Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 14
1.1. Оптически активные вещества 14
1.2. Общие методы определения энантиомеров 17
1.3. Энантиоселективные сенсоры 20
1.4. Энантиоселективные сенсорные системы 34
Глава 2. Аппаратура и техника эксперимента 42
2.1. Оборудование, средства измерений и программное обеспечение 42
2.2. Реактивы и рабочие растворы 43
2.3. Методика модифицирования рабочих электродов 45
2.3.1. Модифицирование стеклоуглеродного электрода полиариленфталидными композитами 45
2.3.2. Изготовление угольно-пастовых электродов 46
2.4. Приготовление анализируемых растворов 47
2.4.1. Приготовление модельных растворов и растворов реальных образцов47
2.5. Электрохимические измерения 48
2.6. Хемометрическая обработка данных 49
Глава 3. Результаты и обсуждение 51
3.1. Энантиоселективные сенсоры для определения пропранолола 51
3.1.1. Распознавание пропранолола с использованием угольно пастовых электродов 52
3.1.1.1. Молекулярно-динамическое моделирование процессов взаимодействия энантиомеров пропранолола с модифицированной урацилом поверхностью графита 52
3.1.1.2. Определение энантиомеров пропранолола с помощью модифицированного урацилом угольно-пастового электрода 55
3.1.1.3. Распознавание энантиомеров пропранолола с помощью модифицированного урацилом угольно-пастового электрода 59
3.1.2. Распознавание и определение пропранолола с использованием модифицированных полиариленфталидными композитами меламина и циануровой кислоты стелоуглеродных электродов 63
3.1.2.1. Молекулярно-динамическое моделирование процессов взаимодействия энантиомеров пропранолола с полиариленфталидными композитами меламина и циануровой кислоты 64
3.1.2.2. Вольтампероетрическое и импедансметрическое исследование поверхности сенсоров 67
3.1.2.3. Изучение морфологии поверхности сенсоров 69
3.1.2.4. Определение энантиомеров пропранолола на модифицированных полиариленфталидными композитами меламина и циануровой кислоты стеклоуглеродных электродах 73
3.1.2.5. Распознавание энантиомеров пропранолола на модифицированных полиариленфталидными композитами меламина и циануровой кислоты стеклоуглеродных электродах 82
3.2. Энантиоселективное распознавание и определение триптофана с использованием стеклоуглеродных электродов, модифицированных полиариленфталидными композитами а-, Р-, у-цикло декстринов 85
3.2.1. Молекулярно-динамическое моделирование процессов взаимодействия энантиомеров триптофана с полиариленфталидными композитами меламина и циануровой кислоты 87
3.2.2. Вольтамперометрическое и импедансметрическое исследование поверхности стеклоуглеродных электродов, модифицированных полиариленфталидными композитами а-, Р-, у-цикло декстринов 89
3.2.3. Изучение морфологии поверхности сенсоров 91
3.2.4. Определение энантиомеров триптофана на стеклоуглеродных электродов, модифицированных полиариленфталидными композитами а-, Р-, у-циклодекстринов 102
3.2.5. Распознавание энантиомеров триптофана на стеклоуглеродных электродов, модифицированных полиариленфталидными композитами а-, Р-, у-циклодекстринов 111
3.2.6. Распознавание и определение энантиомеров триптофана на стеклоуглеродных электродов, модифицированных полиариленфталидными композитами а-, Р-, у-циклодекстринов, в реальных объектах 114
Заключение 119
Список принятых сокращений и условных обозначений 121
Список литературы 122
- Энантиоселективные сенсоры
- Определение энантиомеров пропранолола с помощью модифицированного урацилом угольно-пастового электрода
- Изучение морфологии поверхности сенсоров
- Распознавание и определение энантиомеров триптофана на стеклоуглеродных электродов, модифицированных полиариленфталидными композитами а-, Р-, у-циклодекстринов, в реальных объектах
Введение к работе
Актуальность темы исследования
Большинство лекарственных соединений существует в виде двух или нескольких пространственных изомеров – энантиомеров. Однако их фармакологическая активность обычно связана с действием лишь одного энантиомера. Поэтому в последнее время фармацевты уделяют значительное внимание созданию препаратов, содержащих один энантиомер, обладающий нужным терапевтическим эффектом. Следовательно, возникают вопросы определения и контроля оптической чистоты лекарственных препаратов на стадиях их производства и медико-биологического применения. Применяемые в этих целях спектральные методы, хроматографические методы и капиллярный электрофорез с использованием хиральных неподвижных фаз зачастую недостаточно экспрессны и относительно дороги для использования в рутинном анализе, особенно вне стационарных лабораторий. Тогда как энантиоселективные химические сенсоры и сенсорные системы могут применяться вне лабораторий после незначительной (или даже отсутствия) пробоподготовки. А измерения с помощью энантиоселективных химических сенсоров можно проводить как на стационарном лабораторном оборудовании, так и in situ. Вместе с тем, развитие сенсорных технологий, исследования и разработки в области химически модифицированных электродов и хемометрики позволяют рассматривать их как перспективное направление по созданию высокоэффективных аналитических методов для распознавания и определения оптически активных соединений. Все это обуславливает необходимость поиска новых решений в области конструирования и исследования возможностей энантиоселективных вольтамперометрических химических сенсоров и сенсорных систем.
