Advances in the Voltammetric Analysis of Small Biologically Relevant Compounds

Lawrence, Nathan S.; Beckett, Emma L.; Davis, James A.; Compton, Richard G.

doi:10.1006/abio.2002.5584

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“…O desenvolvimento de sensores eletroquímicos é uma das áreas de maior e mais rápido crescimento dentro da Química Analítica, principalmente devido aos novos desafios impostos por amostras de interesse industrial, clínico e ambiental, que têm levado a uma crescente busca por sensores com melhores características, tais como alta sensibilidade, seletividade e estabilidade [1][2][3][4][5][6][7][8] . Apesar da grande versatilidade e perspectivas apresentadas pelos sensores eletroquímicos, a utilidade de um eletrodo é muitas vezes limitada devido a uma passivação gradual de sua superfície, que é conseqüência principalmente da adsorção dos produtos da própria reação de óxido-redução utilizada na detecção, ou ainda, dos sub-produtos destas reações que podem se polimerizar e se depositar sobre a superfície dos eletrodos 6 .…”

Section: Introductionunclassified

Emprego de monocamadas auto-organizadas no desenvolvimento de sensores eletroquímicos

Freire¹,

Pessôa²,

Kubota³

2003

Quím. Nova

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Recebido em 18/7/02; aceito 9/10/02 SELF-ASSEMBLED MONOLAYERS APPLICATIONS FOR THE DEVELOPMENT OF ELECTROCHEMICAL SENSORS. Selfassembled monolayers (SAMs) modified electrodes exhibit unique behavior that can greatly benefit electrochemical sensing. This brief review highlights the applications of SAM modified electrodes in electroanalytical chemistry. After a general introduction, which includes the approaches for SAM development, different electrochemical systems for detecting inorganic and organic species are described and discussed. Special attention to the coupling of biological sensing element to the SAM is given, which can selectively recognize the analyte. Future prospects are also evaluated.Keywords: chemically modified electrodes; self-assembled monolayers; electrochemical sensors. INTRODUÇÃOO desenvolvimento de sensores eletroquímicos é uma das áreas de maior e mais rápido crescimento dentro da Química Analítica, principalmente devido aos novos desafios impostos por amostras de interesse industrial, clínico e ambiental, que têm levado a uma crescente busca por sensores com melhores características, tais como alta sensibilidade, seletividade e estabilidade [1][2][3][4][5][6][7][8] . Apesar da grande versatilidade e perspectivas apresentadas pelos sensores eletroquímicos, a utilidade de um eletrodo é muitas vezes limitada devido a uma passivação gradual de sua superfície, que é conseqüência principalmente da adsorção dos produtos da própria reação de óxido-redução utilizada na detecção, ou ainda, dos sub-produtos destas reações que podem se polimerizar e se depositar sobre a superfície dos eletrodos 6 . Além disso, a sensibilidade de muitos analitos importantes pode ser prejudicada em função da cinética de transferência de elétrons entre estes compostos e os materiais dos eletrodos ser excessivamente lenta 9 . Uma outra limitação é a dificuldade de discriminar entre compostos alvos que possuam características redox similares 9 . Uma área que oferece grande potencial para minimizar os problemas acima descritos, e conseqüentemente para aumentar a aplicabilidade e eficiência dos sensores eletroquímicos, é a que compreende os chamados eletrodos quimicamente modificados (EQM) 9,10 . A habilidade para controlar e manipular deliberadamente as propriedades das superfícies dos eletrodos pode proporcionar uma variedade de efeitos atrativos, levando a superfícies com características que podem contornar efetivamente muitos dos problemas apresentados pelos sensores eletroquímicos tradicionais.Estudos experimentais, suportados pela teoria, têm mostrado que a velocidade de transferência de elétrons pode ser sensivelmente afetada em função da modificação da superfície dos eletrodos 11. A classificação das reações do eletrodo pode ser feita com base no grau de interação entre os reagentes e a superfície do eletrodo, ocorrida durante o estado de transição da transferência de elétrons 12 . Os processos de transferência de elétrons onde as interações entre as espécies reagentes e a superfície do eletrodo são fracas e não es...

