Electrochemical sensor for uric aci

Electrochemical sensor for uric acid based on a molecularly imprinted polymer brush grafted to tetraethoxysilane derived sol-gel thin film graphite electrode A.K. Patel, P.S. Sharma, B.B. Prasad⁎
Analytical Division, Department of Chemistry, Faculty of Science, Banaras Hindu University, Varanasi - 221 005, India
abstracta r t i c l e i n f o
Article history: Received 3 October 2008 Received in revised form 21 November 2008 Accepted 7 December 2008 Available online 14 December 2008
Keywords: Uric acid sensor Molecularly imprinted polymer brush Sol-gel Graphite electrode Differential pulse Cathodic stripping voltammetry
Determination of uric acid in human serum and urine is useful to provide treatment guidelines to hyperuricemic patients. An electrochemical sensor was developed for selective and quantitative recognition of uric acid by using a preanodised sol-gel coated graphite electrode with a molecularly imprinted polymer brush of poly(melamine–co-chloranil) grafted to its exterior surface. During a preconcentration step at (+2.0 V versus saturated calomel electrode), the encapsulated analyte recapture involved hydrophobically induced hydrogen-bondings in outwardly exposed MIP cavities in aqueous environment (pH 7.0), instantly oxidisedasdications,andthencathodicallystrippedoffascorrespondinglactamrespondingdifferentialpulse, cathodic stripping voltammetric signal. The uric acid was selectively detected without any cross reactivity in the windows of 14.56–177.42 µg mL−1 (aqueous medium), 4.78–106.96 µg mL−1 (blood serum), and 7.81– 148.42 µg mL−1 (urine) indicating detection limits in the range of 3.71–4.10 µg mL−1 (3σ, RSD=1.9%). © 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.
1. Introduction
Our interest in molecular recognitionof biomoleculesbysynthetic receptor is because of the chemistry and topography of receptor surfacewhicheffectrecognitionpropertytoalargeextentinbiological environment. In order to develop useful materials for many biotech- nology applications, suitable interfaces are required that have both enhanced specific binding and reduced non-specific binding to avoid “false positive” results. The surface tailoring bythe use of molecularly imprintedpolymers(MIPs)oversol-gelmatrixisanimportantavenue for the production of such interfaces. This utilizes sol-gel technology to fabricate a stable, rigid glassy matrixof silica gel via hydrolysis and polycondensation of tetraethyl orthosilicate in acidic medium. It al- lows low temperature fabrication of a material surface (typically a metal oxide) starting either from a chemical solution (sol short for solution) or colloidal particles (sol for nanoscale particle) to produce anintegratednetwork(gel).Suchsurfacefacilitatessurfacegraftingof MIP, and the resulting hybrid possesses high glass-transition tem- perature with improved molecular specificity and selectivity. Self- assembled monolayers (SAMs) and polymer brushes have recently attracted considerable attention due to their noble physiochemical surface property and ease of processing [1]. A polymer brush is generally built from an ensemble of polymer chains that are attached with one end either chemically (through covalent bonding) or physically (by physisorption) creating a “grafting to” or “grafting from” surface. Polymer brushes behave very differently from simply
