Materiały węglowe w elektroanalizie

Abstract

W ostatnim czasie pojawił się trend opracowania nowatorskich i przyjaznych dla środowiska elektrod roboczych wykorzystywanych w analizie śladowej związków organicznych. Do niedawna najczęściej stosowanymi w badaniach woltamperometrycznych były elektrody rtęciowe. Jednakże ze względu na szkodliwość rtęci ogranicza się jej zastosowanie w produkcji elektrod. Materiały węglowe stanowią doskonałą alternatywę ponieważ wpisują się w zasady zielonej chemii, wykazując nietoksyczność dla środowiska naturalnego, a przy tym posiadają bardzo dobre właściwości elektrochemiczne. Rozprawa doktorska dotyczyła badań nad zastosowaniem różnych elektrod węglowych i technik woltamperometrycznych do oznaczania wybranych związków o znaczeniu biologicznym. W badaniach zastosowano sześć elektrod roboczych na bazie węgla: pastową z płatków grafitowych, pastową z wielowarstwowego grafenu, z węgla szklistego, diamentową domieszkowaną borem oraz dwie elektrody z grafitu pirolitycznego (o prostopadłym i równoległym ułożeniu warstw grafitowych). Zbadano zachowanie każdej z ww. elektrod roboczych w obecności modelowego układu redoks oraz policzono ich powierzchnie elektroaktywne. Następnie wykorzystano elektrody węglowe do oznaczania pięciu związków: acemetacyny (niesteroidowego leku przeciwzapalnego), acetaminofenu (leku przeciwbólowego i przeciwgorączkowego), rywaroksabanu i eteksylanu dabigatranu (leków przeciwzakrzepowych) oraz mandipropamidu (pestycydu z grupy fungicydów). Wszystkie metody ilościowego oznaczania powyższych związków wykonano techniką woltamperometrii fali prostokątnej (SWV). Przy zastosowaniu zoptymalizowanych warunków pomiarów określono zależności natężenia prądu pików depolaryzatorów od ich stężeń w naczynku pomiarowym. Tak opracowane metody oznaczania związków wykorzystano do oznaczenia ich ilości w próbkach środowiskowych (w moczu i preparatach farmaceutycznych w przypadku leków oraz w wodzie rzecznej i soku winogronowym w przypadku pestycydu). Określono również charakter zachodzących reakcji elektrodowych w obecności wybranych związków o znaczeniu biologicznym i opracowano przypuszczalne mechanizmy elektorodowe.