Степень разработанности темы исследования
Применение электрохимических методов, позволяющих быстро и с высокой точностью определять оптически активные соединения, с использованием относительно недорогого оборудования, активно обсуждается в литературе. Применяют различные способы создания энантиселективных электрохимических сенсоров, в том числе модифицирование композитными материалами, содержащими хиральные селекторы, а также использование угольно-пастовых электродов.
С другой стороны, еще одним перспективным направлением является использование хемометрических методов обработки данных. Использование сенсорных систем, или так называемых «электронных языков», представляющих собой массив сенсоров с последующей хемометрической обработкой сигналов позволит разработать новые экспрессные, чувствительные и селективные методы распознавания оптически активных соединений.
Цель работы: исследование и разработка новых хиральных вольтамперометрических сенсоров и сенсорных систем для распознавания и определения энантиомеров пропранолола (Прп) и триптофана (Трп) и оценка их аналитических возможностей.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
-
Разработка сенсоров на основе угольно-пастового электрода (УПЭ), модифицированного урацилом, и стеклоуглеродных электродов (СУЭ), модифицированных полиариленфталидными (ПАФ) композитами меламина, циануровой кислоты, -, -, -циклодекстринов (ЦД).
-
Изучение морфологии поверхности модифицированных электродов и электрохимических характеристик предложенных сенсоров.
-
Исследование вольтамперометрического поведения энантиомеров Прп и Трп на модифицированных электродах.
-
Распознавание и определение энантиомеров Прп и Трп с использованием сенсоров на основе УПЭ, модифицированного урацилом, и СУЭ, модифицированных ПАФ-композитами меламина, циануровой кислоты, -, -, -ЦД.
Научная новизна
1. Методом молекулярно-динамического моделирования процессов взаимодействия энантиомеров Прп с урацилом показано, что S-Прп образует с урацилом водородные связи через атомы кислорода и азота в то время как R-Прп связывается с урацилом только через атом кислорода, что свидетельствует о том, что S-энантиомер связывается с модифицированной урацилом поверхностью УПЭ прочнее, чем R-энантиомер. Профили изменения свободной энергии при взаимодействии энантиомеров Прп с ПАФ-композитами меламина и циануровой кислоты также зависят от природы энантиомеров.
-
Установлена взаимосвязь между электрохимическими параметрами и характером процессов окисления энантиомеров Прп на СУЭ, модифицированных ПАФ-композитами меламина и циануровой кислоты, и энантиомеров Трп на СУЭ, модифицированных ПАФ-композитами -ЦД, -ЦД, -ЦД, оптимизированы условия формирования аналитических сигналов.
-
Методами вольтамперометрии показано, что лимитирующей стадией электрохимического окисления энантиомеров Прп и Трп на модифицированных электродах является диффузия электроактивного вещества к поверхности электрода. Установлена линейная зависимость величины пика тока окисления от концентрации энантиомеров Прп и Трп в растворе аналита.