adsorbed polymer chain [2]. The thick polymer brush with high graftingdensityobtainedvia“graftingfrom”synthesisprotocol,where polymer chains are grown by the use of initiators on the surface, may involve analyte diffusion impediment particularly through pores of MIP network. Alternatively “grafting to” technique with controlled grafting density by bulk condensation polymerization and minimum overlap appears advantageous in augmenting the slow kinetics of mass-transport of analyte binding, which happens to be a long-due obstacle associated with MIP coating layers. Furthermore, grafting linearoligomericchainsofMIPbyoneendtoasolidsurface,possessing all characteristic of SAMs in the form of “polymer brush” is known to produceaprotein/cell-resistantsurface[3]withminimalnon-specific bio-fouling when complex matrices of biological fluids are analyzed without any sample pretreatment (deproteination, ultrafiltration, etc.). The sample pretreatment is unwarranted as it may leads inaccuracies in final results especially in trace analysis. Uricacid(UA),aprimaryproductofpurinenucleotidemetabolism, is a key biomarker for several clinical manifestations, such as gout, hyperuricemia, Lesch-Nyhan syndrome, cardivascular and kidney di- seases etc. These diseases are common when UA exceeds the normal range(urine2mM,blood120–450µM)inhumanbeing.Therefore,asa remedialmeasure,allasymptomatichyperuricemicpatientsshouldbe encouraged tomakechangesin dietand life style. Thisnecessitates to develop a suitable cost-effective monitoring system in order to give adequate feed back and treatment guidelines to hyperuricemic patients. The detection of UA in physiological samples

Kết quả (Việt) 1:

Các cảm biến điện cho acid uric dựa trên một bàn chải chưng in dấu polyme ghép để điện cực than chì mỏng film sol-gel có nguồn gốc tetraethoxysilane AK Patel, PS Sharma, BB Prasad⁎Bộ phận phân tích, vùng hóa học, khoa khoa học, Banaras đại học Hindu, Varanasi - 221 005, Ấn Độabstracta r t i c l e tôi n f oBài viết lịch sử: đã nhận được 3 tháng 10 năm 2008 nhận được trong các hình thức sửa đổi 21 tháng mười một 2008 chấp nhận 7 tháng 3 năm 2009 có sẵn trực tuyến 14 tháng mười hai năm 2008Từ khóa: Uric acid cảm biến chưng in dấu polyme brush Sol-gel Graphite điện cực vi xung Cathodic bóc voltammetryXác định axit uric trong huyết thanh của con người và nước tiểu là hữu ích để cung cấp các hướng dẫn điều trị cho bệnh nhân hyperuricemic. Một cảm biến điện hóa được phát triển cho sự công nhận chọn lọc và định lượng acid uric bằng cách sử dụng một điện cực graphite tráng preanodised sol-gel với một bàn chải chưng in dấu polymer của poly(melamine–co-chloranil) ghép để bề mặt bên ngoài của nó. Trong một bước preconcentration tại (+2.0 V so với bão hòa calomel điện cực), tái chiếm đóng gói analyte tham gia hydrogen-bondings hydrophobically gây ra sâu răng MIP bề ngoài tiếp xúc trong môi trường nước (pH 7,0), ngay lập tức oxidisedasdications, andthencathodicallystrippedoffascorrespondinglactamrespondingdifferentialpulse, cathodic tín hiệu bóc voltammetric. Uric acid có chọn lọc được phát hiện mà không có bất kỳ qua các phản ứng trong windows 14,56-177.42 µg mL−1 (trung bình dung dịch nước), 4,78-106.96 µg mL−1 (máu huyết thanh), và 7,81-148.42 µg mL−1 (nước tiểu) phát hiện cho thấy, giới hạn trong phạm vi của 3.71-4.10 µg mL−1 (3σ, RSD=1.9%). © 2008 Elsevier B.V Tất cả các quyền.1. giới thiệuChúng tôi quan tâm đến phân tử recognitionof biomoleculesbysynthetic thụ thể là vì hóa học và địa hình của thụ thể surfacewhicheffectrecognitionpropertytoalargeextentinbiological môi trường. Để phát triển các vật liệu hữu ích cho nhiều ứng dụng công nghệ sinh học-nology, giao diện phù hợp là cần thiết rằng cả hai đã tăng cường specific ràng buộc và giảm không-specific ràng buộc để tránh "sai dương tính" kết quả. Bề mặt may gần sử dụng của phân tử imprintedpolymers (MIPs) oversol-gelmatrixisanimportantavenue để sản xuất các giao diện như vậy. Điều này sử dụng công nghệ sol-gel để đặt ra một ổn định, cứng nhắc matrixof thủy tinh silica gel qua thủy phân và polycondensation tetraethyl orthosilicate trong môi trường axit. Nó al-mức thấp nhiệt độ thấp chế tạo của bề mặt vật liệu (thường là một oxit kim loại) bắt đầu hoặc là từ một giải pháp hóa học (sol ngắn cho giải pháp) hoặc chất keo hạt (sol cho hạt nano) để sản xuất anintegratednetwork(gel). Suchsurfacefacilitatessurfacegraftingof MIP, và kết quả lai sở