PL227054B1 - Nowy przewodzacy polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie zapomoca neopteryny, isposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru jako warstwy rozpoznajacej czujnika chemicznego doselektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny - Google Patents
Nowy przewodzacy polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie zapomoca neopteryny, isposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru jako warstwy rozpoznajacej czujnika chemicznego doselektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopterynyInfo
- Publication number
- PL227054B1 PL227054B1 PL409981A PL40998114A PL227054B1 PL 227054 B1 PL227054 B1 PL 227054B1 PL 409981 A PL409981 A PL 409981A PL 40998114 A PL40998114 A PL 40998114A PL 227054 B1 PL227054 B1 PL 227054B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- neopterin
- polymer
- layer
- bitiophene
- template
- Prior art date
Links
- BMQYVXCPAOLZOK-UHFFFAOYSA-N Trihydroxypropylpterisin Natural products OCC(O)C(O)C1=CN=C2NC(N)=NC(=O)C2=N1 BMQYVXCPAOLZOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 71
- BMQYVXCPAOLZOK-XINAWCOVSA-N neopterin Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)C1=CN=C2NC(N)=NC(=O)C2=N1 BMQYVXCPAOLZOK-XINAWCOVSA-N 0.000 title claims description 71
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims description 21
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- QPJVMBTYPHYUOC-UHFFFAOYSA-N methyl benzoate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1 QPJVMBTYPHYUOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 18
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229940095102 methyl benzoate Drugs 0.000 claims description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 125000000175 2-thienyl group Chemical group S1C([*])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims description 5
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 4
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- CDDFFMJAOKTPRF-UHFFFAOYSA-M tetrabutylazanium;chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O.CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC CDDFFMJAOKTPRF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 claims description 3
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 claims description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 2
- 229910001914 chlorine tetroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 2
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 2
- 230000001086 cytosolic effect Effects 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims 1
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- HNXQXTQTPAJEJL-UHFFFAOYSA-N 2-aminopteridin-4-ol Chemical compound C1=CN=C2NC(N)=NC(=O)C2=N1 HNXQXTQTPAJEJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 229920000344 molecularly imprinted polymer Polymers 0.000 description 7
- LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthine Chemical compound O=C1NC(=O)NC2=C1NC=N2 LRFVTYWOQMYALW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 6
- DDRJAANPRJIHGJ-UHFFFAOYSA-N creatinine Chemical compound CN1CC(=O)NC1=N DDRJAANPRJIHGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004401 flow injection analysis Methods 0.000 description 6
- LHQIJBMDNUYRAM-DZSWIPIPSA-N L-erythro-biopterin Chemical compound N1=C(N)NC(=O)C2=NC([C@@H](O)[C@@H](O)C)=CN=C21 LHQIJBMDNUYRAM-DZSWIPIPSA-N 0.000 description 5
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- -1 thiophene-2-yl Chemical group 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940109239 creatinine Drugs 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 229940075420 xanthine Drugs 0.000 description 3
- XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M Chlorate Chemical compound [O-]Cl(=O)=O XTEGARKTQYYJKE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000725303 Human immunodeficiency virus Species 0.000 description 2
- LHQIJBMDNUYRAM-UHFFFAOYSA-N L-erythro-Biopterin Natural products N1=C(N)NC(=O)C2=NC(C(O)C(O)C)=CN=C21 LHQIJBMDNUYRAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 2
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AOFUBOWZWQFQJU-SNOJBQEQSA-N (2r,3s,4s,5r)-2,5-bis(hydroxymethyl)oxolane-2,3,4-triol;(2s,3r,4s,5s,6r)-6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O.OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O AOFUBOWZWQFQJU-SNOJBQEQSA-N 0.000 description 1
- 208000023275 Autoimmune disease Diseases 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- 240000006829 Ficus sundaica Species 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 241000282485 Vulpes vulpes Species 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 229960001031 glucose Drugs 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 230000003278 mimic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest nowy przewodzący polimer, zawierający monomery funkcyjne, kwas 2,2'-bitiofeno-5-borowy i p-bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylobenzoesan 2-(cytozy-1-ylo)etylowy oraz monomer sieciujący, 2,4,5,2',4',5'-heksa(tiofeno-2-ylo)-3,3'-bitiofen, molekularnie wdrukowany za pomocą neopteryny i sposób wytwarzania tego polimeru oraz jego zastosowanie jako warstwy rozpoznającej czujnika chemicznego do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny.
