Изображение на обложке

Порционно-инжекционное амперометрическое определение пировиноградной кислоты на электроде, модифицированном бинарной системой серебро-палладий

L. G. Shaidarova, I. A. Chelnokova, Y. P. Dobrynina, I. A. Gafiatova, H. K. Budnikov

Аннотация


Установили каталитическую активность частиц серебра (Ag) и палладия (Pd), осажденных на поверхности планарного электрода (ПЭ), при электроокислении пировиноградной кислоты (ПК). На анодных кривых окисления ПК на химически модифицированных электродах (ХМЭ) наблюдали один максимум тока, высота которого линейно зависит от концентрации субстрата. При последовательном осаждении частиц Ag и Pd на поверхности ПЭ (Ag-Pd-ПЭ) регистрировали увеличение тока окисления ПК, превышающее токи на ХМЭ с индивидуальными металлами.

Электрод Ag-Pd-ПЭ использовали для количественного определения ПК в условиях порционно-инжекционной амперометрии (ПрИА). Проточный метод по сравнению со статическими условиями снижает нижнюю границу определяемых содержаний на два порядка. В порционно-инжекционной системе (ПрИ-системе) линейный диапазон концентраций, представленный в билогарифмических единицах, наблюдали в интервале от 5 × 10- 6 до 5 × 10 -2 М. Разработанный способ определения ПК апробировали при анализе урины. Матричные компоненты, такие как мочевина, креатинин, мочевая и молочная кислоты, не оказывали мешающего влияния на результаты определения. Предложенный способ ПрИА повышает чувствительность, селективность, экспрессность и производительность анализа (450 определений/ч).

Ключевые слова: химически модифицированные электроды, бинарная система серебро-палладий, пировиноградная кислота, порционно-инжекционная амперометрия, анализ урины

Полный текст:

PDF

Литература


REFERENCES

Liao J.C., Hoffman N.E., Barboriak J.J., Roth D.A. High-performance liquid chromatography of pyruvic and alpha-ketoglutaric acids and its application to urine samples. J. Clin. Chem, 1977, vol. 23, no. 5, pp. 802–805. doi: 10.1093/clinchem/23.5.802.

Makahleh A.G., Ben-Hander G.M., Saad B. Determination of α-ketoglutaric and pyruvic acids in urine as potential biomarkers for diabetic II and liver cancer. J. Bioanalysis, 2015, vol. 7, no. 6, pp. 713-723. doi: 10.4155/bio.14.307.

Hur H., Paik M.J., Xuan Y., Nguyen D.T., Ham I.H. Quantitative measurement of organic acids in tissues from gastric cancer patients indicates increased glucose metabolism in gastric cancer. J. PLoS One, 2014, vol. 9, no. 6, pp. 1-9. doi: 10.1371/journal.pone.0098581.

Bhat M.A., Prasad K.V.V., Trivedi D., Rajeev B.R., Battur H. Pyruvic acid levels in serum and saliva: A new course for oral cancer screening? JOMFP, 2016, vol. 20, no. 1, pp. 102. doi: 10.4103/0973-029X.180955.

Moussa F.B., Ait-Ramdane-Terbouche C., Terbouche A., Belkhalfa H., Guerniche D., Zouaoui A. Novel thermal synthesis of ternary Cu-CuO-Cu2O nanospheres supported on reduced graphene oxide for the sensitive non-enzymatic electrochemical detection of pyruvic acid as a cancer biomarker. J. Organomet. Chem., 2023, vol. 989, article 122638. doi: 10.1016/j.jorganchem.2023.122638.

Magiera S., Baranowska I., Kusa J., Baranowski J. A liquid chromatography and tandem mass spectrometry method for the determination of potential biomarkers of cardiovascular disease. J. Chromatogr. B, 2013, vol. 919, pp. 20–29. doi: 10.1016/j.jchromb.2012.12.015.

Li Y., Chen J., Lun S.Y. Biotechnological production of pyruvic acid. J. Appl. Microbiol. Biotechnol., 2001, vol. 57, pp. 451-459. doi: 10.1007/s002530100804.

Chen P., Nie L.H., Yao S.Z. Determination of lactic acid and pyruvic acid in serum and cerebrospinal fluid by ion-exclusion chromatography with a bulk acoustic wave detector. J. Chromatogr. B, 1995, vol. 673, no. 2, pp. 153-158. doi: 10.1016/0378-4347(95)00266-0.

Zhao Y.Y., Gao X.F., Li Y.S., Ju X., Zhang J., Zheng J. Determination of pyruvic acid by using enzymic fluorescence capillary analysis. Talanta, 2008, vol. 76, no. 2, pp. 265-270. doi: 10.1016/j.talanta.2008.02.031.