hữu cao ly phải chuyển đổi tem-perature với cải thiện phân tử specificity và chọn lọc. Tự lắp ráp monolayers (SAMs) và bàn chải polymer mới đã thu hút sự chú ý đáng kể do thuộc tính bề mặt cao quý hóa lý và dễ dàng xử lý [1]. Một bàn chải polyme thường được xây dựng từ dàn polymer chuỗi được gắn với một kết thúc hoặc hóa học (thông qua liên kết cộng hóa trị) hoặc thể chất (bởi physisorption) tạo ra một "ghép để" hoặc "ghép từ" bề mặt. Bàn chải polymer cư xử rất khác nhau từ đơn giảnadsorbed polymer chuỗi [2]. Bàn chải dày polymer với cao graftingdensityobtainedvia synthesisprotocol "graftingfrom", nơi dây chuyền polymer được trồng bằng cách sử dụng khởi xướng trên bề mặt, có thể bao gồm analyte phổ biến trở ngại đặc biệt là thông qua các lỗ chân lông của MIP mạng. Ngoài ra "ghép để" kỹ thuật với kiểm soát mật độ giâm bằng cách trùng hợp ngưng tụ số lượng lớn và chồng chéo lên nhau tối thiểu xuất hiện thuận lợi ở augmenting kinetics vận của ràng buộc analyte, mà xảy ra là một trở ngại dài-do kết hợp với lớp sơn MIP, chậm. Hơn nữa, ghép linearoligomericchainsofMIPbyoneendtoasolidsurface, sở hữu tất cả các đặc tính của Sam trong hình thức "polymer bàn chải" được biết đến produceaprotein/di động-resistantsurface [3] withminimalnon-specific bio-bẩn khi các ma trận phức tạp của sinh học fluids được phân tích mà không có bất kỳ pretreatment mẫu (deproteination, ultrafiltration, vv). Pretreatment mẫu là tùy tiện như nó có thể dẫn không chính xác trong ngoài kết quả đặc biệt là trong phân tích dấu vết. Uricacid (UA), aprimaryproductofpurinenucleotidemetabolism, là một biomarker chìa khóa cho một số biểu hiện lâm sàng, chẳng hạn như bệnh gút, hyperuricemia, hội chứng Lesch-Nyhan, cardivascular và thận di-seases vv. Các bệnh này là phổ biến khi UA vượt quá phạm vi bình thường (urine2mM, blood120-450µM) inhumanbeing. Vì vậy, asa remedialmeasure, khuyến khích allasymptomatichyperuricemicpatientsshouldbe tomakechangesin Nghiênc cuộc sống phong cách. Thisnecessitates để phát triển một hệ thống giám sát hiệu quả chi phí phù hợp để cung cấp đầy đủ hướng dẫn nguồn cấp dữ liệu trở lại và điều trị cho bệnh nhân hyperuricemic. Những phát hiện của UA trong sinh lý mẫu

Kết quả (Việt) 2:

Cảm biến điện hóa cho acid uric dựa trên một bàn chải polymer in dấu phân tử ghép để tetraethoxysilane nguồn gốc sol-gel mỏng fi lm graphite điện cực AK Patel, PS Sharma, BB Prasad⁎
Bộ phận phân tích, Khoa Hóa, Khoa Khoa học, Đại học Banaras Hindu, Varanasi - 221 005, Ấn Độ
abstracta rticleinfo
Điều lịch sử: nhận 03 tháng 10 năm 2008 nhận bằng hình thức sửa đổi ngày 21 tháng 11 năm 2008 được chấp nhận ngày 07 Tháng 12 năm 2008 hiện có sẵn trực tuyến ngày 14 tháng mười hai năm 2008
Từ khóa: cảm biến axit uric phân tử in dấu bàn chải polymer Sol-gel Graphite điện cực Differential xung catot tước voltammetry
Xác định uric acid trong huyết thanh người và nước tiểu là hữu ích để cung cấp hướng dẫn điều trị cho bệnh nhân hyperuricemic. Một cảm biến điện hóa đã được phát triển để được công nhận có chọn lọc và định lượng acid uric bằng cách sử dụng một preanodised sol-gel graphit phủ điện cực với một bàn chải polymer in dấu phân tử của poly (melamine-co-chloranil) ghép vào bề mặt bên ngoài của nó. Trong một bước preconcentration tại (2,0 V so với bão hòa điện cực calomel), việc tái chiếm đóng gói chất phân tích tham gia kỵ nước gây ra hydro-bondings sâu răng MIP bề ngoài tiếp xúc trong môi trường nước (pH 7.0), ngay lập tức oxidisedasdications, andthencathodicallystrippedoffascorrespondinglactamrespondingdifferentialpulse, catot tước tín hiệu kỹ thuật quét. Các acid uric được chọn lọc phát hiện mà không có bất kỳ phản ứng chéo trong các cửa sổ của 14,56-177,42 mL-1 mg (môi trường nước), 4,78-106,96 mg mL-1 (huyết thanh), và 7.81- 148,42 mL-1 mg (nước tiểu) cho thấy giới hạn phát hiện trong khoảng 3,71-4,10 mg mL-1 (3σ, RSD = 1,9%). © 2008 Elsevier BV Tất cả quyền được bảo lưu.
