文摘

修改玻璃碳电极已经由沉积的functionalised微碳纳米管(热合)其次是形成聚(尼罗河蓝色)(PNB)电影electropolymerisation,使用潜在的自行车0.1磷酸缓冲溶液(PBS)在pH值6.0。卡比多巴的电化学氧化(CD)和benserazide (BS)这些碳管/ PNB-modified电极研究了使用循环和微分脉冲伏安法在0.1 M PBS在不同的pH值在5.0和8.0之间;CD和BS给循环伏安法diffusion-controlled不可逆氧化峰。进行了分析描述的CD和BS 0.1 PBS, pH值5.0。峰值电流在微分脉冲伏安法线性浓度范围的来乳糜泻和来M b。方法的精度,重复性和准确性也被调查。较高的敏感性和较低的检测极限,为1.17μCD和0.50米μM b,这个新修改了电极与先前的研究在文献中报道。

1。介绍

多巴脱羧酶抑制剂用于治疗帕金森病的一部分。帕金森病(PD)是一种退化性疾病的中枢神经系统,影响运动,肌肉控制,平衡,和其他功能。最明显的症状是电机相关的诸如地震、刚度、缓慢运动,姿势不稳定(1,2]。目前还没有治疗帕金森症的方法。然而,药物用于提高PD患者的大脑中多巴胺含量,以这种方式减缓疾病的进展,因为电机是由缺乏多巴胺产生的症状。主要用于帕金森病药物左旋多巴,多巴胺受体激动剂,缺氧抑制剂(3]。

使用左旋多巴治疗包括被转化为多巴胺和增加其在中枢神经系统。然而,只有5 - 10%的左旋多巴穿过血脑屏障,剩下的是多巴胺脱羧的新陈代谢才能进入大脑,导致各种副作用。卡比多巴,(2年代4-dihydroxyphenyl) 3 - (3) 2-hydrazino-2-methylpropanoic酸,和benserazide 2-amino-3-hydroxy-N′- (2、3、4-trihydroxybenzyl) propanehydrazide(计划1)的左旋多巴脱羧酶抑制剂无法穿过血脑屏障,与左旋多巴治疗PD结合使用。他们阻止左旋多巴的羧化作用才能进入大脑,减少副作用当使用高剂量的左旋多巴(4,5]。

高分子染料,如吩噻嗪类、吩嗪和吩恶嗪最近发现吸引力氧化还原介质表面的固体电极(6,7]。这些染料可以从水溶液electropolymerised获得电化学聚合物。由此产生的聚合物有很多优势,如简单的一步制备、高稳定性和重现性。因此,他们可以作为传感器和生物传感器的电化学特征的调查一些羧酸(8]和NADH [9,10]。

蓝色尼罗河(NB),吩恶嗪染料之一,是一个著名的水溶性电活性分子。电化学聚合的NB给半导体保利(尼罗河蓝色)(PNB)电影。PNB已被用来作为中介的electrocatalytic氧化烟酰胺辅酶NADH和NADPH11,12),也用于生物燃料电池(13]。

单碳纳米管(SWCNT)和微(MWCNT)有一个极大的兴趣是因为它们的属性,如高导电性、化学稳定性、高表面积,和不溶性溶剂(14,15]。碳纳米管的独特和一维结构导致他们用于传感器和生物传感器(16- - - - - -19]。碳纳米管也被用于导电聚合物作为氧化还原介质获得新的修饰电极具有良好的电气和机械性能(20.,21]。

这项工作的目的是开展调查和分析测量卡比多巴(CD)和benserazide (BS), anti-Parkinsonian代理人,以修改后的玻璃碳电极(GC)通过使用循环伏安法(CV)和微分脉冲伏安法(第一项)。修改是实现第一次与functionalised微碳纳米管表面的GC电极。蓝色尼罗河当时electropolymerised MWCNT-modified电极上的循环伏安法。CD和BS的分析测量是在MWCNT / PNB-modified电极选择支持电解质。CD和BS比较的结果。