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Section: Introductionunclassified

Emprego de monocamadas auto-organizadas no desenvolvimento de sensores eletroquímicos

Freire¹,

Pessôa²,

Kubota³

2003

Quím. Nova

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“…However, many electroanalyses of biological samples require the prior use of a separation technique as samples may contain many reactive species that may impede the electrochemical detection. [1][2]4,8,15,17,[20][21][22][23][24] This becomes a particular problem when continual and high throughput monitoring is needed.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Selective Thiol Detection in Authentic Biological Samples with the Use of Screen-printed Electrodes

Lee

Compton

2015

ANAL. SCI.

Self Cite

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A selective voltammetric determination of homocysteine and glutathione was applied to cell tissue culture media and human plasma via a single two-step method. The two-step method relies on the 1,4-Michael addition reaction between electro-oxidized catechol and the target thiol. Furthermore, the procedure relies on the differing reaction kinetics of the ortho-quinone with various thiol species giving different responses as a function of the scan rate. At faster scan rates homocysteine is only detected, while at slower scan rates the adduct signal reflects both homocysteine and glutathione. As a result, the quantification of both homocysteine and glutathione can be determined with a combination of both sets of data. The previous proof-of-concept (P. T. Lee, D. Lowinsohn, and R. G. Compton, Sensors, 2014, 14, 10395), is applied to the quantification of thiols in both tissue culture media and human plasma alone. Analytical parameters were determined for both homocysteine and glutathione in the respective media and the linear range. The sensitivities in tissue culture media are ca. 3 nA μM -1 and ca. 1 nA μM -1 and the limits of detections are ca. 2 μM and ca. 1 μM for homocysteine and glutathione, respectively. In human plasma, the sensitivities were determined to be 94 and 39 nA μM -1 , and the limit of detections are ca. 0.8 μM and ca. 0.8 μM for homocysteine and glutathione, respectively.

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“…The main advantages in using these films are the low detection limits and absence of residues [45,46]. A five-tetralayer of LbL films (sequence 1) was employed here as a modified electrode for DA detection.…”

Section: Dopamine Sensingmentioning

confidence: 99%

Influence of Natural Polysaccharides on the Redox Processes of CuTsPc Thin Films and Dopamine Sensing

Moura¹

2013

IJMSA

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Abstract:Energy diagrams have been obtained for copper tetrasulfonated phthalocyanine (CuTsPc) from electrochemical and electronic absorption measurements in layer-by-layer (LbL) films with cashew (Anacardium occidentale L.) and angico branco (Anadenanthera colubrina) natural polysaccharides in the anionic layers. In this study, LbL films were produced with either copper tetrasulfonated phthalocyanine or polysaccharides (cashew or angico branco). Since CuTsPc and the gums are polyanions, the multilayer deposition was carried out in a tetralayer fashion, in which a conventional cationic polyelectrolyte, namely poly (allylamine hydrochloride) (PAH), was interposed between the polyanionic layers. An alternative for the simultaneous determination of electrochemical signals was using the deconvolution procedure. Mathematical deconvolution of the peaks followed Gaussian analysis. The presence of the gum led to increased adsorption of the phthalocyanine, and enhanced the UV-VIS absorption and electrochemical response of the films. Furthermore, modified electrodes based on polysaccharides/phthalocyanine films were able to detect dopamine at concentrations as low as 10 -5 mol/L.

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Advances in the Voltammetric Analysis of Small Biologically Relevant Compounds

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Emprego de monocamadas auto-organizadas no desenvolvimento de sensores eletroquímicos

Emprego de monocamadas auto-organizadas no desenvolvimento de sensores eletroquímicos

Selective Thiol Detection in Authentic Biological Samples with the Use of Screen-printed Electrodes

Influence of Natural Polysaccharides on the Redox Processes of CuTsPc Thin Films and Dopamine Sensing

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