Průtokový tyrozinázový ampérometrický biosenzor připravený z tištěné uhlíkové elektrody pokryté vrstvou grafénu pro stanovení acetaminofenu

The aim of this study was to develop an amperometric biosensor utilizing mushroom (Agaricus bisporus) tyrosinase (EC 1.14.18.1) suitable for the selective determination of acetaminophen in human urine. The presented biological device was based on a commercial screen-printed carbon electrode covered with a thin graphene layer (transducer) with an enzyme (bioreceptor) immobilized with glutaraldehyde and Nafion®, and tested on spiked human urine samples.Cílem této studie byl vývoj ampérometrického biosenzoru využívající enzym tyrozinázu (EC 1.14.18.1) izolované z hub (Agaricus bisporus), který by byl vhodný pro selektivní stanovení acetaminofenu v lidské moči. Toto biologické zařízení využívalo komerčně dostupnou tištěnou uhlíkovou elektrodu pokrytou jednovrstevným grafénem (převodník) a zmíněný enzym (receptor), který byl imobilizovan pomocí glutaraldehydu a Nafiounu®. Zhotovený přístroj byl testován na vzorcích lidské moči obohacené o sledovaná analyt

Elektrochemická studie kompability lakázy z Tramates Versicolor k různým polyfenolickým látkám

The aim of this electrochemical study was to ascertain which position of hydroxy groups on a benzene ring provides electroactive products after enzymatic oxidation by laccase originating from the Trametes versicolor mushroom, exhibiting intense redox signals that are exploitable for their amperometric determination. The electrochemical properties of phenol together with all isomers of benzenediol and cresol at the bare carbon paste electrode (CPE) and CPE modified with enzyme laccase (CPE/Laccase) were investigated using cyclic voltammetry at various scan rates. Comparison of resulting redox signals and their differences confirmed the suitability of classes of polyphenolic compounds as substrates for Trametes versicolor laccase and their potential use as suitable biological components in the development of amperometric enzyme biosensors for the determination of such species. The feasibility of the proposed approach was verified by electrochemical assays of the enzymatic oxidation of polyphenolic analogues of simple phenols, e.g., gentisic acid, caffeic acid, resveratrol, and others.Cílem této elektrochemické studie bylo zjistit, jaká poloha hydroxyskupin na benzenovém kruhu poskytuje elektroaktivní produkty po enzymatické oxidaci lakázy pocházející z houby Trametes versicolor, vykazující intenzivní redoxní signály, které jsou využitelné pro jejich amperometrické stanovení. Elektrochemické vlastnosti fenolu společně se všemi izomery benzenediolu a kresolu na uhlíkové pastové elektrodě (CPE) a CPE modifikované enzymem lakázou (CPE / Laccase) byly zkoumány za použití cyklické voltametrie při různých rychlostech snímání. Srovnání výsledných redoxních signálů a jejich rozdílů potvrdilo vhodnost tříd polyfenolických sloučenin jako substrátů pro lakázu z Trametes versicolor a její potenciální použití jako vhodnou biologicky aktivní složku při vývoji amperometrických enzymových biosenzorů pro stanovení těchto již zmíněných látek. Uskutečnitelnost navrhovaného přístupu byla ověřena elektrochemickými testy enzymatické oxidace polyfenolických analogů jednoduchých fenolů, např. kyseliny gentisové, kyseliny kávové, resveratrolu a dalších

Tyosinázový biosenzor v průtokvé injekční analýze pro přímé stanovení acetaminofenu v lidské moči

An amperometric biosensor compatible with a flow injection analysis (FIA) for highly selective determination of acetaminophen (APAP) in a sample of human urine was developed. This biosensor is also suitable for use in the routine pharmaceutical practice. To prove this statement, two different commercially available pharmaceutical formulations were analyzed. This nano-(bio)electroanalytical device was made from a commercially available screen-printed carbon electrode covered by a thin layer of non-functionalized graphene (NFG) as amperometric transducer. A biorecognition layer was prepared from mushroom (Agaricus bisporus) tyrosinase (EC 1.14.18.1) cross-linked using glutaraldehyde, where resulting aggregates were covered by Nafion (R), a known ion exchange membrane. Owing to the use of tyrosinase and presence of NFG, the developed analytical instrument is able to measure even at potentials of 0 V. Linear ranges differ according to choice of detection potential, namely up to 130 mu mol L-1 at 0 V, up to 90 mu mol L-1 at -0.1 V, and up to 70 mu mol L-1 at -0.15 V. The first mentioned linear range is described by the equation I-p [mu A] = 0.236-0.1984c [mu mol L-1] and correlation coefficient r = 0.9987; this equation was used to quantify the content of APAP in each sample. The limit of detection of APAP was estimated to be 1.1 mu mol L-1. A recovery of 96.8% (c = 25 mu mol L-1, n = 5 measurements) was calculated. The obtained results show that FIA is a very selective method for APAP determination, being comparable to the chosen reference method of reversed-phase high-performance liquid chromatography.Byl vyvinut amperometrický biosenzor kompatibilní s průtokovou injekční analýzou (FIA) pro vysoce selektivní stanovení acetaminofenu (APAP) ve vzorku lidské moči. Tento biosenzor je také vhodný pro použití v běžné farmaceutické praxi. K prokázání tohoto tvrzení byly analyzovány dvě různé komerčně dostupná léčiva. Toto nano-(bio) elektroanalytické zařízení bylo vyrobeno z komerčně dostupné sítotiskové uhlíkové elektrody pokryté tenkou vrstvou nefunkcionalizovaného grafenu (NFG) jako amperometrického převodníku. Biorozpoznávací vrstva byla připravena z houbové (Agaricus bisporus) tyrosinázy (EC 1.14.18.1) zesíťované pomocí glutaraldehydu, kde výsledné agregáty byly pokryty Nafionem (R), jakožto známou iontoměničovou membránou. Díky použití tyrosinázy a přítomnosti NFG je vyvinutý analytický přístroj schopen měřit i při potenciálu detekce 0 V. Lineární rozsahy se liší podle výběru detekčního potenciálu, a to až do 130 µmol L-1 při 0 V, do 90 umol L-1 při -0,1 V a do 70 umol L-1 při -0,15 V. První uvedený lineární rozsah je popsán rovnicí Ip [mu A] = 0,236-0,1984c [mu mol L -1] a korelační koeficient r = 0,9987; tato rovnice byla použita pro kvantifikaci obsahu APAP v každém vzorku. Mez detekce APAP byla odhadnuta na 1,1 umol L-1. Byl vypočítán výtěžek 96,8% (c = 25 um mol L-l, n = 5 měření). Získané výsledky ukazují, že FIA ​​je velmi selektivní metoda pro stanovení APAP, která je srovnatelná s vybranou referenční metodou vysokoúčinné kapalinové chromatografie s obrácenými fázemi