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Oct 09, 2023

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Scientific Reports volume 13、記事番号: 16803 (2023) この記事を引用 263 アクセス 4 Altmetric Metrics の詳細 スマトリプタンの測定のための電気化学的感覚プラットフォームが紹介されています

Scientific Reports volume 13、記事番号: 16803 (2023) この記事を引用

263 アクセス

4 オルトメトリック

メトリクスの詳細

水溶液およびヒト血清中のスマトリプタン (SUM) を測定するための電気化学的感覚プラットフォームが提供されます。 ペンシルグラファイト電極 (PGE) は、サイクリック ボルタンメトリー技術によって電気化学的に剥離され、亜鉛ベースの金属 - 有機骨格 (Zn(II)-MOF) のナノ粒子を使用してさらに修飾されました。 作製した Zn(II)-MOF/EDPGE 電極は、電気酸化反応による SUM の高感度電気化学的検出に利用されました。 Zn(II)-MOF は水熱合成され、さまざまな技術によって特性評価されました。 PGE の電気化学的剥離により多孔質基板が得られ、修飾剤の効果的な固定化が促進されます。 設計されたセンサーは、クロノクーログラムとナイキスト プロットから明らかなように、表面積の拡大と電子移動速度の加速の両方の恩恵を受けています。 最適化された条件下では、開発されたセンサーは 0.99 ～ 9.52 µM の SUM 溶液に対して線形応答を示しました。 作製したセンサーでは 5 秒という短い応答時間が観察され、検出限界は 0.29 μM であることがわかりました。 SUM に対する Zn(II)-MOF/EDPGE の選択性は、生体サンプルに一般的に見られるコデイン、エピネフリン、アセトアミノフェン、アスコルビン酸、および尿酸の干渉効果を調べることによって評価されました。 開発したセンサーは、ヒト血清サンプル中のSUMの分析において回収率が96.6～111%の範囲に収まる優れた性能を示します。

スマトリプタン (SUM、IUPAC 名: 1-[3-(2-ジメチルアミノエチル)-1H-インドール-5-イル]-N-メチル-メタンスルホンアミド) は、臨床的に利用可能な最初のトリプタミンベースの薬剤で、急性片頭痛の治療に一般的に使用されています。攻撃1. この化合物はセロトニン アゴニストとして分類され、5-HT1D および 5-HT1B 受容体を標的とし、片頭痛に伴う血管炎症を効果的に軽減します2。 スマトリプタン 50 mg 錠剤の経口投与後、tmax 1.13 時間後のヒト血漿中最大濃度 (Cmax) は 33.21 ng/mL (0.11 μM)、排出半減期 (t1/2) であることがわかります。 2.96 h3。 高用量の SUM (1 日あたり 200 mg) は、硫黄ヘモグロビン血症、つまりヘモグロビン分子への硫黄の付加が起こり、血液の色が赤から緑がかった黒に変化する状況を引き起こす可能性があることに注目する価値があります4。

SUM は生理学的に重要であるため、生体サンプル中のこの化合物を測定するために多大な努力が払われてきました。 多様な分析手法の中でも液体クロマトグラフィーが代表的な手法として推奨されており、その測定にはHPLC5,6,7、UPLC8、HPTLC9など多様な液体クロマトグラフィー手法が開発されています。 さらに、ミセル動電クロマトグラフィー 10、電気伝導度測定 11、UV-Vis 分光測光法 12,13、キャピラリー電気泳動 14、蛍光分光法 15 などの代替方法が、SUM の測定に関して文献で検討されています。 場合によっては顕著な感度にもかかわらず、これらの方法は、多くの場合、分析に特定の標準物質、錯化剤、さらには有毒な溶媒を必要とする、単調で時間のかかる手順と高額なコストに悩まされます。 したがって、SUM を決定するための、高感度でコスト効率が高く、迅速かつ簡単なアプローチの開発が切実に必要とされています。 以前の研究で SUM16 の電気化学的活性が実証されているように、これらの特性は電気化学センサーで実現されています。 したがって、SUM を高感度に測定するための電気化学検知プラットフォームの開発にある程度の努力が費やされてきました。

ガラス状炭素電極 (GCE) を使用した Sagar らによる先駆的な研究 16 に続き、その後の研究者らは化学的に修飾された電極を使用して、電極表面と検体としての SUM の間の電子移動を促進し、それによって検出感度を高めました。 注目すべき例には、銀ナノ粒子で修飾された多層カーボンナノチューブ（MWCNT）によって改良された熱分解グラファイト電極の応用17、コバルトシッフ塩基配位錯体とMWCNTで修飾されたカーボンペースト電極18、カルボキシル化ポリ塩化ビニル内にフタル酸ジオクチルを組み込んだイオン選択性電極が含まれる。マトリックス19、およびZrO2ナノ粒子上の超音波電着Ptナノ粒子によって修飾されたカーボンペースト電極20。 さらに、GCE のさまざまな修飾 (MWCNT/ポリピロール 21、Cu ナノ粒子/ポリメラミン 22、自己組織化 MXene-MWCNT-キトサン 23 からなる二層構造など) も研究されています。 すべての場合において、修飾された電極は、SUM の測定において一貫して未修飾の電極よりも優れた性能を示しました。