Казанский (Приволжский) федеральный университет

Вольтамперометрическое определение и амперометрическое детектирование гуанина на элетроде, модифицированном осадком золота и пленкой из нафиона

Л.Г. Шайдарова, А.В. Гедмина, В.Д. Демина, И.А. Челнокова, Г.К. Будников

Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

Полный текст PDF

Аннотация

Частицы золота, электроосажденные на поверхности электрода из стеклоуглерода (СУ), проявляют каталитическую активность при электроокислении пуринового основания – гуанина. Электрокатализ на СУ с осадком золота (Au-СУ) проявляется в многократное увеличение тока окисления органического соединения и в уменьшении потенциала окисления на 100 мВ по сравнению с немодифицированным электродом. При нанесении пленки из нафиона (НФ) на поверхность стеклоуглеродного электрода с осадком золота удалось добиться пятикратного увеличения тока окисления гуанина по сравнению с его окислением на модифицированном электроде без НФ-пленки. Найдены условия нанесения осадка золота на поверхность СУ, в том числе покрытом катионообменной НФ-пленкой, и регистрации максимального каталитического тока на этих электродах. Линейная зависимость величины тока от концентрации гуанина наблюдается в интервале от 510^–6 до 510^–3 моль×л^–1и от 510^–7 до 510^–3 моль×л^–1 на электродах Au-СУ и НФ-Au-СУ соответственно.

Ключевые слова: химически модифицированные электроды, вольтамперометрическое определение гуанина

Благодарности. Работа выполнена за счет средств субсидии, выделенной в рамках государственной поддержки Казанского (Приволжского) федерального университета в целях повышения его конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров.

