μm。来证实这些结果,我们分析的样本稀释血清通过分光光度法和我们获得一个浓度飞往洛杉机的联合航空78班机μm,这个结果非常接近,我们获得的电化学分析。
图像
b分离DA和血清UA的电化学反应
曲线在图2(一个)显示的循环voltammograms 4μm DA和UA,在未经修改的Sonogel-Carbon (A)和5%半胱氨酸Sonogel-Carbon改性电极(b)分别在血清样本。两大高峰持续的扫描和卷积得到的氧化峰同时测定的选择性和灵敏度有限DA和UA 5%半胱氨酸Sonogel-Carbon Sonogel-Carbon表面改性电极显示修改与半胱氨酸解决合并后的伏安峰在185年和350年两个教条的氧化峰mv DA和UA,分别。两个氧化峰的分离允许DA和UA的同时测定血清的解决方案。相同的催化行为是观察到的SW voltammograms获得血清含有DA和UA的混合物。在145年和280年两个阳极峰mV得到修改后的电极;SWV被选为后续studies.Fig电化学技术。3displays the SWC obtained for the different concentrations of DA in the presence of UA in serum at 5% L-cysteine Sonogel-Carbon modified electrode. Oxidation peaks with adequate resolution for both compounds were obtained, using 5% L-cysteine Sonogel-Carbon modified electrode. The oxidation peak current of DA has built up linearly (R² = 0, 9927) with increasing concentration in the range of 10 to 100 μM, whereas the voltammetric peak current of UA remained the same. Detection limit were estimated to be 10-7M for DA in serum.
图像
c . Interferee研究DA和AA和血清UA
AA, DA和血清UA共存和其他额外的细胞体液和所有这些双分子的电化学。因为他们几乎类似的氧化电位在大多数的传统固体电极,选择性测定的三元混合物在电化学研究中具有十分重要的意义。图4 (A)展示了简历曲线记录使用三元混合物的20μm哒,AA, 1毫米和6毫米UA (A)修改的电极和(b) 5%半胱氨酸Sonogel-Carbon修饰电极在血清样本。清晰的图,修改的电极,阳极峰的AA, DA和UA完全合并,从而提供一个广泛和重叠峰(曲线)。当5% Lcysteine Sonogel-Carbon修饰电极在相同条件下,使用AA, DA和UA氧化峰值明显-63 mV, 174 mV和350 mV分别(曲线b)。阳极峰值计算潜在的分离是237 mV AA和DA之间,276 mV DA和UA之间和413 mV AA和UA之间。5%半胱氨酸Sonogel-Carbon修饰电极的电化学行为对AA, DA和UA的三元混合物SWV进一步研究模式。图4 b显示了SWV曲线记录使用三元混合物的20μm哒,1毫米AA和6毫米盟的血清血清样本(pH7)。在裸电极和修改。从这个数字很明显,在修改的电极,AA的氧化峰,DA和UA重叠(曲线)。另一方面,阳极峰的三个分析物很好地解决在5%半胱氨酸Sonogel-Carbon修改与峰值电位电极−50 mV, AA 140 mV和280 mV,分别达和UA(曲线b)。相应的峰值潜在的分离190 mV, AA-DA 140 mV和330 mV,分别DA-UA和AA-UA。因此,阳极峰之间的分离程度的AA, DA和UA,在简历和SWV模式取得足够大的选择性,同时测定DA和UA的高浓度的AA。
图像
d .检测不同浓度的血清中多巴胺AA和UA的存在
初步的简历和SWV的研究表明5%半胱氨酸Sonogel-Carbon改性电极电化学氧化反应有显著的催化活性的AA, DA和UA相比,修改的电极。我们进一步研究了电化学行为的三个分析物在优化条件下二元和三元混合物SWV模式。二元混合物,他们不干涉彼此的检测。图5显示SWV氧化曲线的各种DA浓度在1毫米AA和UA血清样本(pH7)稀释6次磷酸盐缓冲剂在5%半胱氨酸Sonogel-Carbon修饰电极。从图可以看出,DA阳极峰电流的增加线性增加DA浓度范围内的10 - 100μm AA和UA的存在。相应的线性函数是异丙醇(DA)(μA) = 0, 4404 + 0, 0648 ((DA) /μM) (R²= 0, 9927)。SWV结果表明,测定血清中DA在AA的存在可能的阳极电流的峰值这些分析是否很好地分开。此外,线性回归直线的斜率DA标定图的三元混合物几乎相等,表明他们不会相互干扰
图像

结论
5%半胱氨酸Sonogel-Carbon改性电极显示高electrocatalytic活动对DA AA的氧化和人类血清UA和阻止5%半胱氨酸Sonogel-Carbon修饰电极表现出高electrocatalytic活动向氧化的DA AA和人类血清UA和决心在同一媒介DA在UA和AA可以进行良好的选择性和灵敏度。此外,UA和AA在人类血清浓度高于生理水平,显示没有干扰DA测量在微摩尔的水平。由于有吸引力的电化学和结构属性,5%半胱氨酸Sonogel-Carbon改性电极有望成为一种很有前途的设备实际样品生物传感器应用在生物介质。

确认
这项工作在实验室进行Electrochimie和SystemesInterfaciaux (ERESI),化学系,教授,大学AbdelmalekEssaadi得土安,摩洛哥与协作部门的分析化学教师科学、加的斯、西班牙加的斯大学。特别关于实验室分析ibnnafis医疗、街道youssefibntachafin一楼tetouan-Morocco血清UA的化学分析。

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