Li W., Pan C., Hou T., Wang X., Li F. Selective and colorimetric detection of pyruvic acid using conformational switch of i-motif DNA and unmodified gold nanoparticles. J. Anal. Methods, 2014, vol. 6, no. 6, pp. 1645-1649. doi: 10.1039/C3AY41883A.

Zhang H.Y., Tan X.X., Kang K., Wang W., Lian K.Q., Kang W.J. Simultaneous determination of lactic acid and pyruvic acid in tissue and cell culture media by gas chromatography after in situ derivatization-ultrasound-assisted emulsification microextraction. J. Anal. Bioanal. Chem. 2019, vol. 411, pp. 787-795. doi: 10.1007/s00216-018-1502-z.

Ianni F., Marinozzi M., Scorzoni S., Sardella R., Natalini B. Quantitative evaluation of the pyruvic acid content in onion samples with a fully validated high-performance liquid chromatography method. Int. J. Food Prop., 2016, vol. 19, no. 4, pp. 752-759. doi: 10.1080/10942912.2015.1042589.

Biagi S., Ghimenti S., Onor M., Bramanti E. Simultaneous determination of lactate and pyruvate in human sweat using reversed‐phase high‐performance liquid chromatography: a noninvasive approach. J. Biomed. Chromatogr., 2012, vol. 26, no. 11, pp. 1408-1415. doi: 10.1002/bmc.2713.

Kucherenko I.S., Topolnikova Y.V., Soldatkin O.O. Advances in the biosensors for lactate and pyruvate detection for medical applications: A review. J. TrAC, 2019, vol. 110, pp. 160-172. doi: 10.1016/j.trac.2018.11.004.

Pundir C.S., Malik M., Chaudhary R. Quantification of pyruvate with special emphasis on biosensors: A review. Microchem. J., 2019, vol. 146, pp. 1102-1112. doi: 10.1016/j.microc.2019.02.046.

Shajdarova L.G., Budnikov G.K. [Chemically modified electrodes based on noble metals, polymer films, or their composites in organic voltammetry]. Zh. analit. khimii. [J. Anal. Chem.], 2008, vol. 63, pp. 1014-1037. doi: 10.1134/S106193480810002X.

Crapnell R.D., Ferrari A.G.M., Dempsey N.C., Banks C.E. Electroanalytical overview: screen-printed electrochemical sensing platforms for the detection of vital cardiac, cancer and inflammatory biomarkers. J. Sensors & Diagnostics, 2022, vol. 1, no. 3, pp.405-428. doi: 10.1039/D1SD00041A.

Brahman P.K., Pandey N., Kumar J.S., Somarouthu P., Tiwari S., Pitre K.S. Highly sensitive stripping voltammetric determination of a biomolecule, pyruvic acid in solubilized system and biological fluids. Arab. J. Chem, 2016, vol. 9, pp. 1897-1904. doi: 10.1016/j.arabjc.2014.02.003.

Wang J., Diao P. Direct electrochemical detection of pyruvic acid by cobalt oxyhydroxide modified indium tin oxide electrodes. J. Electrochim. Acta, 2011, vol. 56, no. 27, pp. 10159-10165. doi: 10.1016/j.electacta.2011.08.113.

Priya Swetha P.D., Sudhakara Prasad K. A Non‐enzymatic Disposable Electrochemical Sensor for Pyruvic Acid. J. Electroanalysis, 2020, vol. 32, no. 10, pp. 2237-2243. doi: 10.1002/elan.202060206.

Shaidarova L.G., Chelnokova I.A., Il’ina M.A., Makhmutova G.F., Akhmatkhanova F.F., Budnikov H.C. [Batch-injection amperometric determination of caffeine and theophylline on an electrode modified by carbon nanotubes and ruthenium oxides]. Zh. analit. khimii. [J. Anal. Chem.], 2020, vol. 75, pp. 743–749. doi: 10.1134/S1061934820080146.

Horanyi G. On the electrochemical behaviour of pyruvic and lactic acids at a platinized platinum electrode in acid medium. J. Electroanal. Chem, 1981, vol. 117, pp. 131-137. doi: 10.1016/S0022-0728(81)80456-1.

Elikov A.V., Chastoedova I.A., Kamakin N.F., Tsapok P.I. Physiological and biochemical foundations of muscle activity: a textbook for students of medical universities [Fiziologo-biokhimicheskie osnovy myshechnoi deiatel'nosti: uchebnoe posobie dlia studentov meditsinskikh vuzov]. Kirov, Kirov SMU, 2012. 103 p. (in Russian).




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2025.29.2.003

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.