2。实验

2.1。试剂

蓝色尼罗河和N, N-dimethylformamide (DMF)购买的丙烯酰胺(瑞士)。卡比多巴(CD,≥98%,:226.23克/摩尔)和benserazide(废话,≥98%,:293.70克/摩尔)来自σ(美国),和硝酸是Riedel-de Haen(德国)。他们使用前未经纯化。

美国微碳纳米管来自nonalab ~ 95%纯度,30±10 nm直径和1 - 5μ米的长度。为羧酸盐functionalisation, 120毫克的MWCNT搅拌10毫升的3 M硝酸在室温下24小时。固体产品过滤,然后用nanopure洗水,直到滤液成为接近中性(pH值≈7),干24小时的80°C。

磷酸盐缓冲剂的解决方案(pbs),离子强度0.1米,与不同的pH值用于electropolymerisation NB和支持电解质的CD和BS。他们准备从钠di-hydrogenphosphate di-sodium hydrogenphosphate (Riedel-de-Haen、德国),并调整pH值与5 M氢氧化钠(Riedel-de一点儿,德国)的解决方案。

股票的解决方案的CD和BS (米)在nanopure准备水和存储在黑暗和+ 4°C。工作解决方案的CD和BS伏安实验由直接稀释股票的解决方案之前选择的支持电解质使用。

微孔Milli-Q nanopure水(电阻率≥18 MΩ厘米)和分析试剂用于制备的解决方案。

2.2。仪表

三电极电化学细胞用于伏安实验。它包含一个玻璃碳(GC)工作电极直径5.5毫米,铂箔作为对电极,饱和甘汞电极(SCE)作为参考。使用计算机控制测量进行μ-Autolab II型稳压器/恒流器与gp 4.9软件(Metrohm-Autolab、荷兰)。

pH值测量进行了在室温下CRISON 2001 micro-pH计。

2.3。修改GC电极MWCNT和PNB

修改GC电极实现了functionalised MWCNT和PNB电影。在修改之前,GC电极与钻石抛光喷(钡镁合金国际有限公司、英国)1μ米颗粒大小,然后用Milli-Q nanopure水和用nanopure水冲洗。

的functionalised碳管分散在DMF(毫克/加载0.2%μ左)和用近4 h获得均匀的混合物。然后,20μL 0.2% MWCNT / DMF分散掉了GC电极表面直接使用微量吸液管和干在室温下过夜。

NB electropolymerised到MWCNT涂料(MWCNT / PNB表示)的潜在地区自行车−0.6 + 1.2 V的扫描速率和SCE 50 mV⁻¹在0.1 M PBS NB的pH值6.0包含0.5毫米。最优数量的周期electropolymerisation NB的被发现5。聚合后,MWCNT / PNB-modified电极是24小时在室温下干燥。

2.4。分析方法

为分析化验,所有解决方案都是刚做好实验前和保护的光。测量进行了使用微分脉冲伏安法(第一项)在室温(25±1°C)。第一项技术的校准方程由策划对CD或BS浓度峰值电流。

验证的研究方法进行了强度,精度,精度分析五个复制样品(22,23]。

3所示。结果与讨论

3.1。蓝色尼罗河的电化学聚合

Electropolymerisation NB的pH值在0.1 M PBS进行6.0包含0.5毫米NB的潜在循环MWCNT-modified电极。这些聚合条件选择根据pH值5 - 8之间的详细研究,这表明这些条件导致了聚合物与最好的电化学行为,最明确的伏安峰和最稳定的PNB电影(24]。五个周期被用于NB的聚合,自厚PNB电影,获得超过5周期,热合涂料,导致不稳定的表面修饰符(电影24]。

