با همکاری مشترک انجمن علوم و فناوری‌های شیمیایی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 آموزش و پرورش استان گیلان، رشت، ایران

3 دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی گیلان، رشت، ایران

چکیده

این مطالعه یک حسگر زیست تقلیدی نوآورانه را ارائه می‌دهد که از پلیمرهای قالب مولکولی (MIPs) برای تشخیص فولیک اسید استفاده می‌کند و مواد پیشرفته و طراحی الکتروشیمیایی را برای عملکرد بهتر ترکیب می‌نماید. این حسگر از مونومرهای متاکریلیک اسید پلیمریزه شده روی یک سطح پلیمری، که با پودر گرافیت و روغن پارافین ادغام شده‌اند، برای تشکیل یک الکترود خمیر کربنی استفاده می‌کند. نقاط قوت کلیدی آن شامل پاسخ نرنستی (mV decade-119.2 ) در گستره غلظتی وسیع (9-10 × 5 تا 3-10 × 1 مول بر لیتر) و حد تشخیص بسیار پایین 9-10 × 1 مول بر لیتر است که از بسیاری از روش‌های مرسوم پیشی می‌گیرد. این طراحی نیاز به معرف‌های اضافی یا ابزار دقیق پیچیده را از بین می‌برد و مقرون به صرفه بودن و سادگی را در اولویت قرار می‌دهد. جنبه‌های بدیع در کامپوزیت MIP-گرافیت-روغن پارافین نهفته است که پایداری و گزینش‌پذیری را افزایش می‌دهد و در عین حال امکان بازسازی سریع حسگر را از طریق صیقل دادن سطح فراهم می‌کند. این حسگر پایداری و تکرارپذیری بلندمدت قابل توجهی را نشان می‌دهد که برای کاربردهای دنیای واقعی در نمونه‌های دارویی بسیار مهم است. توانایی آن در تشخیص فولیک اسید از گونه های تداخل‌کننده، که در ماتریس‌های متنوع اعتبارسنجی شد، بر کاربردی بودن آن برای تشخیص‌های بالینی و کنترل کیفیت مواد غذایی تأکید می‌کند. با ادغام ویژگی MIP با تبدیل الکتروشیمیایی، این کار بسترهای حسگری قابل حمل و با حساسیت بالا را برای آنالیزهای روتین ارائه می دهد.
 