-
Показано, что СУЭ, модифицированные ПАФ-композитами меламина и циануровой кислоты обладают перекрестной чувствительностью к энантиомерам Прп, а СУЭ, модифицированные ПАФ-композитами -, -, -ЦД, перекрестной чувствительностью к энантиомерам Трп и могут использоваться в сенсорных системах, применение которых повышает вероятность распознавания энантиомеров Прп и Трп по сравнению с единичными сенсорами.
-
Установлена возможность распознавания и определения энантиомеров Прп в модельных растворах и энантиомеров Трп в реальных образцах с использованием предложенных сенсоров.
Теоретическая и практическая значимость
Разработаны сенсоры на основе УПЭ, модифицированного урацилом и сенсорная система на основе СУЭ, модифицированных ПАФ-композитами меламина и циануровой кислоты, для распознавания энантиомеров Прп, применяемого в кардиологической практике.
Предложена сенсорная система на основе СУЭ, модифицированных ПАФ-композитами -, -, -ЦД, для экспрессного распознавания энантиомеров Трп, содержащегося в лекарственных препаратах и пищевых добавках в виде L-энантиомера.
Положения, выносимые на защиту
1. Исследование и разработка сенсоров на основе угольно-пастового электрода, модифицированного супрамолекулярными структурами урацила, и
стеклоуглеродных электродов, модифицированных ПАФ-композитами меламина, циануровой кислоты, -, -, -ЦД.
-
Результаты изучения морфологии поверхности и электрохимических характеристик предложенных сенсоров.
-
Результаты распознавания и определения энантиомеров Прп с помощью модифицированного урацилом УПЭ и модифицированных ПАФ-композитами меламина и циануровой кислоты СУЭ и сенсорной системы на их основе.
-
Результаты энантиоселективного распознавания и определения Трп с использованием модифицированных ПАФ-композитами -, -, -ЦД СУЭ и сенсорной системы на их основе.
Степень достоверности и апробация работы
Достоверность полученных данных определяется использованием в работе современных физико-химических методов исследования и высокотехнологичного оборудования, а также статистической обработкой полученных результатов.
Результаты исследований были представлены на всероссийской конференции с молодежной научной школой «ЭМА 2016» (Екатеринбург – Леневка, 2016), на международной конференции «Материалы и технологии XXI века» (Казань, 2016), на XX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Екатеринбург, 2016), на IX Международной конференции «Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании» (Уфа, 2016), на всероссийской конференции «Теоретические и экспериментальные исследования процессов синтеза, модификации и переработки полимеров» (Уфа, 2016) на симпозиуме по медицинской, органической и биологической химии и фармацевтике (Севастополь, 2017); на «International Conference on Electrochemical Sensors» (Матрафуред, Венгрия, 2017), на третьем съезде аналитиков России (Москва, 2017).
Публикации:
По материалам диссертации автором опубликовано 17 работ, в том числе 1 статья в рецензируемом журнале, входящем в базы цитирования Scopus и Web of Science, 3 статьи в российских рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК. Представленные публикации в основном отражают содержание диссертации.
Личный вклад соискателя состоит в непосредственном участии в проведении исследований и общей постановке задач, в разработке сенсоров,
изучении их электрохимических характеристик, проведении анализа энантиомеров Прп и Трп и статистической и хемометрической обработке полученных результатов, а также в написании статей и докладов.
Структура и объем диссертации
Энантиоселективные сенсоры
В последние годы активно ведутся работы по созданию энантиоселективных электрохимических сенсоров (ЭЭС) [5, 21, 22]. Функционирование ЭЭС достигается разными способами: темплатное формирование на поверхности электродов хиральных матриц, модифицирование полимерных мембран энантиоселективными ионофорами; комплексообразование с хиральными селекторами; использование полимеров с молекулярными отпечатками, угольно-пастовых (УПЭ) и композитных электродов и др. Особое внимание среди ЭЭС уделяют вольтамперометрическим энантиоселективным сенсорам (ВЭС) [24-27], которые обладают большей чувствительностью и универсальностью по сравнению с потенциометрическими сенсорами. Дискриминация аналитических сигналов является главным вопросом при разработке таких сенсоров, поскольку вольтамперограммы исследуемых энантиомеров в большинстве случаев имеют близкие характеристики, а потенциалы пиков их окисления (восстановления) различаются между собой незначительно.