循环voltammograms NB聚合期间及之后给了两个氧化还原夫妇:氧化/还原峰NB单体和聚合物在PNB−0.4 V和0.0 V,分别。~ 0.9 V的不可逆氧化峰是由于单体自由基的形成(图1)。峰值电流的electropolymerisation NB MWCNT涂料远高于上表面的GC电极,因为修改MWCNT导致一个更大的电活性面积(15,24,25]。

3.2。CD和BS修饰电极的电化学行为

CD和BS的电化学氧化行为进行了研究使用循环伏安法(CV)与碳管/ PNB-modified电极在0.1 M PBS在不同pH值在5.0和8.0之间。更多的解决方案没有使用酸性的缓冲区,因为PNB电影在媒体的酸性比不稳定pH值5.0和媒体导致分解CD和BS。

简历的测量是在−0.3 V和0.5 V之间的地区,在正方向的扫描速率扫描50 mV⁻¹在0.1 PBS pH值5.0,6.0,7.0和8.0包含100μM CD或b;典型的循环voltammograms如图2。CD和BS给了一个广泛的氧化峰所有pH值测试。乳糜泻的氧化峰和BS 286和198 mV与南加州爱迪生公司在0.1 PBS pH值5.0。一个很小的阴极反应观察扫描反演在大约210 mV CD,但只有在缓冲溶液pH值5.0。没有对应的氧化减少BS -扫描观察。这些结果证明了不可逆转的CD和BS氧化过程的性质。乳糜泻的山峰和BS第二,后来下降周期,由于阻塞吸附表面的修饰电极(图3)。

pH值的影响潜在的峰值和峰值电流研究pH值在5.0,6.0,7.0,和8.0使用简历和第一项。因为简历看到的pH值的变化与第一项类似,只有第一项图所示的结果4。这两种技术表明,潜在的阳极过程的峰值搬到更少的pH值增加积极的潜力CD和BS。

阳极峰电位给负斜率的线性依赖pH值63.5 mV / pH值(相关系数0.996)和63.2 mV / pH值为CD和BS(相关系数0.997),分别4。这些斜率值接近的理论价值59 mV / pH值,如果获得质子和电子的数量参与氧化过程是相等的(6,26]。乳糜泻的pH值和峰值电流之间的关系,废话也被调查。最大峰值电流和得到更好的峰形状在0.1 PBS pH值5.0 CD和pH值7.0 b。然而,b不稳定在pH值为7.0足够的时间来完成所有的研究。因此,磷酸缓冲在pH值5.0作为支持电解质分析描述CD和BS。

扫描速率进行了研究范围之间的5和200 mV⁻¹通过简历进一步评估CD的电化学氧化和BS。氧化峰电位转移到更积极的潜力约132 mV的CD和BS 127 mV当扫描速率增加。线性情节没有观察到在这个范围内没有情节的阳极峰电流与扫描速率也与扫描速度的平方率,表明一个更复杂的行为。出于这个原因,情节峰值电流的对数,与扫描速率的对数,构造了CD和BS,斜率为0.5意味着diffusion-controlled过程和1.0意味着adsorption-controlled或surface-confined电极过程(27]。这些情节显示相同的CD和BS的倾向。较低的扫描速度,≤50 mV⁻¹斜率的情节与接近0.5,表明扩散控制,然后开始增加,这表明吸附或薄层影响是对观察到的行为开始产生影响。这可以解释说考虑修饰层的多孔性质的分析物扩散:响应是由于氧化物种从本体溶液扩散,这些物种在多孔结构(类似于surface-confined物种)。随着扫描速率的增加,扩散时间尺度的减小和后者的贡献比例更为重要。

塔菲尔情节(与)被吸引的扫描速率5 mV⁻¹开始在0.1米的稳态潜在PBS pH值5.0 CD和BS (27]。的拦截情节给了交换电流密度()值μ一个厘米⁻²和μ一个厘米⁻²分别为CD和BS。这些值证实了氧化反应的不可逆性CD和BS。