Neopteryna (ang. neopterin) (wzór 1 na Fig. 1) należy do rodziny pteryn (ang. pterins). Jest ona produktem przejściowym w syntezie biopteryny (ang. biopterin), która pełni funkcję kofaktora w syntezie neuroprzekaźników {Sucher, R., Schroecksnadel, K., Weiss, G., Margreiter, R., Fuchs, D. Brandacher, G., Cancer Lett. 287 (2010) 13}. Podwyższone stężenie neopteryny w płynach ustrojowych, takich jak surowica czy mocz u pacjenta po przeszczepie, może sygnalizować odrzucenie przeszczepionego narządu. Dlatego stężenie to jest parametrem monitorowanym u tych pacjentów {Carey, B.S., Jain, R., Adams, C L, Wong, K.Y., Shaw, S., Tse, W.Y., Kamiński, E.R., Transpl. Immunol. 28 (2013) 81}. Pomiary stężenia neopteryny są również stosowane do wykrywania ludzkiego wirusa obniżenia odporności (ang. human immunodeficiency viruse, HIV) u pacjentów zakażonych tym wirusem {Murr, C., Widner, B., Wirleitner, B., Fuchs, D., Curr. Drug Metabol. 3 (2002) 175}. Neopteryna może być także wykorzystana jako wskaźnik takich schorzeń jak choroby autoimmunologiczne, choroby układu krążenia, czy neurodegradacji, a także nowotwory złośliwe.
Do oznaczania neopteryny najczęściej stosowana jest wysokosprawna chromatografia cieczowa {Guibal, P., Leveque, N., Doummar, D., Giraud, N., Roze, E., Rodriguez, D., Couderc, R., Billette, T., Villemeur, D., Moussa, F., ACS Chem. Neurosci. 5 (2014) 533} i metoda radioimmunologiczna {Nagatsu, T., Sawada, M., Yamaguchi, T., Sugimoto, T., Matsuura, S., Akino, M., Nakazawa, N., Ogawa H., Anal. Biochem. 141 (1984) 472}. Niestety obie te metody są pracochłonne i kosztowne, a także wymagają wykwalifikowanej obsługi.
Niedogodnościom związanym ze stosowaniem wyżej wymienionych technik analitycznych mogą sprostać czujniki chemiczne z dedykowaną warstwą rozpoznającą neopterynę. W ostatnich kilku latach osiągnięto znaczne postępy w rozwoju selektywnych i powtarzalnie działających czujników chemicznych naśladujących rozpoznawanie występujące w naturze, na podobieństwo takich naturalnych receptorów jak na przykład przeciwciała {Huynh, T.-P., Pieta, P., D'Souza, F., Kutner, W., Anal. Chem, 85 (2013) 8304; Merkoci, A., Alegret, S., TrAC-Trends in Anal. Chem. 21 (2002) 717}. Do selektywnego i odwracalnego przyłączania neopteryny, w niniejszym zgłoszeniu zastosowaliśmy warstwę polimeru wdrukowanego molekularnie (ang. molecularly imprinted polimer, MIP) jako element rozpoznający takiego czujnika. Znane są publikacje, w których opisane jest wykorzystanie MIPów do wykrywania neopteryny {Huang, C.-Y., Hsieh, C.-H., Chen, Y.-L, Lee, M.-H., Lin, C.-F., Tsai, H.-H., Juang, Y.-Z., Liu, B.-D., Lin, H.-Y., IET Nanobiotechnol. 5 (2011) 126; Sole, R.D., Scardino, A., Lazzoi, M.R., Mergola, L., Scorrano, S., Vasapollo, G., Microchim. Acta 180 (2013) 1401}. Jednak ani nie wykazano w nich znaczącego wdrukowania, ani nie przedstawiono selektywności wytworzonych warstw MIP. Dlatego w niniejszym zgłoszeniu przedstawiamy przygotowanie MIPu z wykorzystaniem monomerów bisbitiofenowych jako monomerów funkcyjnych do wytworzenia warstwy MIPu wdrukowanego za pomocą neopteryny.
Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie warstwy MIPu i sposobu jej przygotowania tak, aby mogła być wykorzystana jako element rozpoznający czujnika chemicznego do selektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny. Celem jest również sposób osadzania tej warstwy na przetworniku sygnału chemicznego za pomocą elektropolimeryzacji, korzystnie w warunkach potencjodynamicznych.