Литература

Li S.P., Li P., Dong T.T.X., Tsim K.W.K. Determination of nucleosides in natural Cordyceps sinensis and cultured Cordyceps mycelia by capillary electrophoresis // Electrophoresis. – 2001. – V. 22, No 1. – P. 144–150.
Wang H.-S., Ju H.-X., Chen H.-Y. Simultaneous determination of guanine and adenine in DNA using an electrochemically pretreated glassy carbon electrode // Anal. Chim. Acta. – 2002. – V. 461, No 2. – P. 243–250.
Chen G., Hah X., Zhang L., Ye J. Determination of purine and pyrimidine bases in DNA by micellar electrokinetic capillary chromatography with electrochemical detection // J. Chromatogr. A. – 2002. – V. 954, Nо 1–2. – P. 267–276.
Moral P.G., Arin M.J., Resines J.A., Diez M.T. Simultaneous determination of adenine and guanine in ruminant bacterial pellets by ion-pair HPLC // J. Chromatogr. B. – 2005. – V. 826, Nо 1–2. – P. 257–260.
Wang J., Chen G., Muck A., Shin D., Fujishima A. Microchip capillary electrophoresis with a boron-doped diamond electrode for rapid separation and detection of purines // J. Chromatogr. A. – 2004. – V. 1022, Nо 1–2. – P. 207–212.
García del Moral P., Arín M.J., Resines J.A., Díez M.T. Simultaneous determination of adenine and guanine in ruminant bacterial pellets by ion-pair HPLC // J. Chromatogr. B. – 2005. – V. 826, No 1–2. – P. 257–260.
Yeh C.F., Jiang S.J. Determination of monophosphate nucleotides by capillary electrophoresis inductively coupled plasma mass spectrometry // Analyst. – 2002. – V. 127, No 10. – P. 1324–1327.
Heisler I., Keller J., Tauber R., Sutherland M., Fuchs H. A colorimetric assay for the quantitation of free adenine applied to determine the enzymatic activity of ribosome-inactivating proteins // Anal. Biochem. – 2002. – V. 302, No 1. – P. 114–122.
Hao Y.-M., Shen H.-X. Spectrophotometric determination of nucleic acids using palladium(II) complex with 2-(5-bromo-2-pyridylazo)-5-diethylaminophenol // Anal. Chim. Acta. – 2000. – V. 413, No 1–2. – P. 87–94.
Amri C.E., Baron M.H., Maurel M.C. The micro-distribution of carbonaceous matter in the Murchison meteorite as investigated by Raman imaging // Spectrochim. Acta, Part A. – 2005. – V. 61, No 9. – P. 2049–2056.
Huang Y.-F., Chang H.-T. Analysis of adenosine triphosphate and glutathione through gold nanoparticles assisted laser desorption/ionization mass spectrometry // Anal. Chem. – 2007. – V. 79, No 13. – P. 4852–4859. – doi: 10.1021/ac070023x.
Шайдарова Л.Г., Будников Г.К. Химически модифицированные электроды на основе благородных металлов, полимерных пленок или их композитов в органической вольтамперометрии (Обзор) // Журн. аналит. химии. – 2008. – Т. 63, № 10. – С. 1014–1037.
Шайдарова Л.Г., Будников Г.К. Амперометрические сенсоры с каталитическими свойствами в органической вольтамперометрии // Проблемы аналитической химии. Т. 14: Химические сенсоры / Под ред. Ю.Г. Власова. – М.: Наука, 2011. – С. 203–284.
Wang Z., Xiao S., Chen Y. β-Cyclodextrin incorporated carbon nanotubes-modified electrodes for simultaneous determination of adenine and guanine // J. Electroanal. Chem. – 2006. – V. 589, No 2. – P. 237–242.
Sun W., Li Y., Duan Y., Jiao K. Direct electrochemistry of guanosine on multi-walled carbon nanotubes modiﬁed carbon ionic liquid electrode // Electrochimica Acta. – 2009. – V. 54, No 16. – P. 4105–4110. – doi: 10.1016/j.electacta.2009.02.041.
Huang K.-J., Niu D.-J., Sun J.-Y., Han C.-H., Wu Z.-W., Li Y.-L., Xiong X.-Q. Novel electrochemical sensor based on functionalized graphene for simultaneous determination of adenine and guanine in DNA // Colloids Surf., B. – 2011. – V. 82, No 2. – P. 543–549.
Goyal R.N., Gupta V.K., Oyama M., Bachheti N. Voltammetric determination of adenosine and guanosine using fullerene-C₆₀-modified glassy carbon electrode // Talanta. – 2007. – V. 71, No 3. – P. 1110–1117. – doi: 10.1016/j.talanta.2006.06.002.
Abbaspour A., Mehrgardi M.A. Electrocatalytic oxidation of guanine and DNA on a carbon paste electrode modified by cobalt hexacyanoferrate films // Anal. Chem. – 2004. – V. 76, No 19. – P. 5690–5696. – doi: 10.1021/ac049421f.
Chen S.M., Wang C.H., Lin K.C. Electrocatalytic oxidation of guanine and adenine based on iron hexacyanoferrate film modified electrodes // Int. J. Electrochem. Sci. – 2012. – V. 7, No 1. – P. 405–425.
Chu H.W., Thangamuhy R., Chen S.-M. Zinc oxide/zinc hexacyanoferrate hybrid film-modified electrodes for guanine detection // Electroanalysis. – 2007. – V. 19, No 18. – P. 1944–1951. – doi: 10.1002/elan.200703966.
Palecek E., Scheller F., Wang J. Electrochemistry of Nucleic Acids and Proteins. V. 1: Towards Electrochemical Sensors for Genomics and Proteomics (Perspectives in Bioanalysis). – Elsevier Science, 2006. – 808 p.
Будников Г.К., Майстренко В.Н., Вяселев М.Р. Основы современного электрохимического анализа. – М.: Мир: Бином ЛЗ, 2003. – 592 с.
Laviron E. General expression of the linear potential sweep voltammogram in the case of diffusionless electrochemical systems // J. Electroanal. Chem. – 1979. – V. 101, No 1. – P. 19–28. – doi: 10.1016/S0022-0728(79)80075-3.
Andrieux C.P., Saveant J.M. Heterogeneous (chemically modified electrodes, polymer electrodes) vs. homogeneous catalysis of electrochemical reactions // J. Electroanal. Chem. – 1978. – V. 93, No 2. – P. 163–168.

Поступила в редакцию

05.07.16

Шайдарова Лариса Геннадиевна, доктор химических наук, профессор кафедры аналитической химии

Казанский (Приволжский) федеральный университет