3.3。分析方法的验证

微分脉冲伏安法(第一项)是一种有效的选择性和敏感的技术,适用于测定有机药物化合物在低检测极限(28- - - - - -30.]。在这个工作中,第一项是用于CD和BS的定量评价,基于线性的氧化峰电流与浓度之间的相关性在0.1 PBS pH值5.0 CD和BS,自最好的回应(关于峰形状、峰值电流灵敏度和再现性)和最好的稳定的CD和BS得到缓冲。所有解决方案用于分析实验刚做好,以确保稳定的分析物的解决方案。

校准块在选定的条件下,使用标准的解决方案的CD和BS如图5。线性范围是来乳糜泻和来M b;更高浓度的CD和BS导致损失的线性和饱和效应的影响可以归因于表面吸附物种MWCNT / PNB-modified电极。刻度线的特点和相关的验证参数总结在表1。低的标准误差值的斜坡和拦截,相关系数大于0.996 CD和BS证实了该方法的精度在MWCNT / PNB-modified电极。

该方法根据标准程序进行验证(22,31日]。准确性、精度和强度被执行复制分析评估的标准解决方案支持电解质。检测的局限性(LOD),量化的极限(定量限),重复性(天)内,精度,和选择性进行了评估CD和BS (23,29日]。LOD和定量限计算的峰值电流使用LOD = 3 s / m和定量限= 10 s / m、s是标准差的峰值电流(3分)和m是相关的标定方程的斜率(32]。此外,这些结果显示提出的可靠性伏安技术CD和BS的跟踪分析。

计算方法的精度从五个不同复制实验解决方案拥有相同的CD或b的浓度在同一天(重复性)使用第一项在MWCNT / PNB-modified电极。CD的浓度,这些研究都是废话M和M,分别。R.S.D.测定精密度和准确度%(表1)。这些结果表明良好的精度、准确性和灵敏度。

Electroanalytical研究卡比多巴和benserazide在文献中也可以发现,使用微分脉冲伏安法。在[33),31日之间的线性范围μ米和470μM电流灵敏度为0.028μ一个μ米⁻¹和一个LOD值为2.16μM测定31 CD和线性范围μM - 620μ0.054 M电流灵敏度μ一个μ米⁻¹和LOD的2.77μM b在GC电极。在另一项研究[34乳糜泻),定量分析是由第一项的线性范围从5μM - 600μ米和3.6μM LOD和电流灵敏度为0.041μ一个μ米⁻¹使用ferrocene-modified碳纳米管电极糊。在本工作使用碳管/ PNB-modified电极,如表所示1,灵敏度更高,LOD低于上述文章。

4所示。结论

玻璃碳电极已经被涂层改性MWCNT然后保利(蓝色尼罗河),通过降低涂层20μL 0.2% MWCNT / DMF,然后聚合NB电化学在0.1 PBS pH值6.0。

MWCNT / PNB-modified电极用于调查的电化学行为anti-Parkinsonian代理卡比多巴benserazide,循环伏安测量显示一个不可逆的行为在0.1 PBS CD和BS的pH值。从pH值和峰值电流的关系和形状,0.1米PBS pH值在5.0被选为支持电解质进行进一步的研究。扫描速率的过程研究表明,MWCNT / PNB-modified电极扩散控制一些薄层行为在高扫描速率的证据。

分析描述的CD和BS实现使用第一项作为快速、选择性、敏感,便宜,和简单的技术。线性校正曲线得到CD和BS。结果表明,第一项方法给了良好的精度,精度和灵敏度CD和BS。

确认

金融支持从Fundacao para Ciencia e Tecnologia (FCT) PTDC /, / 65255/2006和PTDC /, / 65732/2006, POCI 2010(由欧洲共同体共同投资基金菲德尔)和CEMUC(研究中心285),葡萄牙,。d·库由于教学楼。,the Council of Higher Education (YÖK, Turkey) for a Postdoctoral research fellowship and Karadeniz Technical University (Turkey).