Zgodnie z wynalazkiem, rozpoznający przewodzący polimer bisbitiofenowy, charakteryzuje się tym, że stanowi go polimer monomerów funkcyjnych obejmujących kwas 2,2'-bitiofeno-5-borowy i p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesan 2-(cytozy-1-ylo)etylowy oraz monomeru sieciującego obejmującego 2,4,5,2',4',5'-heksa(tiofen-2-ylo)-3,3'-bitiofen, zawierający luki molekularne wdrukowane molekularnie za pomocą neopteryny.
Wynalazek ponadto obejmuje sposób wytwarzania rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego, określonego w zastrz. 1, metodą wdrukowania molekularnego za pomocą elektropolimeryzacji korzystnie potencjodynamicznej, charakteryzujący się tym, że prowadzi się elektropolimeryzację monomerów funkcyjnych obejmujących kwas 2,2'-bitiofeno-5-borowy i p-bis(2,2'-bitieno5-ylo)metylobenzoesan 2-(cytozy-1-ylo)-etylowy, w obecności monomeru sieciującego 2,4,5,2',4',5'PL 227 054 B1
-heksa(tiofen-2-ylo)-3,3'-bitiofenu oraz w obecności neopteryny jako szablonu, który to szablon jest wdrukowywany molekularnie w trakcie tej elektropolimeryzacji, z wytworzeniem rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego z wdrukowanym szablonem neopteryny, z którego po osadzeniu tak otrzymanego polimeru w postaci warstwy na przetworniku sygnału chemicznego - elektrodzie pracującej - wyekstrahowuje się szablon z użyciem roztworu buforu węglanowego zawierającego fluorek potasu i otrzymuje się rozpoznający przewodzący polimer bisbitiofenowy z lukami molekularnymi po wdrukowanym szablonie;
do elektropolimeryzacji stosuje się roztwór mieszaniny rozpuszczalników, korzystnie acetonitylu i 0,1 M NaOH w stosunku objętościowym jak, odpowiednio, 9:1, zawierający neopterynę, kwas
2,2'-bitiofeno-5-borowy, p-bis(2,2'-bitien~5-ylo)metylobenzoesan 2-(cytozy-1-ylo)etylowy i 2,4,5,2',4',5'heksa-(tiofen-2-ylo)-3,3'-bitiofen, korzystnie w stosunku molowym jak, odpowiednio, 1 : 2 : 2 : 6 i 0,1 M elektrolit podstawowy, korzystnie chloran(VII) tetrabutyloamoniowy ((TBA)CIO4); oraz elektropolimeryzację tę prowadzi się w zakresie potencjałów liniowo zmienianym w sposób cykliczny w zakresie od -0,50 do 2,50 V vs Ag/AgCI, przy szybkości zmian potencjałów ze stałą szybkością w zakresie od 5 mV/s do 5 V/s.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku, stosowany potencjał jest liniowo zmieniany w sposób cykliczny w zakresie od 0,50 do 1,40 V względem Ag/AgCI, ze stałą szybkością 50 mV/s.
Korzystnie, w sposobie według wynalazku, do osadzania stosuje się przetworn ik sygnału chemicznego/elektrodę pracującą wybraną spośród grupy stałych elektrod przewodzących, korzystnie elektrody platynowej i płytki szklanej z napylonym złotem.
Wynalazek również obejmuje zastosowanie rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego określonego powyżej, w postaci warstwy, jako elementu rozpoznającego chemicznego czujnika do wykrywania i/lub selektywnego oznaczania neopteryny, zwłaszcza w próbkach biologicznych, korzystnie w moczu i we krwi, zwłaszcza do przetwarzania sygnału chemicznego rozpoznawania neopteryny na użyteczny sygnał analityczny, korzystnie za pomocą zmiany potencjału obwodu otwartego (ang. open circut potential, OCP).
