Композиционные мембраны МФ-4СК/полианилин для потенциометрического определения тетракаина в водных растворах
Аннотация
Высокая эффективность местного анестетика тетракаина гидрохлорида обусловливает актуальность разработки способов его определения в различных средах. В данной работе для организации потенциометрических сенсоров для определения катионов тетракаина предложено использовать перфторированные сульфокатионообменные мембраны МФ-4СК, в порах которых присутствует полианилин (PANI). Исследовано влияние концентрации используемых для окислительной полимеризации прекурсоров, последовательности обработки мембран растворами прекурсоров и методов синтеза мембран на характеристики сенсоров в водных растворах тетракаина. Установлено, что высокая чувствительность сенсоров к катионам тетракаина (49.7-74.4 мВ/рс) наблюдается при использовании мембран МФ-4СК/PANI, полученных методом in situ. По сравнению с немодифицированными мембранами и композиционными мембранами, полученными методом отливки, данные образцы характеризуются ростом селективности к катионам, способствуя увеличению чувствительности к ним сенсоров. Модификация мембран обработкой раствором окислителя после перевода их в форму катионов мономера приводит к частичной блокировке сульфогрупп в приповерхностном слое мембраны, что обеспечивает более низкую чувствительность сенсоров к катионам аналита по сравнению с образцами, при получении которых использовали противоположную последовательность обработки растворами прекурсоров. Относительная погрешность определения катионов тетракаина в водных растворах при различных рН с помощью разработанного сенсора на основе композиционной мембраны составила 0.11-6% (при относительном стандартном отклонении 5-17%), предел обнаружения составил 1.1·10-5 М. Повторная оценка градуировочных характеристик разработанного сенсора не показала статистически значимых различий спустя год его использования при соблюдении рекомендованных условий эксплуатации и хранения. Разработанный сенсор может быть рекомендован для анализа фармацевтических препаратов, содержащих в качестве действующего вещества тетракаина гидрохлорид, а также может быть использован в составе мультисенсорных систем для анализа препаратов, содержащих комбинации тетракаина гидрохлорида с другими действующими веществами.
Скачивания
Литература
Qin W.W., Jiao Z., Zhong M.K., Shi X.J., Zhang J., Li Z.D., Cui X.Y. Simultaneous determination of procaine, lidocaine, ropi-vacaine, tetracaine and bupivacaine in hu-man plasma by high-performance liquid chromatography. J. Chromatogr. B. 2010; 878(15-16): 1185-1189. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2010.03.003
Al‐Otaibi F., Ghazaly E., Johnston A., Perrett D. Development of HPLC‐UV method for rapid and sensitive analysis of topically applied tetracaine: its comparison with a CZE method. Biomed. Chromatogr. 2014; 28(6): 826-830. https://doi.org/10.1002/bmc.3150
Tonooka K., Naruki N., Honma K., Agei K., Okutsu M., Hosono T., Kunisue Y., Terada M., Tomobe K., Shinozuka T. Sensitive liquid chromatography/tandem mass spectrometry method for the simulta-neous determination of nine local anesthet-ic drugs. Forensic Sci. Int. 2016; 265: 182-185. https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2016.02.044
Sun H., Su M., Li L. Simultaneous de-termination of tetracaine, proline, and enoxacin in human urine by CE with ECL detection. J. Chromatogr. Sci. 2010; 48(1): 49-54. https://doi.org/10.1093/chromsci/48.1.49
Gan X., Liu S., Liu Z., Hu X. Determi-nation of tetracaine hydrochloride by fluo-rescence quenching method with some ar-omatic amino acids as probes. J. Fluoresc. 2012; 22(1): 129-135. https://doi.org/10.1007/s10895-011-0938-8
Wu W., Wang S. A Novel Sensitive Electrochemiluminescence Method for De-termination of Tetracaine Hydrochloride Based on ZnO/RGO Modified Electrode. Sens. Lett. 2016; 14(11): 1067-1073. https://doi.org/10.1166/sl.2016.3725
Sreelakshmi M., Sasidhara R.L.C., Raviteja B. Reverse Phase-HPLC Method for Simultaneous Estimation of Tetracaine and Oxymetazoline in Bulk Samples. J. Pharm. Sci. & Res. 2017; 9(9): 1589-1594.
Guo W., Geng M., Zhou L., Chao S., Yang R., An H., Liu H., Cui C. Multi-walled carbon nanotube modified electrode for sensitive determination of an anesthetic drug: tetracaine hydrochloride. Int. J. Elec-trochem. Sci. 2013; 8(4): 5369-5381.