Дифференциация сигнала-отклика обеспечивается взаимодействием определяемого энантиомера и выбранного хирального селектора, который имеет как минимум три центра связывания. Взаимное расположение этих центров и характеристики взаимодействия с одним из энантиомеров определяют селективность распознавания [28]. Сложность выбора селектора связана со сложностью молекулярного распознавания отдельных энантиомеров и состоит в том, что универсального селектора не существует. Каждый селектор имеет свою область распознавания, которая определяется экспериментально и в большинстве случаев ограничивается одним конкретным соединением или реже группой соединений со сходным строением. До последнего времени большинство разработок в этой области основывалось на применении комплексов включения [29, 30], полимеров с молекулярными отпечатками [15, 31-33], элементов живых систем и их аналогов [34-36], а также селекторов на основе неорганических и органических структур [37, 38].
Образование комплексов между хиральным селектором и энантиомером обусловлено такими взаимодействиями как ионные взаимодействия, ионно-дипольные или диполь-дипольные взаимодействия, водородные связи, Ван-дер-Ваальсовые взаимодействия и тг-тг-взаимодействия. Ионные взаимодействия сильны, но могут быть в основном связаны с установлением «первого контакта» из-за их дальнего характера. Однако, поскольку оба энантиомера ионизированного растворенного вещества способны образовывать эти взаимодействия, они могут быть не стереоселективными. Напротив, водородные связи и 71-71-взаимодействия являются ближними направленными силами, так что они могут в первую очередь отвечать за стереоселективные взаимодействия, т. е. за стереоселективность [39].
Использование хиральных селекторов в основном базируется на их взаимодействии с конкретным энантиомером по типу "гость-хозяин" [12, 40]. Образование комплексов включения типа "гость-хозяин" определяется стерическим соответствием молекул "хозяина" молекулам "гостя", т. е. стереоселективностью процесса. При использовании хиральных "хозяев" можно с различной эффективностью разделять энантиомеры "гостей". Циклодекстрины (ЦД) и их производные [29, 30, 41] и макроциклические антибиотики [42, 43] являются типичными представителями таких селекторов. При распознавании оптически активных соединений число иммобилизованных на поверхности электрода молекул "хозяев" и их способности образовывать комплексы включения с энантиомерами определяют селективность, чувствительность и пределы обнаружения ЭВС.
Систематическое изучение ЦД для разделения энантимеров началось более 30 лет назад. Эти соединения являются /?-1,4-о-гликозидами, циклизованными в кольца из 6-12 остатков. Самые малые по размеру цикло декстрины (6-8 остатков) получили название а-, /?- и у-ЦД соответственно (рисунок 2). ЦД имеют конформацию усеченного конуса с гидрофобной внутренней поверхностью. Трехмерные структуры ЦД делают их привлекательными из-за различной реакционной способности их спиртовых групп. Систематический анализ различных стратегий региоселективной химической модификации ЦД был всесторонне рассмотрен в [44]. Важные физические свойства ЦД суммированы в таблице 1. Полость, ограниченная конусом, имеет высокую гидрофобность и текущие объемы 174, 262 и 427 А для а, Р и у-ЦД соответственно. Следует отметить, что хотя диаметр внутренней полости увеличивается с увеличением количества глюкозидных единиц, высота тора остается постоянной, равной 7.9 А. Их водорастворимость также изменяется в зависимости от размера макроцикла и объясняется различным внутримолекулярным водородным связыванием между гидроксильными группами. ЦД образуют комплексы включения с различными соединениями подходящего размера. Стабильность комплекса в значительной степени зависит от гидрофобности и стерической природы «гостя». Это делает ЦД, и особенно легкодоступный Р-ЦД, весьма удобными для использования в хиральном определении. Гидрофобные молекулы, способные входить и выходить из полости, обратимо сорбируются такой поверхностью. Энантиоселективность связывают с хиральной структурой при входе в полость, образованной расположенными здесь гидроксильными группами глюкозидных остатков.