Wynalazek jest bliżej przedstawiony za pomocą korzystnych przykładów wykonania, z odniesieniem do załączonego rysunku, na którym
Fig. 1 przedstawia wzory strukturalne neopteryny 1, kwasu 2,2'-bitiofeno-5-borowego 2, p-bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylobenzoesanu 2-(cytozy-1-ylo)etylowego 3 i 2,4,5,2',4',5'-heksa(tiofeno-2-ylo)-3,3'-bitiofenu 4
Fig. 2 przedstawia proponowany wzór strukturalny kompleksu pre-polimeryzacyjnego neopteryny 1 z monomerami funkcyjnymi, tj. p-bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylobenzoesanem 2-(cytozyno-1-ylo)etylowym 2 i kwasem 2,2'-bitiofeno-5-borowym 3
Fig. 3 przedstawia zmiany prądu w zależności od potencjału podczas osadzania warstwy MIPu za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych na platynowej elektrodzie dyskowej o średnicy 1 mm, przy czym polimeryzacja była prowadzona z zastosowaniem roztworu neopteryny 1, kwasu 2,2'-bitiofeno-5-borowego 2, p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesanu 2-(cytozyno-1-ylo)etylowego 3, 2,4,5,2',4',5'-heksa(tiofeno-2-yl)-3,3'-bitiofenu 4 i 0,1 M (TBA)CIO4 acetonitylu i 0,1 M NaOH, zmieszanych w stosunku objętościowym jak, odpowiednio, 9:1, przy potencjale zmienianym w zakresie od 0,50 do 1,40 V vs Ag/AgCI z szybkością 50 mV/s
Fig. 4 przedstawia histogram usuwania szablonu neopteryny z osadzonej warstwy MIPu przy różnych warunkach ekstrakcji
Fig. 5 przedstawia widma fluorescencji (1) warstwy osadzonej przez odparowanie DMSO z kropli roztworu neopteryny w DMSO, warstwy MlP-neopteryna (2) przed i (3) po ekstrakcji szablonu neopteryny oraz (4) warstwy NIP, wszystkie osadzone na pozłacanych płytkach szklanych, przy długości fali wzbudzającej 353 nm
Fig. 6 przedstawia zależność potencjału elektrycznego obwodu otwartego (OCP) od czasu platynowej elektrody dyskowej o średnicy 1 mm z osadzoną warstwą MIPu i wyekstrahowanym szablonem neopteryny dla różnych stężeń neopteryny w zastrzykiwanych roztworach, w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (ang. flow injection analysis, FIA), przy czym jako roztwór nośny zastosowano mieszaninę 1 M buforu węglanowego o pH = 10 i 0,1 M KF oraz szybkość przepływu 35 pL/min i, co więcej, neopteryna była rozpuszczona w roztworze o takim samym składzie jak roztwór nośny a objętość zastrzyku roztworu neopteryny wynosiła 100 pL
Fig. 7 przedstawia krzywe kalibracji zmiany potencjału elektrycznego obwodu otwartego (OCP) platynowej elektrody dyskowej o średnicy 1 mm (1) z osadzoną warstwą MIPu wdrukowaną
PL 227 054 B1 za pomocą neopteryny i (2) z osadzoną warstwą polimeru niewdrukowanego molekularnie (ang. non-imprinted polimer, NIP) dla różnych stężeń analitu neopteryny Fig. 8 przedstawia krzywe kalibracyjne zmian potencjału elektrycznego obwodu otwartego (OCP) platynowej elektrody dyskowej o średnicy 1 mm z osadzoną warstwą MIPu wdrukowaną za pomocą neopteryny dla (i) analitu neopteryny oraz substancji przeszkadzających, takich jak (2)
6-biopteryna (ang. 6-biopterin), (3) pteryna (ang. pterin), (4) glukoza (ang. glucose), (5) ksantyna (ang. xanthine), (6) kreatynina (ang. creatinine) oraz (7) z osadzoną warstwą NIPu dla analitu neopteryny.
Korzystne przykłady wykonania wynalazku
P r z y k ł a d 1
Osadzanie warstwy MIPu na różnych elektrodach
Warstwy polimerów wdrukowanych molekularnie osadzono za pomocą elektropolimeryzacji w warunkach potencjodynamicznych, w kilku cyklach zmiany potencjału, na różnych elektrodach, w tym na platynowej elektrodzie dyskowej o średnicy 1 mm oraz na płytce szklanej z napyloną warstwą złota. Elektropolimeryzację prowadzono w zakresie potencjałów od 0,50 V do 1,40 V vs Ag/AgCI, przy szybkości zmian potencjałów 50 mV/s. Na Fig. 3 przedstawiono krzywe potencjodynamiczne osadzania warstwy MIPu na platynowej dyskowej elektrodzie. Do polimeryzacji zastosowano roztwór 0,25 mM neopteryny, 0,5 mM p-bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylobenzoesanu 2-(cytozyno-1-ylo)etylowego, 0,5 mM kwasu 2,2'-bitiofeno-5-borowego, 1,5 mM 2,4,5,2,,4,,5,-heksa(tiofeno-2-ylo)-3,3'-bitiofenu o stosunku molowym jak, odpowiednio, 1 : 2 : 2 : 6 w acetonitrylu i 0,1 M NaOH zmieszanych w stosunku objętościowym jak, odpowiednio, 9:1. Jako elektrolit podstawowy do elektropolimeryzacji zastosowano 0,1 M chloran(VII) tetrabutyloamonowy, (TBA)CIO4. Elektropolimeryzację przeprowadzono w układzie trójelektrodowym, w którym jako elektrodę pracującą zastosowano platynową elektrodę dyskową o średnicy 1 mm lub płytkę szklaną z napyloną warstwą złota. Jako przeciwelektrodę zastosowano zwinięty w helisę drucik platynowy o średnicy 1 mm. Po elektropolimeryzacji, osadzoną warstwę MIPu przemyto acetonitrylem w celu usunięcia pozostałości elektrolitu podstawowego.