1. Giới thiệu
lợi ích của chúng tôi trong thụ biomoleculesbysynthetic recognitionof phân tử là do các chất hóa học và địa hình của môi trường surfacewhicheffectrecognitionpropertytoalargeextentinbiological thụ. Để phát triển các vật liệu hữu ích cho nhiều ứng dụng nology biotech-, giao diện phù hợp được yêu cầu đã cải thiện khả năng cụ thể fi c ràng buộc và giảm fi không cụ thể c ràng buộc để tránh "dương tính giả" kết quả. Các bề mặt may bythe sử dụng imprintedpolymers phân tử (MIPS) oversol-gelmatrixisanimportantavenue cho việc sản xuất các giao diện như vậy. Này sử dụng công nghệ sol-gel để chế tạo một, cứng nhắc như thủy tinh gel silica matrixof ổn định qua quá trình thủy phân và polycondensation của tetraethyl orthosilicate trong môi trường axit. Nó al- mức thấp chế tạo nhiệt độ thấp của một bề mặt vật liệu (thường là một oxit kim loại) bắt đầu hoặc từ một dung dịch hóa chất (sol ngắn cho giải pháp) hoặc các hạt keo (sol cho hạt nano) để sản xuất anintegratednetwork (gel) .Suchsurfacefacilitatessurfacegraftingof MIP, và kết quả lai hữu kính chuyển tiếp cao tem- perature với cải thiện thành phố fi cụ thể phân tử và chọn lọc. Tự lắp ráp đơn lớp (SAM) và bàn chải polymer thời gian gần đây đã thu hút được sự chú ý đáng kể do sở hữu bề mặt hóa lý cao quý của họ và dễ chế biến [1]. Một bàn chải polymer thường được xây dựng từ một tập hợp của các chuỗi polymer được gắn với một đầu hoặc hoá học (thông qua liên kết cộng hóa trị) hoặc thể chất (bởi physisorption) tạo ra một "ghép với" hoặc "ghép từ" bề mặt. Bàn chải Polymer cư xử rất khác nhau từ đơn giản là
chuỗi polymer hấp phụ [2]. Bàn chải polymer dày với graftingdensityobtainedvia cao "graftingfrom" synthesisprotocol, nơi chuỗi polymer được trồng bằng cách sử dụng của người khởi trên bề mặt, có thể liên quan đến chất phân tích khuếch tán trở ngại đặc biệt thông qua các lỗ chân lông của mạng MIP. Ngoài ra "ghép với" kỹ thuật với mật độ ghép được kiểm soát bằng cách trùng ngưng tụ số lượng lớn và chồng chéo lên nhau tối thiểu xuất hiện thuận lợi trong việc làm tăng động học chậm của khối lượng vận tải của ràng buộc chất phân tích, mà sẽ xảy ra là một trở ngại dài hạn kết hợp với lớp sơn MIP. Hơn nữa, ghép linearoligomericchainsofMIPbyoneendtoasolidsurface, sở hữu tất cả các đặc điểm của tên lửa SAM trong các hình thức của "bàn chải polymer" được biết đến produceaprotein / cell-resistantsurface [3] withminimalnon-cụ thể fi c sinh bẩn khi ma trận phức tạp của uids fl sinh học được phân tích mà không có bất kỳ tiền xử lý mẫu (deproteination, fi ltration cực, vv). Tiền xử lý mẫu là không có cơ sở vì nó có thể dẫn không chính xác trong kết quả fi nal đặc biệt là trong phân tích dấu vết. Uricacid (UA), aprimaryproductofpurinenucleotidemetabolism, là một dấu ấn sinh học quan trọng đối với nhiều biểu hiện lâm sàng, chẳng hạn như bệnh gút, tăng acid uric máu, hội chứng Lesch-Nyhan, cardivascular và thận di- seases vv Những bệnh thường gặp khi UA vượt quá mức bình thường (urine2mM, blood120- 450μM) inhumanbeing.Therefore, asa remedialmeasure, allasymptomatichyperuricemicpatientsshouldbe khuyến khích tomakechangesin phong cách sống dietand. Thisnecessitates để phát triển một hệ thống giám sát hiệu quả chi phí phù hợp để cung cấp cho thức ăn đầy đủ trở lại và hướng dẫn điều trị cho bệnh nhân hyperuricemic. Các phát hiện của UA trong các mẫu sinh lý