کلیدواژه‌ها

  • Shulpekova, V. Nechaev, S. Kardasheva, A. Sedova, A. Kurbatova, E. Bueverova, A. Kopylov, K. Malsagova, J. Dlamini, and V. Ivashkin, The concept of folic acid in health and disease, Molecules 26 (2021) 3731.
  • F. Pereira, E.R. Santana, and A. Spinelli, Electrochemical paper-based analytical devices containing magnetite nanoparticles for the determination of vitamins B2 and B6, Microchem. J. 179 (2022) 107588.
  • Jastrebova, C. Witthöft, A. Grahn, U. Svensson, and M. Jägerstad, HPLC determination of folates in raw and processed beetroots, Food Chem. 80 (2003) 579–588.
  • Sun, Y. Jin, Q. Zhao, C. Tang, Y. Li, H. Wang, Y. Qin, and J. Zhang, Modified EMR-lipid method combined with HPLC-MS/MS to determine folates in egg yolks from laying hens supplemented with different amounts of folic acid, Food Chem. 337 (2021) 127767.
  • Vora, A. Riga, D. Dollimore, and K.S. Alexander, Thermal stability of folic acid, Thermochim. Acta 392 (2002) 209–220.
  • Matias, P.R.S. Ribeiro, M. Sarraguça, and J.A. Lopes, A UV spectrophotometric method for the determination of folic acid in pharmaceutical tablets and dissolution tests, Anal. Methods 6 (2014) 3065–3071.
  • Yang, F. Gong, Z. Yu, D. Shi, S. Liu, and M. Chen, Highly sensitive folic acid colorimetric sensor enabled by free-standing molecularly imprinted photonic hydrogels, Polym. Bull. 79 (2021) 1–15.
  • Peng, W. Dong, L. Wan, and X. Quan, Determination of folic acid via its quenching effect on the fluorescence of MoS2 quantum dots, Microchim. Acta 186 (2019) 605.
  • Anastasopoulos, T. Mellos, M. Spinou, T. Tsiaka, and M. Timotheou-Potamia, Chemiluminometric and fluorimetric determination of folic acid, Anal. Lett. 40 (2007) 2203–2216.
  • Zhao, H. Yuan, C. Xie, and D. Xiao, Determination of folic acid by capillary electrophoresis with chemiluminescence detection, J. Chromatogr. A 1107 (2006) 290–293.
  • Batra, V. Narwal, V. Kalra, M. Sharma, and J. Rana, Folic acid biosensors: A review, Process Biochem. 92 (2020) 343–354.
  • .Y. Huang, T.C. Tsai, J.L. Thomas, M.H. Lee, B.D. Liu, and H.Y. Lin, Urinalysis with molecularly imprinted poly(ethylene-co-vinyl alcohol) potentiostat sensors, Bioelectron. 24 (2009) 2611–2617.
  • T.C. Moreira, A.H. Kamel, J.R.L. Guerreiro, and M.G.F. Sales, Man-tailored biomimetic sensor of molecularly imprinted materials for the potentiometric measurement of oxytetracycline, Biosens. Bioelectron. 26 (2010) 566–574.
  • T.C. Moreira, R.A.F. Dutra, J.P.C. Noronha, and M.G.F. Sales, Myoglobin-biomimetic electroactive materials made by surface molecular imprinting on silica beads and their use as ionophores in polymeric membranes for potentiometric transduction, Biosens. Bioelectron. 26 (2011) 4760–4766.
  • Arvand, and F. Alirezanejad, Sulfamethoxazole-imprinted polymeric receptor as ionophore for potentiometric transduction, Electroanalysis 23 (2011) 1948–1957.
  • Lad, S. Khokhar, and G.M. Kale, Electrochemical creatinine biosensors, Anal. Chem. 80 (2008) 7910–7917.
  • Wang, M. Pagett, and W. Zhang, Molecularly imprinted polymer (MIP) based electrochemical sensors and their recent advances in health applications, Sens. Actuators Rep. 5 (2023) 100153.
  • SicilianoM.S. Chiriacò,   F. Ferrara,   A. TurcoL. VelardiM.A. SignoreM. EspositoG. Gigli,  and E. Primiceri, Development of an MIP based electrochemical sensor for TGF-β1 detection and its application in liquid biopsy, Analyst 148 (2023) 4447–4455.
  • T. Vu, Q.H. Nguyen, T.N. Phan, T.T.T. Luong, K. Eersels, P. Wagner, and L.T.N. Truong, Highly sensitive molecularly imprinted polymer-based electrochemical sensors enhanced by gold nanoparticles for norfloxacin detection in aquaculture water, ACS Omega8 (2023) 2887–2896.
  • Hosoya, Y. Shirasu, K. Kimata, and N. Tanaka, Molecularly imprinted chiral stationary phase prepared with racemic template, Anal. Chem. 70 (1998) 943–945.
  • Lavignac, C.J. Allender, and K.R. Brain, Current status of molecularly imprinted polymers as alternatives to antibodies in sorbent assays, Anal. Chim. Acta 510 (2004) 139–145.