Dla porównania przygotowano warstwę polimeru niewdrukowanego (ang. non-imprinted polimer, NIP). Warstwę tę osadzono według procedury opisanej powyżej, z roztworu niezawierającego neopteryny.
P r z y k ł a d 2
Usuwanie szablonu neopteryny z osadzonej warstwy MIPu
W celu sprawdzenia, czy szablon neopteryny został całkowicie wyekstrahowany z warstwy MIPu, osadzono warstwę MIPu na płytce szklanej z napylonym złotem według procedury opisanej w Przykładzie 1. Do ekstrakcji zastosowano roztwór 0,1 M buforu węglanowego o pH = 10 i 0,1 M KF. Na Fig. 4 przedstawiono histogram usuwania neopteryny z MIPu dla różnych warunków ekstrakcji. Szablon neopteryny został usunięty w największym stopniu, jeżeli do elektrody spolaryzowanej stałym potencjałem do 0,50 V vs Ag/AgCI przyłożono napięcie zmienne o amplitudzie 10 mV i częstotliwości 20 Hz. Ekstrakcję prowadzono przez 90 min.
Do potwierdzenia wymycia szablonu neopteryny z warstwy MIPu wykorzystane zostały pomiary fluorescencyjne, które przeprowadzono za pomocą spektrofluorymetru Fluorolog-3 model FL3-22 firmy Horiba Jobin Yvon. Napylone złotem płytki szklane z osadzoną warstwą MIPu mocowane były w uchwycie do próbek stałych model J1933 pod kątem 30° względem promieni padających ze źródła światła wzbudzającego. Pomiary były prowadzone przy długości fali wzbudzenia 353 nm.
Na Fig. 5 przedstawiono widma fluorescencji warstwy MIPu przed i po ekstrakcji szablonu neopteryny, a także widma warstwy NIPu jako próby kontrolnej i warstwy neopteryny osadzonej przez odparowanie DMSO z kropli roztworu neopteryny w DMSO. Przy tej długości fali wzbudzającej maksimum intensywności fluorescencji neopteryny występowało przy długości fali 424 nm. Pasmo fluorescencji warstwy MIPu widoczne przed ekstrakcją szablonu neopteryny znika po jego ekstrakcji. Widmo po ekstrakcji jest podobne do widma warstwy NIPu, co potwierdza całkowite wymycie neopteryny z warstwy MIPu.
P r z y k ł a d 3
Oznaczanie neopteryny za pomocą pomiaru zmiany potencjału obwodu otwartego (OCP) w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej (FIA)
W celu oznaczenia neopteryny za pomocą pomiaru zmiany OCP w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej zastosowano platynową elektrodę dyskową o średnicy 1 mm z warstwą MIPu osadzoną według procedury opisanej w Przykładzie 1. Następnie z warstwy tej wyekstrahowano szablon
PL 227 054 B1 neopteryny zgodnie z procedurą podaną w Przykładzie 2. Wówczas elektrodę tę umieszczono w naczynku przepływowym {Soucaze-Guillous, B. Kutner, W., Electroanalysis 9 (1997) 32} o pojemności ~35 mL wypełnionym roztworem nośnym, tj. mieszaniną roztworu 0,1 M buforu węglanowego o pH = 10 i 0,1 M KF. Elektroda została umieszczona w odległości 300 μΜ nad wylotem kapilary doprowadzającej roztwór nośny do naczynka przepływowego. Elektrodę tę precyzyjnie ustawiono za pomocą śruby mikrometrycznej tego naczynka. Elektrodą pomocniczą był drut platynowy zwinięty w helisę, natomiast elektrodą odniesienia była elektroda Ag/AgCI. Naczynko zostało podłączone do potencjostatu model SP-300 firmy BioLogic SAS (Claix, Francja) sterowanego oprogramowaniem EC-LAB® tej samej firmy. Następnie przez naczynko przepuszczono roztwór nośny, z szybkością przepływu 35 μL/min, za pomocą efuzyjnej pompy strzykawkowej model 78/100 firmy KD Scientific (Holliston MA, USA). Do zastrzykiwania próbek zastosowano obrotowy zawór dozujący model 7725i firmy Rheodyne (Cotati CA, USA). Objętość zastrzykiwanej próbki wynosiła 100 μL. Próbki neopteryny rozpuszczono w roztworze o takim samym składzie jak skład roztworu nośnego.