ЦД по своей сути являются хиральными; они могут образовывать диастереоизомерные комплексы с хиральными гостями. Когда этот комплекс имеет более высокую стабильность для одного энантиомера гостевой молекулы, можно считать, что происходит энантиоселективное распознавание. Разность стабильности между комплексом, образованным одним энантиомером по отношению к другому, будет определять эффективность этого процесса хиральной дискриминации. Первый пример хирального распознавания с использованием ЦД был отмечен Cramer и Dietsche; в своей оригинальной статье авторы описали частичное оптическое разрешение миндальной кислоты с использованием производных ЦД [46]. С тех пор использование ЦД для хирального молекулярного распознавания в науках активно развивается. Механизмы хирального распознавания с использованием ЦД были подробно рассмотрены в [47].
ЦД широко используются в супрамолекулярной химии из-за их формы и реакционной способности [48]. Склонность ЦД к образованию комплексов включения с органическими молекулами широко изучалась [29]. В настоящее время хорошо известен широкий спектр химических или ферментативных модификаций, что значительно расширяет число областей применения ЦД. Химические модификации часто необходимы для улучшения их физико-химических свойств, а также для прививки функциональных групп, которые могли бы обеспечить их ковалентное закрепление на поверхностях. Все эти химические модификации должны выполняться таким образом, чтобы добавленные функциональные группы не ингибировали хиральные свойства ЦД ЦД для энантиселективного определения применяют в комплексе с полимерами на основе полипиррола, политиофена и полианилина, которые обладают хиральностью и электропроводностью [30, 49], в виде супрамолекулярных структур [48] или самоорганизующихся систем на основе, например, L-глутаминовой кислоты [50]. Также для иммобилизации ЦД на поверхность электрода используют нанокомпозиты [51, 52], углеродные нанотрубки (УНТ), графен [30, 53] и др.
Большое внимание привлекают исследования по применению в качестве селекторов в ЭВС ЦД-содержащих углеродных наноматериалов (фуллерены, нанотрубки, графен) [30]. Это основано на уникальных свойствах УНТ. УНТ, в том числе одностенные (ОСНТ) и многостенные (МСНТ), состоят из одиночных или многократно вложенных графеновых листов, которые бесшовно скручиваются в цилиндрические трубки диаметром от 0.4 до 100 нм. Длины этих нанотрубок могут варьироваться от нескольких нанометров до нескольких микрометров. УНТ имеют высокую электропроводность (1000-2000 См/см), большие удельные площади поверхности (-1315 м /г), отличные физические и химические свойства (низкая плотность, высокая механическая прочность, хорошая химическая и термическая стабильность), которые обеспечивают широкий диапазон их применений в электрохимии. УНТ увеличивают площади поверхности электрода и тем самым позволяют повысить количество иммобилизованных молекул ЦД. Наноматериалы на основе ЦД и УНТ, обладают синергетическими свойствами как ЦД, так и УНТ.
Определение энантиомеров пропранолола с помощью модифицированного урацилом угольно-пастового электрода
Для выбора оптимальных условий регистрации вольтамперограмм изучили влияние скорости развертки потенциала, времени выдерживания электрода в растворе пропранолола, его концентрации на значения токов и форму вольтамперных кривых.
Для установления природы наблюдаемых токов изучена зависимость lg/p = lgv + const (рисунок 12), где v - скорость изменения потенциала электрода. По величине тангенса угла наклона данной зависимости можно судить о природе лимитирующей стадии электродного процесса. Для диффзионных процессов тангенс угла наклона близок к 0.5, для процессов, контролируемых адсорбцией, он приближается к единице. В нашем случае тангенс угла наклона указанной зависимости близок к 0.5 (0.44, R = 0.985). Это позволяет сделать вывод о том, что лимитирующей стадией электродного процесса на модифицированном урацилом УПЭ является диффузия электроактивного вещества к поверхности электрода. На рисунке 13 приведены линейные вольтамперограммы 0.48 мМ раствора пропранолола, зарегистрированные после различного времени выдерживания УПЭ, модифицированного урацилом в анализируемом растворе при Е=0, и соответствующая зависимость максимального тока пика окисления пропранолола. Видно, что при выдерживании электрода в растворе аналита в течение более 30 с максимальный пика тока приобретает практически постоянное значение и в дальнейшем не увеличивается. Таким образом, при последующих измерениях перед регистрацией вольтамперограмм электрод выдерживали в растворе аналита в течении 30 с при постоянном перемешивании и Е=0.
