Wykorzystanie technik woltamperometrycznych w elektroanalizie i badaniach interakcji DNA

Badania, przedstawione w niniejszej pracy doktorskiej, opisane cyklem 4 publikacji, ukazują dwa odrębne kierunki praktycznego wykorzystania technik woltamperometryczych. Pierwszy z nich dotyczy opracowania elektrochemicznych metod oznaczania wybranych związków, drugi natomiast ukazuje możliwość analizy interakcji z DNA przy użyciu tychże technik. Obiektami badań w omawianym cyklu publikacji były związki o znaczeniu biologicznym, takie jak: sezamol, lamotrygina, laktofen oraz metoksyfenozyd. Do opracowania analitycznych metod oznaczania powyższych związków wykorzystano technikę woltamperometrii fali prostokątnej. Badania prowadzono z wykorzystaniem różnych elektrod roboczych. Dla każdego z badanych związków zoptymalizowano warunki oraz parametry pomiaru, następnie wykreślono zakres liniowej odpowiedzi natężenia prądu piku od stężenia każdego analitu. Wyznaczono granice wykrywalności i oznaczalności opracowanych procedur a ich poprawność zweryfikowano poprzez oznaczenie badanych związków w różnorodnych próbkach rzeczywistych. Dodatkowo, celem uzyskania szczegółowych informacji dotyczących charakteru zachodzących procesów elektrodowych wykonano szereg badań z wykorzystaniem techniki woltamperometrii cyklicznej. Podsumowując część analityczną pracy, można stwierdzić, iż opracowane procedury elektroanalityczne są szybkie, łatwe, stosunkowo tanie oraz pozwalają na monitorowanie stężeń omawianych związków w różnorodnych próbkach rzeczywistych. W drugiej części niniejszej pracy przedstawiono praktyczne podejście wykorzystujące techniki woltamperometryczne do analizy interakcji DNA. W tym celu wykorzystano technikę woltamperometrii cyklicznej jak i fali prostokątnej. Badania polegały na analizie sygnałów pochodzących od omawianych związków po dodaniu do naczynka woltamperometrycznego roztworu DNA. Uzyskane rezultaty pozwoliły oszacować typ zachodzących interakcji oraz obliczyć stałą wiązania analit-DNA. Na podstawie przeprowadzonych analiz można stwierdzić z całą pewnością, iż techniki woltampetrometryczne dają możliwość analizy interakcji z DNA, a sama procedura takich badań nie jest skomplikowana

Electrochemical and theoretical studies of the interaction between anticancer drug ponatinib and dsDNA

Abstract In this study, electrochemical and theoretical studies were performed to explain the interaction mechanism between ponatinib (PNT), a third generation tyrosine kinase inhibitor, and dsDNA. The electrochemical part was conducted in phosphate-buffered saline (PBS) at physiological pH of 7.4 and in acetate buffer with a pH of 4.7, using square wave voltammetry. A boron-doped diamond electrode was used in a bulk-incubated solution. The theoretical part was investigated using computational methods, such as the semiempirical method PM7 and density functional theory (DFT). Significant differences in the electrochemical behavior of PNT in the presence of DNA confirmed the occurrence of interactions. The results obtained in the acetate buffer strongly suggested the preferential interaction of PNT with guanine residues. However, at physiological pH, it can be concluded that PNT interacts with dGua and dAdo in the dsDNA molecule. These results are consistent with outcomes from the theoretical studies, where quantum-chemical calculations showed that both electrochemically detectable nucleobases form hydrogen bonds with the drug. These bonds appeared to be stronger with guanine than with adenine. According to the computational studies, the dsDNA major groove is the energetically preferred site for the complexation of PNT

Analytical performance of clay paste electrode and graphene paste electrode-comparative study

The analytical performance of the clay paste electrode and graphene paste electrode was compared using square wave voltammetry (SWV) and cyclic voltammetry (CV). The comparison was made on the basis of a paracetamol (PA) determination on both working electrodes. The influence of pH and SWV parameters was investigated. The linear concentration ranges were found to be 6.0 × 10−7–3.0 × 10−5 and 2.0 × 10−6–8.0 × 10−5 mol L−1 for clay paste electrode (ClPE) and graphene paste electrode (GrPE), respectively. The detection and quantification limits were calculated as 1.4 × 10−7 and 4.7 ×10−7 mol L−1 for ClPE and 3.7 × 10−7 and 1.2 × 10−6 mol L−1 for GrPE, respectively. Developed methods were successfully applied to pharmaceutical formulations analyses. Scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy were used to characterize ClPE and GrPE surfaces. Clay composition was examined with wavelength dispersive X-ray (WDXRF)

The Influence of Graphene Oxide Composition on Properties of Surface-Modified Metal Electrodes

The present paper describes the effect of the concentration of two graphene oxides (with different oxygen content) in the modifier layer on the electrochemical and structural properties of noble metal disk electrodes used as working electrodes in voltammetry. The chemistry of graphene oxides was tested using EDS, FTIR, UV–Vis spectroscopy, and combustion analysis. The structural properties of the obtained modifier layers were examined by means of scanning electron and atomic force microscopy. Cyclic voltammetry was employed for comparative electrochemical studies