Wyniki pomiarów rejestrowano jako zmianę OCP funkcji czasu. Na Fig. 6 przedstawiono zmiany OCP dla kolejnych zastrzyków roztworu neopteryny o różnych stężeniach. W celach porównawczych wykonano takie same pomiary dla platynowej elektrody dyskowej pokrytej warstwą NIPu. Współczynnik wdrukowania, tj. stosunek nachylenia krzywej kalibracyjnej skonstruowanej za pomocą elektrody pokrytej warstwą MIPu do NIPu wyniósł 6,13. Krzywe kalibracyjne dla warstwy MIPu i NIPu są przedstawione na Fig. 7.
P r z y k ł a d 4
Wyznaczanie selektywności chemoczujnika z warstwą MIPu z wdrukowaną neopteryną za pomocą pomiaru zmiany potencjału obwodu otwartego
Selektywność chemosensora wyznaczono za pomocą szeregu pomiarów zmiany OCP platynowej elektrody dyskowej o średnicy 1 mm pokrytej warstwą MIPu z wdrukowaną neopteryną z wyekstrahowanym szablonem neopteryny. Wyniki tych pomiarów przedstawiono w postaci krzywych kalibracyjnych na Fig. 8. Do tych pomiarów wykorzystano zarówno analit neopterynę jak i substancje przeszkadzające w jej oznaczaniu, o strukturze podobnej do struktury neopteryny, w tym 6-biopterynę (ang. 6-biopterin), pterynę (ang. pterin) i substancje, które są składnikami płynów ustrojowych, w tym glukozę (ang. glucose), ksantynę (ang. xanthine) i kreatyninę (ang. creatinine). Z nachylenia krzywych kalibracyjnych wyznaczono czułość chemosensora z warstwą MIPu względem tych substancji, a także wyznaczono selektywność, to znaczy stosunek czułości chemosensora względem neopteryny do jego czułości względem substancji przeszkadzającej (Tabela 1).
T a b e l a 1
Czułość i selektywność chemosensora z warstwą MIPu, wdrukowaną za pomocą neopteryny, względem substancji przeszkadzających w oznaczaniu neopteryny
| Warsztwa rozpoznająca / Analit | Czułość ± odchyl. stand. Mv mM-1 | Selektywność |
| MIP-neopteryna / neopteryna | -7,01 ± 0,15 | - |
| MIP-neopteryna / 6-biopteryna | -0,10 ± 1,08 | 69,72 |
| MIP-neopteryna / pteryna | -2,01 ± 0,15 | 3,49 |
| MIP-neopteryna / glukoza | 0 | - |
| MIP-neopteryna / ksantyna | 0 | - |
| MIP-neopteryna / kreatynina | -0,42 ± 0,12 | 16,68 |
Wnioski
Elektropolimeryzacja w warunkach potencjodynamicznych zapewnia osadzanie warstwy MIPu wdrukowanego neopteryną o grubości i homogeniczności odpowiedniej do oznaczania neopteryny.
Zastosowane warunki ekstrakcji w największym stopniu umożliwiają wymycie szablonu neopteryny z warstwy MIPu.
Zastosowanie chemosensora w pomiarach OCP w warunkach analizy przepływowo-wstrzykowej sprawia, że oznaczanie neopteryny jest szybkie i powtarzalne, co umożliwia oznaczanie neopteryny w analizie on line.