Аналитические сигналы энантиомеров пропранолола на УПЭ не отличаются друг от друга (рисунки 14Аа, 14Ба). На рисунке 15 показаны дифференциальные вольтамперограммы окисления последовательно разбавленных растворов R-пропранолола и соответствующий калибровочный график на УПЭ. Видно, что на данном электроде в диапазоне концентраций от 0.06 до 0.48 мМ наблюдается положительная корреляция (R = 0.98) между концентрацией раствора и величиной тока пика окисления пропранолола.
Модифицирование УПЭ супрамолекулярными структурами урацила позволяет дискриминировать аналитические сигналы R- и S-пропранолола (рисунок 14). Видно, что дискриминация проявляется как в смещении потенциала в пике в более анодную область, так и в уменьшении тока пика окисления R-пропранолола. В случае дифференциальных форм линейных вольтамперограмм (рисунок 14 Б) эти отличия более явные.
На рисунке 16 приведены калибровочные графики растворов R- и S-пропранолола на УПЭ, модифицированном урацилом на фоне 0.1 М раствора H2S04 при скорости развертки потенциала 0.1 В/с. Видно, что с увеличением концентрации пропранолола максимальные токи пиков возрастают, причем зависимости /р от с линейны в диапазоне определяемых концентраций 10 6-10"5 М с пределами обнаружения 2.4 х 10"7 и 4.7 х 10"7 М для S- и R-энантиомеров проранолола, соотвественно.
Изучение морфологии поверхности сенсоров
Морфология поверхности модифицированных электродов была изучена методом АСМ с использованием кремниевых пластинок. Морфология чистой кремниевой пластинки и нанесенной на ее поверхность ПАФ была описана в разделе 3.1.2.1.
На рисунках 41-46 показаны АСМ-снимки (морфология, трехмерное представление и профиль сечения поверхности) ПАФ-пленок, модифицированных а-ЦД с соотношением ПАФ : а-ЦД от 1 : 0.5 до 1 : 3. Видно, что данные пленки имеют неравномерную поверхность с включениями наносферических зерен а-ЦД размером приблизительно 0.15-1.5 мкм и высотой приблизительно 10-80 нм. Но для соотношений 1 : 1.5 и 1 : 2 наблюдается увеличение размеров зерен а-ЦД до 1.5 мкм в ширину и до 200-250 нм в высоту. Общая картина изучения морфологии поверхности СУЭ/ПАФ/а-ЦД показывает положительную корреляцию между концентрацией а-ЦД в растворе модификатора и на поверхности сенсора. В отсутствии ЦД поверхность электрода гладкая с редкими включениями в полимерной пленке (рисунок 24).
На рисунках 47-52 показаны АСМ-снимки (морфология поверхности разного для масштаба увеличения и профиль сечения) ПАФ-пленок, модифицированных Р-ЦД с соотношением ПАФ : Р-ЦД от 1 : 0.5 до 1 : 3. АСМ-снимки показывают, что данные пленки также имеют неравномерную поверхность с включениями наносферических зерен Р-ЦД размером приблизительно от 0.6 до 2 мкм и высотой приблизительно 17-80 нм. В случае Р-ЦД наблюдается меньший разброс в размерах образующихся зерен. АСМ-снимки показывают положительную корреляцию между концентрацией Р-ЦД в растворе модификатора и на поверхности сенсора.
На рисунках 53-58 показаны АСМ-снимки ПАФ-пленок, модифицированных у-ЦД с соотношением ПАФ : у-ЦД от 1 : 0.5 до 1 : 3. Данные пленки также характеризуются неравномерной поверхностью, но в отличие от а- и Р-ЦД у-ЦД образуют наносферические зерна приблизительно одинакового размера в случае всех рассмотренных соотношений - от 0.3 до 0.6 мкм в ширину и 30-60 нм в высоту. По АСМ-снимкам ПАФ-пленок, модифицированных у-ЦД, видно увеличение концентрации модификатора на поверхности сенсора.
