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Sep 10, 2023

Elettro

Scientific Reports volume 13, numero articolo: 16803 (2023) Cita questo articolo 263 Accessi 4 Dettagli metriche altmetriche Viene presentata una piattaforma sensoriale elettrochimica per la determinazione del sumatriptan

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 16803 (2023) Citare questo articolo

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Viene presentata una piattaforma sensoriale elettrochimica per la determinazione del sumatriptan (SUM) in soluzioni acquose e siero di sangue umano. Un elettrodo di grafite a matita (PGE) è stato delaminato elettrochimicamente mediante la tecnica della voltammetria ciclica e quindi ulteriormente modificato utilizzando nanoparticelle di una struttura metallo-organica a base di zinco (Zn (II) -MOF). L'elettrodo Zn(II)-MOF/EDPGE fabbricato è stato utilizzato per il rilevamento elettrochimico sensibile di SUM tramite una reazione di elettroossidazione. Lo Zn(II)-MOF è stato sintetizzato idrotermicamente e caratterizzato da varie tecniche. La delaminazione elettrochimica della PGE dà come risultato un substrato poroso, facilitando l'efficace immobilizzazione del modificatore. Il sensore progettato beneficia sia di un'area superficiale migliorata che di una velocità di trasferimento degli elettroni accelerata, come evidenziato dal cronocoulogramma e dai grafici di Nyquist. In condizioni ottimizzate, il sensore sviluppato ha mostrato una risposta lineare per soluzioni SUM da 0,99–9,52 µM. Per il sensore fabbricato è stato osservato un tempo di risposta breve di 5 s e il limite di rilevamento è risultato pari a 0,29 μM. La selettività di Zn(II)-MOF/EDPGE verso SUM è stata valutata esaminando l'effetto di interferenza di codeina, epinefrina, paracetamolo, acido ascorbico e acido urico, che si trovano comunemente nei campioni biologici. Il sensore sviluppato mostra prestazioni eccellenti con valori di recupero compresi nell'intervallo compreso tra 96,6 e 111% per l'analisi della SUM in campioni di siero di sangue umano.

Il sumatriptan (SUM; nome IUPAC: 1-[3-(2-Dimethylaminoethyl)-1H-indol-5-yl]-N-metil-metansulfonamide) è il primo farmaco clinicamente disponibile a base di triptamina comunemente usato per il trattamento dell'emicrania acuta. attacchi1. Il composto, classificato come agonista della serotonina, prende di mira i recettori 5-HT1D e 5-HT1B, mitigando efficacemente l'infiammazione vascolare associata all'emicrania2. È stato riscontrato che dopo la somministrazione orale di una compressa di sumatriptan da 50 mg, la concentrazione massima nel plasma sanguigno umano (Cmax) è 33,21 ng/mL (0,11 μM) dopo un tmax di 1,13 ore e l’emivita di eliminazione (t1/2) è 2.96h3. Vale la pena notare che dosi elevate di SUM (200 mg al giorno −1) possono portare alla sulfemoglobinemia, la situazione in cui si verifica l'aggiunta di zolfo alle molecole di emoglobina e il colore del sangue cambia da rosso a nero-verdastro4.

A causa dell'importanza fisiologica della SUM, sono stati dedicati grandi sforzi alla determinazione di questo composto nei campioni biologici. Tra i diversi metodi analitici disponibili, la cromatografia liquida è stata consigliata come tecnica tipica e per la sua misurazione sono state sviluppate diverse tecniche di cromatografia liquida come HPLC5,6,7, UPLC8 e HPTLC9. Inoltre, in letteratura per la determinazione della SUM sono stati esplorati metodi alternativi tra cui la cromatografia elettrocinetica micellare10, la conduttometria11, la spettrofotometria UV-Vis12,13, l'elettroforesi capillare14 e la spettroscopia a fluorescenza15. Nonostante in alcuni casi la notevole sensibilità, questi metodi spesso soffrono di procedure noiose e dispendiose in termini di tempo e di costi elevati, che richiedono standard specifici, agenti complessanti o persino solventi tossici per l'analisi. Di conseguenza, esiste un’urgente necessità di sviluppare approcci sensibili, economici, rapidi e diretti per la determinazione della SUM. Queste caratteristiche trovano compimento nei sensori elettrochimici, poiché studi precedenti hanno dimostrato l'attività elettrochimica di SUM16. Di conseguenza, alcuni sforzi sono stati investiti nello sviluppo di piattaforme di rilevamento elettrochimico per la determinazione sensibile di SUM.

Seguendo il lavoro pionieristico di Sagar et al.16, che utilizzava un elettrodo di carbonio vetroso (GCE), i ricercatori successivi hanno utilizzato elettrodi modificati chimicamente per facilitare il trasferimento di elettroni tra la superficie dell'elettrodo e SUM come analita, migliorando così la sensibilità di rilevamento. Esempi degni di nota includono l'applicazione di elettrodi di grafite pirolitica migliorati da nanotubi di carbonio a parete multipla (MWCNT) decorati con nanoparticelle d'argento17, elettrodo di pasta di carbonio modificato con un complesso di coordinazione a base di Schiff di cobalto e MWCNT18, elettrodo ionoselettivo che incorpora diottilftalato all'interno di cloruro di polivinile carbossilato matrice19 ed elettrodo in pasta di carbonio modificato da nanoparticelle di Pt elettrodepositate ad ultrasuoni su nanoparticelle di ZrO220. Inoltre, sono state esplorate anche varie modifiche del GCE (come strutture a doppio strato costituite da MWCNT/polipirrolo21, nanoparticelle di Cu/poli-melamina22 e MXene-MWCNT-chitosano23 autoassemblato). In tutti i casi, gli elettrodi modificati hanno costantemente sovraperformato i loro omologhi non modificati nella determinazione della SOMMA.