  • A.G. Cormack, M.M. Ariffin, E.I. Miller, and R.A. Anderson, Molecularly imprinted solid-phase extraction of diazepam and its metabolites from hair samples, Anal. Chem. 79 (2007) 256–262.
  • . Arvand, and H. Asadi Samie, A biomimetic potentiometric sensor based on molecularly imprinted polymer for the determination of memantine in tablets, Drug Test. Anal. 5 (2013) 461–467.
  • Arvand, and F. Alirezanejad, New sensing material of molecularly imprinted polymer for the selective recognition of sulfamethoxazole in foods and plasma and employing the Taguchi optimization methodology to optimize the carbon paste electrode, J. Iran Chem. Soc. 10 (2013) 93–105.
  • Arvand, and P. Fallahi, Man-tailored biomimetic sensor of molecularly imprinted materials for the potentiometric measurement of rivastigmine in tablets and biological fluids and employing the taguchi optimization methodology to optimize the MIP-based membranes, Electroanalysis 24 (2012) 1852–1863.
  • Arvand, and P. Fallahi, Voltammetric determination of rivastigmine in pharmaceutical and biological samples using molecularly imprinted polymer modified carbon paste electrode, Sens. Actuators B: Chem. 188 (2013) 797–805.
  • Ayerdurai, M. Cieplak, and W. Kutner, Molecularly imprinted polymer-based electrochemical sensors for food contaminants determination, Trends Anal. Chem. 158 (2023) 116830.
  • Hosseini, A high-performance ionic liquid-based microextraction (ILBME) method for the trace determination of paroxetine as a pharmaceutical pollutant in environmental and biological samples, Anal. Methods 16 (2024) 8457–8470.
  • HosseiniA. Rezaei, M. Soleymani, Homogeneous solvent-based microextraction method (HSBME) using a task-specific ionic liquid and its application to the spectrophotometric determination of fluoxetine as pharmaceutical pollutant in real water and urine samples, Chem. Pap. 78 (2024) 8195–8210.
  • Hosseini, R. Castillo, M. Soleymani, A novel magnetic-assisted ionic liquid-based microextraction method (MA-ILBME): Specific design system for sensitive spectrophotometric analysis of paracetamol as a pharmaceutical pollutant in environmental samples, Talanta 286 (2025) 127486.
  • M. Diaz-Cruz, N. Serrano, C. Pérez-Ràfols, C. Ariño, and M. Esteban, Electroanalysis from the past to the twenty-first century: challenges and perspectives, J. Solid State Electrochem. 24 (2020) 2653–2661.
  • Saber-Tehrani, A. Pourhabib, S. Waqif Husain, and M. Arvand, Electrochemical behavior and voltammetric determination of quercetin in foods by graphene nanosheets modified electrode, Anal. Bioanal. Electrochem. 5 (2013) 1–18.
  • Baranwal, B. Barse, G. Gatto, G. Broncova, and A. Kumar, Electrochemical sensors and their applications: A review, Chemosensors10 (2022) 363. 
  • Mosayebzadeh, R. Ansari, A. Mohammad-khah, and M. Arvand, Electrochemical preparation of a copper ion selective electrode based on polypyrrole conducting polymer doped with Ponceau 4R azo dye, Anal. Bioanal. Electrochem. 5 (2013) 109–129.
  • M. Khoshfetrat, P. Seyed Dorraji, L. Fotouhi, M. Hosseini, F. Khatami, H.R. Moazami, K. Omidfar, Enhanced electrochemiluminescence biosensing of gene-specific methylation in thyroid cancer patients' plasma based integrated graphitic carbon nitride-encapsulated metal-organic framework nanozyme optimized by central composite design, Sens. Actuators B: Chem. 364 (2022) 131895.
  • M.Khoshfetrat, M. Moradi, H. Zhaleh, M. Hosseini, Multifunctional methyl orange-delaminated Ti3C2MXene for non-enzymatic/metal-free electrochemical detection of hydrogen peroxide and hydrazine, Microchem. J. 205 (2024) 111382.
  • .M. El-Kosasy, M.Y. Salem, M.G. El-Bardicy, and M.K. El-Rahman, Miniaturized membrane sensors for the determination of rivastigmine hydrogen tartrate, Pharm. Bull. 56 (2008) 753–757.
  • Joseph, and K. Girish Kumar, Differential pulse voltammetric determination and catalytic oxidation of sulfamethoxazole using [5,10,15,20-tetrakis(3-methoxy-4-hydroxy phenyl)porphyrinato] Cu(II) modified carbon paste sensor, Drug Test. Anal. 2 (2010) 278–283.