Распознавание и определение энантиомеров триптофана на стеклоуглеродных электродов, модифицированных полиариленфталидными композитами а-, Р-, у-циклодекстринов, в реальных объектах
Предложенный метод определения Трп был апробирован на реальных образцах, содержащих вспомогательные вещества (пантотенат кальция, пиридоксин, целлюлоза, диоксиды кремния и титана, желатин и другие). В качестве реальных образцов были выбраны фармацевтические препараты от разных производителей, содержащие L-триптофан (Now Foods, Jarrow Formulaulas, Эвалар и Scitec Nutrition) (табл. 2).
На рисунке 68 представлены дифференциально-импульсные вольтамперограммы 0.035 мМ растворов реальных образцов, содержащих L-Трп, на СУЭ/ПАФ/а-ЦД, СУЭ/ПАФ/р-ЦД, СУЭ/ПАФ/у-ЦД. Видно, что токи пиков окисления Lpn и формы вольтмперограмм для реальных образцов отличаются. Причем наибольшее значение тока пика окисления наблюдается для образца №4 (Lpn от производителя Scitec Nutrition), что можно связать с тем, что данный образец не содержит вспомогательные вещества.
Результаты определения Lpn в реальных образцах методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии на СУЭ/ПАФ/р-ЦД представлены в таблице 11. Из нее видно, что во всех случаях Lpn определяется с высокой точностью, относительное стандартное отклонение во всех случаях не превышает 2.1%.
Для распознавания реальных образцов методом ПЛС-ДА в качестве образцов сравнения использовали 0.035 мМ растворы энантиомеров Трп, а реальные образцы, растворы которых имели такие же концентрации, использовали в качестве тестовых образцов. Результаты распознавания представлены в таблице 12. Все тестовые образцы были распознаны как L-Трп. Наилучшие результаты получены для СУЭ/ПАФ/р-ЦД. В данном случае доля распознанных образцов превышает 80%, а ошибки второго рода менее 15%. В случае СУЭ/ПАФ/у-ЦД доля распознанных образцов также превышает 80%, но ошибки второго рода достигают 20%. При использовании СУЭ/ПАФ/а-ЦД доля распознанных образцов значительно меньше. Использование сенсорной системы позволяет увеличить долю распознанных образцов до 100%, а ошибки второго рода свести к минимуму.
В работе [114] показано, что вольтамперометрическая система на основе СУЭ, модифицированных ПАФ с различным числом фрагментов дифенилентио и дифениленоксида, продемонстрировала возможность быстрого распознавания производителей лекарств, содержащих инсулин и его аналоги. По принципу данной работы были рассмотрены возможности распознавания биологически активных добавок, содержащих Lpn, различных производителей (таблица 2) с использованием предложенных сенсоров. Для этого при хемометрической обработке вольтамперограмм и в качестве образцов сравнения, и в качестве тестовых образцов были выбраны образцы Lpn различных производителей. Растворы ОС и ТО были приготовлены независимо друг от друга. Результаты распознавания показывают, что предложенная сенсорная система также чувствительна к составу вспомогательных веществ в биологически активных пищевых добавках, содержащих Lpn, и позволяет распознавать производителей. В этом случае вольтаммограммы реальных образцов относятся к разным кластерам на графиках счетов МГК-моделей (рисунок 69). Результаты распознавания представлены в таблице 13. Процент правильно распознанных образцов превышает 80%, а ошибки второго рода не превышают 11%.
Таким образом, вольтамперометрические сенсоры на основе СУЭ, модифицированных ПАФ-композитами а-, Р- и у-ЦД позволяют определить энантиомеры триптофана с высокой точностью, в том числе в растворах реальных образцов. Сенсорная система на их основе с хемометрической обработкой вольтамперограмм, зарегистрированных на трех электродах, не только позволяет распознавать D - и L-триптофан, но также значительно увеличивает процент правильно распознанных образцов по сравнению с использованием только одного электрода, а также позволяет распознавать производителей биологически активных добавок.