Claims (5)
- Zastrzeżenia patentowe1. Rozpoznający przewodzący polimer bisbitiofenowy, znamienny tym, że stanowi go polimer monomerów funkcyjnych obejmujących kwas 2,2'-bitiofeno-5-borowy i p-bis(2,2'-bitien-5-ylo)metylobenzoesan 2-(cytozy-1-ylo)etylowy oraz monomeru sieciującego obejmującego 2,4,5,2',4',5'-heksa(tiofen-2-ylo)-3,3'-bitiofen, zawierający luki molekularne wdrukowane molekularnie za pomocą neopteryny.
- 2. Sposób wytwarzania rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego, określonego w zastrz. 1, metodą wdrukowania molekularnego za pomocą elektropolimeryzacji korzystnie potencjodynamicznej, znamienny tym, że prowadzi się elektropolimeryzację monomerów funkcyjnych obejmujących kwas 2,2'-bitiofeno-5-borowy i p-bis(2,2'-bitieno-5-ylo)metylobenzoesan 2-(cytozy-1-ylo)-etylowy, w obecności monomeru sieciującego 2,4,5,2‘,4‘,5‘-heksa(tiofen-2-ylo)-3,3‘-bitiofenu oraz w obecności neopteryny jako szablonu, który to szablon jest wdrukowywany molekularnie w trakcie tej elektropolimeryzacji, z wytworzeniem rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego z wdrukowanym szablonem neopteryny, z którego po osadzeniu tak otrzymanego polimeru w postaci warstwy na przetworniku sygnału chemicznego - elektrodzie pracującej - wyekstrahowuje się szablon z użyciem roztworu buforu węglanowego zawierającego fluorek potasu i otrzymuje się rozpoznający przewodzący polimer bisbitiofenowy z lukami molekularnymi po wdrukowanym szablonie;do elektropolimeryzacji stosuje się roztwór mieszaniny rozpuszczalników, korzystnie acetonitylu i 0,1 M NaOH w stosunku objętościowym jak, odpowiednio, 9:1, zawierający neopterynę, kwas 2,2'-bitiofeno-5-borowy, p-bis(2,2‘-bitien-5-ylo)metylobenzoesan 2-(cytozy-1-ylo)etylowy i 2,4,5,2',4',5'-heksa(tiofen-2-ylo)-3,3'-bitiofen, korzystnie w stosunku molowym jak, odpowiednio, 1 : 2 : 2 : 6 i 0,1 M elektrolit podstawowy, korzystnie chloran(VII) tetrabutyloamoniowy ((TBA)CIO4);oraz elektropolimeryzację tę prowadzi się w zakresie potencjałów liniowo zmienianym w sposób cykliczny w zakresie od -0,50 do 2,50 V vs Ag/AgCI, przy szybkości zmian potencjałów ze stałą szybkością w zakresie od 5 mV/s do 5 V/s.
- 3. Sposób według zastrz. 2 albo 3, znamienny tym, że stosowany potencjał jest liniowo zmieniany w sposób cykliczny w zakresie od 0,50 do 1,40 V względem Ag/AgCI, ze stałą szybkością 50 mV/s.
- 4. Sposób według zastrz. 2 albo 3, albo 4, znamienny tym, że do osadzania stosuje się przetwornik sygnału chemicznego - elektrodę pracującą - wybraną spośród grupy elektrod stałych, korzystnie platynowej elektrody dyskowej i płytki szklanej z napylonym złotem.
