Determination of catecholamines in pharmaceutical formulations using a biosensor modified with a crude extract of fungi laccase (Pleurotus ostreatus)

Abstract

Um biossensor de pasta de carbono modificado com extrato bruto enzimático do fungo Pleurotus ostreatus como fonte de lacase é proposto para a determinação de catecolaminas em formulações farmacêuticas. Essa enzima catalisa a oxidação de adrenalina ou dopamina nas quinonas correspondentes e a corrente obtida na redução eletroquímica de cada um dos produtos é relacionada a concentração dessas catecolaminas em solução da amostra. O efeito da concentração de lacase de 0,29 a 1,8 U/mg de pasta de carbono, do pH de 3,0 a 8,0, da velocidade de varredura de 10 a 40 mV s -1 e amplitudes de pulso de potencial de 10 a 60 mV sobre a resposta voltamétrica de pulso diferencial foi investigado. O desvio padrão relativo foi menor que 1,8% para solução de hidroquinona 2,8 x 10 -4 mol L -1 em pH 7 (n=10). Recuperações variando de 97,3 a 101% para adrenalina e de 95,8 a 102% para dopamina foram obtidas. As curvas analíticas foram lineares no intervalo de concentração de adrenalina de 6,0 x 10 -5 a 7,0 x 10 -4 mol L -1 e de 7,0 x 10 -5 a 4,0 x 10 -4 mol L -1 para dopamina, com limites de detecção de 7,9 x 10 -6 mol L -1 e 9,8 x 10 -6 mol L -1 , respectivamente. Esse biossensor foi empregado para a determinação de adrenalina e dopamina em formulações farmacêuticas. Os resultados obtidos com o biossensor para a determinação dessas catecolaminas em formulações farmacêuticas estão em concordância a um nível de confiança de 95% com o procedimento da Farmacopéia americana.A carbon paste biosensor modified with a crude enzymatic extract of the Pleurotus ostreatus fungi as a laccase source is proposed for catecholamine determination in pharmaceutical formulations. This enzyme catalyzes the oxidation of adrenaline or dopamine in the corresponding quinones and the current obtained in the electrochemical reduction of each of the products is related to the concentration of these catecholamines in the sample solution. The effect of the laccase concentration from 0.29 to 1.8 U/mg of carbon paste, pH from 3.0 to 8.0, scan rate from 10 to 40 mV s -1 and potential pulse amplitude from 10 to 60 mV on the differential pulse voltammetric response was investigated. The relative standard deviation was smaller than 1.8% for a 2.8 x 10 -4 mol L -1 hydroquinone solution at pH 7.0 (n=10). Recoveries varied from 97.3 to 101% for adrenaline and from 95.8 to 102% for dopamine. The analytical curves were rectilinear in the adrenaline concentration range from 6.0 x 10 -5 to 7.0 x 10 -4 mol L -1 and 7.0 x 10 -5 to 4.0 x 10 -4 mol L -1 for dopamine, with detection limits of 7.9 x 10 -6 mol L -1 and 9.8 x 10 -6 mol L -1 , respectively. This biosensor was used for adrenaline and dopamine determinations in pharmaceutical formulations. The results obtained using the proposed biosensor are in close agreement with those obtained using an American Pharmacopoeia procedure at a 95% confidence level. Keywords: laccase, Pleurotus ostreatus, catecholamines, biosensor IntroductionCatecholamines play an important role in the central nervous system as neurotransmitters. They als...

Biosensor Based on Brut Extract from Laccase (Pycnoporus sanguineus) for Environmental Analysis of Phenolic Compounds

“…Outro fator positivo está na facilidade e segurança de produção, a qual envolve fungos não patogénicos; entre estes temos o Pycnoporus sanguineus cuja lacase ainda não havia sido avaliada no desenvolvimento de sensores. Os estudos iniciais de atividade enzimática para o extrato bruto desta enzima resultaram em uma excelente atividade de aproximadamente 2500 U/mL de extrato bruto, a qual se manteve estável por tempo de estocagem superior a 6 meses a 4 o C. Entre as diversas técnicas de imobilização descritas na literatura optou-se pelo uso de transdutores de pasta de carbono por sua inerente simplicidade [6,[11][12][13][14]. Assim, foram avaliadas diferentes composições, variando-se não somente a proporção de extrato enzimático, como também de aditivos comumente utilizados no desenvolvimento de biossensores tais como, o glutaraldeido, que promove maior fixação da enzima ao eletrodo, e a albumina, que em geral confere à pasta características mais favoráveis à atividade enzimática.…”

“…em que se observa boa atividade enzimática, justifica o uso das lacases na confecção de biossensores para interesses analíticos diversos [4][5][6][7][8]. O desempenho do biossensor a base de Lacase depende entre outros fatores, da eficiência de imobilização, das condições de ensaio (pH, temperatura, solução eletrolítica, mediadores), do número de enzimas imobilizadas por área superficial, sistema de transdução utilizado, bem como do(s) tipo(s) de enzima(s) empregada(s) [5,6,[11][12][13][14]. No presente trabalho, foram desenvolvidos biossensores de pasta de carbono modificados com extrato enzimático bruto obtido de culturas do fungo Pycnoporus sanguineus, avaliando-se ainda o efeito do emprego de biopolímeros como soro albumina bovina (BSA) e glutaraldeido no desempenho do biossensor.…”

Imobilização da lacase em micropartículas de quitosana obtidas por spray drying e usadas na construção de biossensores

“…Embora os centros de cobre sejam similares para todas as lacases de fungos, diferenças significativas são observadas nas propriedades termodinâmicas e cinéticas em função do microorganismo de origem. [15][16][17] As lacases são usadas em diversas aplicações industriais, incluindo biorremediação, clarificação de vinho, análise de drogas, produção de etanol e construção de biossensores. 18,19 Vários biossensores contendo lacase imobilizada têm sido desenvolvidos para a determinação de compostos fenólicos.…”

Wood production, wood technology, and biotechnological impacts

“…Enzyme immobilisation is an integral part in the production of laccase-based biosensors constructed to measure concentrations of phenolic compounds in waste waters and other samples taken from the environment, to determine the phenol contents in wines, teas, and other beverages, to define concentrations of compounds in pharmaceutical formulations and medical samples, to screen plant extracts for phenolic compounds, and to detect toxic phenolic chemicals including xenobiotic compounds in various other materials (Ghindilis et al 1992, Yaropolov et al 1994, Leite et al 2003, Gomes et al 2004, JaroszWilkolazka et al 2004, Gamella et al 2006, Vianello et al 2006; see also Chapter 12 of this book). In addition, the involvement of molecular oxygen in laccase catalysis allows to measure oxygen with such biosensors, even at rather low levels (Gardiol et al 1996).…”