Вольтамперометрический сенсор на основе аминокислотного комплекса меди (II) для определения энантиомеров триптофана

Abstract

Разработан вольтамперометрический сенсор на основе композита полиариленфталида (ПАФ) и графитированной сажи Carboblack C, модифицированной хелатными комплексами L-аргенато-L-аланинат меди (II), для распознавания и селективного определения энантиомеров триптофана (Трп). Оптимизированы условия модифицирования сенсора, рассчитана площадь эффективной поверхности (А = 4.38 ± 0.06 мм2 ) и сопротивление переноса электрона (Ret= 1.29 ± 0.08 кОм). Подобраны оптимальные условия регистрации вольтамперограмм энантиомеров Трп: диапазон рабочих потенциалов 0.5-1.2 В, скорость сканирования потенциала 20 мВ/с, время выдерживания электрода в исследуемом растворе 5 с. Изучены электрохимические и аналитические характеристики сенсора при регистрации дифференциально-импульсных вольтамперограмм (ДИВ) энантиомеров Трп. Показано, что зависимость аналитического сигнала от концентрации L-Трп и D-Трп линейна в диапазоне от 1.25·10-6 до 1.00·10-3 М с пределами обнаружения (ПО) 0.90·10-6 М для L-Трп и 0.66·10-6 М для D-Трп. Наибольшую чувствительность разработанный сенсор проявляет к D-Трп. Сенсор успешно апробирован для определения содержания L- и D-Трп в растворах энантиомеров в присутствии вспомогательных веществ, входящих в состав лекарственных препаратов и биологически активных добавок. Предложенный сенсор позволяет проводить определения энантиомеров Трп в моче и плазме крови человека. Для оценки правильности определения D- и L-Трп использован метод «введено-найдено». При определении энантиомеров Трп в модельных растворах (n = 5; P = 0.95) относительное стандартное отклонение не превышает 2.3 %, а относительная погрешность - 1.7 %. При определении D- и L-Трп в биологических жидкостях (n = 5; P = 0.95) относительное стандартное отклонение колеблется в пределах 0.3-1.7 %, а относительная погрешность в пределах 0.3-5.6 %. Результаты исследований показывают отсутствие значимой систематической погрешности.

Voltammetric sensor based on a composite of polyarylene phthalide and graphitized carbon black Carboblack C modified with chelate complexes of L-argenato-L-alaninate of copper (II) has been developed for the recognition and selective determination of tryptophan enantiomers. The conditions for modifying the sensor are optimized, the effective surface area ( A = 4.38 ± 0.06 mm2) and the effective resistance ( R et = 1.29 ± 0.08 kΩ) are calculated. The optimal conditions for recording voltammograms of tryptophan enantiomers are selected: the range of operating potentials is 0.5-1.2 V, the potential sweep rate is 20 mV/s, the holding time of the electrode in the test solution is 5 s. The electrochemical and analytical characteristics of the sensor were studied when registering differential pulse voltammograms of tryptophan enantiomers. It is shown that the dependence of the analytical signal on the concentration is linear in the range from 1.25·10-6 to 1·10-3 M with detection limits of 0.90·10-6 M for L-Trp and 0.66·10-6 M for D-Trp. The developed sensor shows the greatest sensitivity to D-Trp. The sensor has been successfully tested to determine the content of L- and D-Trp in enantiomer solutions in the presence of excipients that are part of medicines and biologically active additives. The proposed sensor allows the determination of tryptophan enantiomers in human urine and blood plasma. To evaluate the analytical capabilities of the sensor, the "entered-found" method was used. When determining tryptophan enantiomers in model solutions, the relative standard deviation does not exceed 2.3 %, and the relative error is 1.7 %. When determining D- and L-Trp in biological fluids, the relative standard deviation ranges from 0.3-1.7 %, and the relative error ranges from 0.3-5.6 %. The research results show that there is no significant systematic error.