- 5. Zastosowanie rozpoznającego przewodzącego polimeru bisbitiofenowego określonego w zastrz. 1, w postaci warstwy, jako elementu rozpoznającego chemicznego czujnika do wykrywania i/lub selektywnego oznaczania neopteryny, zwłaszcza w próbkach biologicznych, korzystnie w moczu i we krwi, zwłaszcza do przetwarzania sygnału chemicznego rozpoznawania neopteryny na użyteczny sygnał analityczny, korzystnie za pomocą zmiany potencjału obwodu otwartego (ang. open circut potential, OCP).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL409981A PL227054B1 (pl) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | Nowy przewodzacy polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie zapomoca neopteryny, isposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru jako warstwy rozpoznajacej czujnika chemicznego doselektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL409981A PL227054B1 (pl) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | Nowy przewodzacy polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie zapomoca neopteryny, isposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru jako warstwy rozpoznajacej czujnika chemicznego doselektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL409981A1 PL409981A1 (pl) | 2016-05-09 |
| PL227054B1 true PL227054B1 (pl) | 2017-10-31 |
Family
ID=55910508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL409981A PL227054B1 (pl) | 2014-11-03 | 2014-11-03 | Nowy przewodzacy polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie zapomoca neopteryny, isposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru jako warstwy rozpoznajacej czujnika chemicznego doselektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL227054B1 (pl) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL233295B1 (pl) * | 2017-09-15 | 2019-09-30 | Inst Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk | Polimer wdrukowany molekularnie za pomocą p-synefryny, sposób jego otrzymywania oraz zastosowanie |
| PL238793B1 (pl) * | 2017-09-15 | 2021-10-04 | Inst Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk | Polimer wydrukowany molekularnie z wbudowanym próbnikiem redoks i solą dostarczającą przeciwjony oraz selektywny czujnik chemiczny do elektrochemicznego oznaczania wybranych analitów z warstwą polimeru wydrukowanego molekularnie, jako jednostką rozpoznającą |
-
2014
- 2014-11-03 PL PL409981A patent/PL227054B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL409981A1 (pl) | 2016-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Molecularly imprinted polymer (MIP) based electrochemical sensors and their recent advances in health applications | |
| Yeasmin et al. | Nano gold-doped molecularly imprinted electrochemical sensor for rapid and ultrasensitive cortisol detection | |
| Liu et al. | Electrochemical sensor based on a poly (para-aminobenzoic acid) film modified glassy carbon electrode for the determination of melamine in milk | |
| Florea et al. | Electrochemical sensing of cocaine in real samples based on electrodeposited biomimetic affinity ligands | |
| Pietrzyk et al. | Molecularly imprinted polymer (MIP) based piezoelectric microgravimetry chemosensor for selective determination of adenine | |
| Khan et al. | Recent advances in electrochemical and optical sensors for detecting tryptophan and melatonin | |
| Shekarchizadeh et al. | Selective determination of sucrose based on electropolymerized molecularly imprinted polymer modified multiwall carbon nanotubes/glassy carbon electrode | |
| Chasta et al. | Molecularly imprinted sensor based on o-aminophenol for the selective determination of norepinephrine in pharmaceutical and biological samples | |
| Benachio et al. | Employing molecularly imprinted polymers in the development of electroanalytical methodologies for antibiotic determination | |
| CN102621209A (zh) | 一种检测黄曲霉毒素b1的印迹膜传感电极 | |
| CN110057878B (zh) | 一种氯胺酮毒品的分子印迹电化学检测方法 | |
| Gillis et al. | Electrochemical measurement of quantal exocytosis using microchips | |
| PL227054B1 (pl) | Nowy przewodzacy polimer bisbitiofenowy, wdrukowany molekularnie zapomoca neopteryny, isposób jego przygotowania oraz zastosowanie tego polimeru jako warstwy rozpoznajacej czujnika chemicznego doselektywnego wykrywania i/lub oznaczania neopteryny | |
| Tadi et al. | Voltammetric determination of pindolol in biological fluids using molecularly imprinted polymer based biomimetic sensor | |
| Ebrahimi et al. | Aptasensing of rivaroxaban in human plasma using KCC-1-NH-CS2 modified conductive nano-ink: A new biosensor | |
| Lakshmi et al. | Development of Uric Acid Sensor Based on Molecularly Imprinted Polymer‐Modified Hanging Mercury Drop Electrode | |
| CN109060764A (zh) | 一种功能化的sers平台制备方法及其对atp的检测应用 | |
| CN104597092B (zh) | 一种双氰胺分子印迹聚合物膜电极的制备方法 | |
| Liu et al. | Xanthine microsensor based on polypyrrole molecularly imprinted film modified carbon fiber microelectrodes | |
| Weetall et al. | Electrochemically deposited polymer‐coated gold electrodes selective for 2, 4‐dichlorophenoxyacetic acid | |
| Bai et al. | A novel sensitive electrochemical sensor for podophyllotoxin assay based on the molecularly imprinted poly-o-phenylenediamine film | |
| Zhai et al. | Real-time calcium uptake monitoring of a single renal cancer cell based on an all-solid-state potentiometric microsensor | |
| Karim-Nezhad et al. | Signal amplification for sumatriptan sensing based on polymeric surface decorated with Cu nanoparticles | |
| Zehra et al. | A Conjugated Polymer‐Based Portable Smartphone Platform for Sensitive and Point‐Of‐Care Detection of Monoamine Neurotransmitter | |
| CN102735711B (zh) | 测量溶液中的微量待测物浓度的方法及麻醉剂感测晶片 |