Модифицированный электрод CuONP/MWCNT/углеродная паста для определения трамадола: теоретическое и экспериментальное исследование

Aug 12, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 7999 (2023) Цитировать эту статью

320 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Был применен практический метод изготовления наноструктур CuO для использования в качестве электрокатализатора. В этой статье описан зеленый синтез наночастиц оксида меди (НЧ CuO) путем совместного осаждения с использованием водного экстракта душицы майорана в качестве восстановителя и стабилизатора, сопровождаемый характеристикой с помощью XRD, SEM и FTIR. Рентгенограмма не выявила примесей, тогда как СЭМ выявил слабоагломерированные сферические частицы. Наночастицы CuO и многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ) были использованы для создания электрода из модифицированной углеродной пасты. Для анализа трамадола использовали вольтамперометрические методы с использованием CuONP/MWCNT в качестве рабочего электрода. Полученный нанокомпозит показал высокую селективность при анализе трамадола с пиковыми потенциалами ~ 230 мВ и ~ 700 мВ и отличными линейными калибровочными кривыми для трамадола в диапазоне от 0,08 до 500,0 мкМ с коэффициентом корреляции 0,9997 и пределами обнаружения 0,025. Кроме того, сенсор CuO NPs/MWCNT/CPE демонстрирует заметную чувствительность 0,0773 мкА/мкМ к трамадолу. Впервые квантовый метод B3LYP/LanL2DZ был использован для расчета DFT для определения связанной энергии и энергии запрещенной зоны нанокомпозитов. В конечном итоге было показано, что НЧ CuO/УНТ эффективны для обнаружения трамадола в реальных образцах со степенью извлечения от 96 до 104,3%.

Трамадол — синтетический опиоидный анальгетик, который действует преимущественно на центральную нервную систему. Он действует посредством двух фундаментальных механизмов: агонистического связывания с опиоидными рецепторами и блокирования обратного захвата норадреналина и серотонина. Фармакокинетика, эффективность и безопасность трамадола обеспечили ему успех у пациентов с хронической болью от умеренной до тяжелой, которые принимают его три-четыре раза в день. По сравнению с обычной формой трамадола, трамадол пролонгированного действия, недавно созданная таблетка с модифицированным высвобождением, будет благоприятной для дневной продолжительности и незначительной вариабельности препарата в плазме1,2.

Трамадол – вещество, действующее как -агонист. [2-(диметиламинометил)-1(3-метоксифенил)циклогексанол] — химическое название. Он используется для лечения большинства форм невралгии, включая невралгию тройничного нерва, а также боли от умеренной до сильной. В литературе опубликовано несколько аналитических методов определения трамадола и других комбинированных препаратов, включая спектрофотометрический метод3,4, а также спектрофотометрический и спектрофлуориметрический подходы5,6,7.

Нанотехнологии в настоящее время рассматриваются как передовая тема исследований, предполагающая создание наночастиц различных размеров, форм и химической структуры с широким спектром возможных применений8. Сообщалось о многих процедурах синтеза и создания наночастиц, включая микроволновое облучение9, фотовосстановление10, термическое разрушение11 и механическое измельчение12, но эти процедуры в основном дорогостоящие, энергозатратные или опасные для человека и окружающей среды. В результате должны быть внедрены экологически чистые методы. Зеленый синтез подразумевает разработку химических и физических методов, которые являются экологически безопасными, экономически эффективными и могут быть масштабированы для крупномасштабного синтеза без использования высокого давления, энергии, температуры или вредных соединений. Биовосстановление ионов металлов с использованием биомолекул, таких как ферменты, бактерии и растительные экстракты, является одновременно экологически чистым и химически сложным процессом13. Среди нескольких стратегий зеленого синтеза синтез, опосредованный растениями, кажется многообещающей стратегией, которая позволяет ускорить производство наночастиц и обеспечить более стабильный синтез14. Большой интерес вызвало создание биологических наночастиц, а также подходы к манипулированию размером наночастиц6,15.

Душица майорана – холодостойкое многолетнее растение или полукустарник с приятными хвойными и цитрусовыми нотками. В некоторых странах Ближнего Востока майоран иногда путают с орегано, а термины «сладкий майоран» и «витой майоран» используются, чтобы отличить его от других видов душицы. Иногда его называют горшечным майораном16, однако этот термин также применяется к другим культивируемым видам душицы. Супы, тушеные блюда, заправки для салатов, соусы и травяные чаи получают пользу от добавления майорана. Сладкий майоран, также известный как Origanum majorana L. (O. majorana, семейство яснотковых), является известной травой, применяемой в традиционной медицине благодаря своим целебным свойствам при желудочно-кишечных, офтальмологических, сердечных и неврологических проблемах. Были идентифицированы и выделены важные биоактивные элементы O. majorana, такие как летучие соединения, терпеноиды, фенольные соединения, флавоноиды и дубильные вещества. Этнофармакологические знания об этой траве показали, что она обладает антибактериальными, противогрибковыми, противопротозойными и антиоксидантными свойствами. Большинство методов лечения являются трудоемкими, дорогостоящими и требуют использования квалифицированных операторов и сложных инструментов. С другой стороны, подходы электрохимического определения предпочтительнее для определения некоторых биологических, экологических и фармакологических химических веществ из-за их быстрой реакции и простоты использования5,17,18. Тем не менее, окисление трамадола с использованием традиционных твердых электродов — это медленный процесс, требующий большего перенапряжения. В результате требуется простой и чувствительный модернизированный электрод для количественного измерения трамадола. В современной вольтамперометрии горячей темой стали химически модифицированные электроды. При использовании этих электродов предполагаемое измерение аналита становится более конкретным и чувствительным. В последние десятилетия наноструктурированные материалы использовались для изменения поверхности электродов с целью повышения чувствительности электрохимических сенсоров19. Наночастицы можно использовать для модификации электродов, что позволит обнаруживать следовые количества аналитов за счет повышения чувствительности и стабильности датчиков20. Металлические наноматериалы, включая переходные металлы (Co/Ni/Cu) и их оксиды21, в последние годы привлекли большое внимание из-за их различных преимуществ: превосходной электрокаталитической эффективности, долгосрочной стабильности, относительной дешевизны и простоты изготовления и изготовления. неферментативных электрохимических сенсоров22, в которых наночастицы оксида меди обладают благоприятной электрокаталитической активностью и электропроводностью, что делает их отличным ингредиентом электрохимических датчиков на неферментативной основе23,24.