Hassan A.K., Ameen S.T., Saad B. Tetracaine-selective electrodes with poly-mer membranes and their application in pharmaceutical formulation control. Arab. J. Chem. 2017; 10: S1484-S1491. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2013.04.029
Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. Ion-ic Mobility in Ion-Exchange Membranes. Membranes. 2021; 11(3): Article 198. https://doi.org/10.3390/membranes11030198
Apel P.Y., Velizarov S., Volkov A.V., Eliseeva T.V., Nikonenko V.V., Parshina A.V., Pismenskaya N.D., Popov K.I., Yaroslav-tsev A.B. Fouling and Membrane Degrada-tion in Electromembrane and Baromem-brane Processes. Membranes and Mem-brane Technologies. 2022; 4(2): 69-92. https://doi.org/10.1134/S2517751622020032
Sen T., Mishra S., Shimpi N.G. Syn-thesis and sensing applications of polyani-line nanocomposites: a review. RSC Adv. 2016; 6(48): 42196-42222. https://doi.org/10.1039/C6RA03049A
Zare E.N., Makvandi P., Ashtari B., Rossi F., Motahari A., Perale G. Progress in conductive polyaniline-based nanocompo-sites for biomedical applications: a review. J. Med. Chem. 2019; 63(1): 1-22. https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.9b00803
Falina I., Loza N., Loza S., Titskaya E., Romanyuk N. Permselectivity of Cation Exchange Membranes Modified by Polyan-iline. Membranes. 2021; 11(3): Article 227. https://doi.org/10.3390/membranes11030227
Yuan Y., Xia J., Zhang F., Wang Z., Liu Q. Nafion/polyaniline/Zeolitic Imid-azolate Framework-8 nanocomposite sen-sor for the electrochemical determination of dopamine. J. Electroanal. Chem. 2018; 824: 147-152. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2018.07.048
Xie L.Q., Zhang Y.H., Gao F., Wu Q.A., Xu P.Y., Wang S.S., Gao N.N., Wang, Q.X. A highly sensitive dopamine sensor based on a polyaniline/reduced graphene ox-ide/Nafion nanocomposite. Chin. Chem. Lett. 2017; 28(1): 41-48. https://doi.org/10.1016/j.cclet.2016.05.015
Zhao G., Yin Y., Wang H., Liu G., Wang Z. Sensitive stripping voltammetric determination of Cd (II) and Pb (II) by a Bi/multi-walled carbon nanotube-emeraldine base polyaniline-Nafion com-posite modified glassy carbon electrode. Electrochim. Acta. 2016; 220: 267-275. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2016.10.059
Pašti I.A., Janošević Ležaić A., Ćirić-Marjanović G., Mirsky V.M. Resis-tive gas sensors based on the composites of nanostructured carbonized polyaniline and Nafion. J. Solid State Electrochem. 2016; 20(11): 3061-3069. https://doi.org/10.1007/s10008-016-3344-y
Do J.S., Chen Y.Y., Tsai M.L. Pla-nar solid-state amperometric hydrogen gas sensor based on Nafion®/Pt/nano-structured polyaniline/Au/Al2O3 electrode. Int. J. Hy-drog. Energy. 2018; 43(31): 14848-14858. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2018.06.028
Fratoddi I., Venditti I., Cametti C., Russo M.V. Chemiresistive polyaniline-based gas sensors: A mini review. Sens. Actuators B Chem. 2015; 220: 534-548. https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.05.107
Do J.S., Chang Y.H., Tsai M.L. Highly sensitive amperometric creatinine biosensor based on creatinine deimi-nase/Nafion®-nanostructured polyaniline composite sensing film prepared with cy-clic voltammetry. Mater. Chem. Phys. 2018; 219: 1-12. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.07.057
Titova T.S., Yurova P.A., Kuleshova V.A., Parshina A.V., Stenina I.A., Bobreshova O.V., Yaroslavtsev A.B. MF-4SC Mem-branes Modified by Polyaniline for Poten-tiometric Determination of Saccharin and Sodium Ions in Aqueous Solutions. Mem-branes and Membrane Technologies. 2021; 3(6): 411-418. https://doi.org/10.1134/S2517751621060081
Teixeira R.S., Veiga F.J., Oliveira R.S., Jones S.A., Silva S.M., Carvalho R.A., Valente A.J. Effect of cyclodextrins and pH on the permeation of tetracaine: supra-molecular assemblies and release behavior. Int. J. Pharm. 2014; 466(1-2): 349-358. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.03.035
Parshina A., Yelnikova A., Titova T., Kolganova T., Yurova P., Stenina I., Bobreshova O., Yaroslavtsev A. Multisen-sory Systems Based on Perfluorosulfonic Acid Membranes Modified with Polyani-line and PEDOT for Multicomponent Analysis of Sulfacetamide Pharmaceuti-cals. Polymers. 2022; 14(13): Article 2545. https://doi.org/10.3390/polym14132545.
Parshina A.V., Denisova T.S., Bobreshova O.V., Safronova E.Y., Yaro-slavtsev A.B. Effect of proton acceptor ability of dopants on the characteristics of PD-sensors based on hybrid perfluorinated membranes in a mixed aqueous solution of lidocaine and novocaine. Nanotechnol. Russ. 2015; 10(9-10): 748-756. https://doi.org/10.1134/S199507801505016X
Safronova E., Parshina A., Kolganova T., Bobreshova O., Pourcelly G., Yaroslavtsev A. Potentiometric sensors arrays based on per-fluorinated membranes and silica nanopar-ticles with surface modified by proton-acceptor groups, for the determination of aspartic and glutamic amino acids anions and potassium cations. J. Electroanal. Chem. 2018; 816: 21-29. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2018.03.028
Sarapulova V.V., Klevtsova A.V., Pismenskaya N.D. Electrostatic Interac-tions of Ion-Exchange Materials with An-thocyanins in the Processes of Their Sorp-tion and Electrodialysis Extraction from Liquid Media. Membranes and Membrane Technologies. 2020; 2(4): 272-282. https://doi.org/10.1134/S2517751620040101
