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Sep 10, 2023

Électro

Scientific Reports volume 13, Article number: 16803 (2023) Cite this article 263 Accesses 4 Altmetric Metrics details An electrochemical sensory platform is presented for determination of sumatriptan

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 16803 (2023) Citer cet article

263 accès

4 Altmétrique

Détails des métriques

Une plateforme sensorielle électrochimique est présentée pour la détermination du sumatriptan (SUM) dans des solutions aqueuses et du sérum sanguin humain. Une électrode en graphite crayon (PGE) a été délaminée électrochimiquement par technique de voltamétrie cyclique, puis modifiée à l'aide de nanoparticules d'une structure métal-organique à base de zinc (Zn (II) -MOF). L'électrode Zn (II) -MOF / EDPGE fabriquée a été utilisée pour la détection électrochimique sensible de SUM via une réaction d'électrooxydation. Le Zn(II)-MOF a été synthétisé par voie hydrothermale et caractérisé par diverses techniques. Le délaminage électrochimique du PGE aboutit à un substrat poreux, facilitant l'immobilisation efficace du modificateur. Le capteur conçu bénéficie à la fois d’une surface améliorée et d’un taux de transfert d’électrons accéléré, comme en témoignent le chronocoulogramme et les tracés de Nyquist. Dans des conditions optimisées, le capteur développé a présenté une réponse linéaire pour les solutions SUM de 0,99 à 9,52 µM. Un court temps de réponse de 5 s a été observé pour le capteur fabriqué et la limite de détection s'est avérée être de 0,29 µM. La sélectivité du Zn(II)-MOF/EDPGE envers SUM a été évaluée en examinant l’effet d’interférence de la codéine, de l’épinéphrine, de l’acétaminophène, de l’acide ascorbique et de l’acide urique, que l’on trouve couramment dans les échantillons biologiques. Le capteur développé présente d'excellentes performances avec des valeurs de récupération comprises entre 96,6 et 111 % pour l'analyse de la SUM dans des échantillons de sérum sanguin humain.

Le sumatriptan (SUM ; nom IUPAC : 1-[3-(2-Dimethylaminoéthyl)-1H-indol-5-yl]-N-méthyl-méthanesulfonamide) est le premier médicament à base de tryptamine disponible en clinique et couramment utilisé pour traiter la migraine aiguë. attaques1. Le composé, classé comme agoniste de la sérotonine, cible les récepteurs 5-HT1D et 5-HT1B, atténuant ainsi efficacement l'inflammation vasculaire associée à la migraine2. On constate qu'après administration orale d'un comprimé de sumatriptan à 50 mg, la concentration maximale dans le plasma sanguin humain (Cmax) est de 33,21 ng/mL (0,11 μM) après un tmax de 1,13 h et la demi-vie d'élimination (t1/2) est de 2,96h3. Il convient de noter que des doses élevées de SUM (200 mg par jour−1) peuvent conduire à une sulfhémoglobinémie, situation dans laquelle l'ajout de soufre dans les molécules d'hémoglobine se produit et la couleur du sang passe du rouge au noir verdâtre4.

En raison de l’importance physiologique du SUM, des efforts considérables ont été consacrés à la détermination de ce composé dans des échantillons biologiques. Parmi les diverses méthodes analytiques disponibles, la chromatographie liquide a été conseillée comme technique typique, et diverses techniques de chromatographie liquide telles que HPLC5,6,7, UPLC8 et HPTLC9 ont été développées pour sa mesure. De plus, des méthodes alternatives, notamment la chromatographie électrocinétique micellaire10, la conductométrie11, la spectrophotométrie UV-Vis12,13, l'électrophorèse capillaire14 et la spectroscopie de fluorescence15, ont été explorées dans la littérature pour la détermination de la SUM. Malgré une sensibilité notable dans certains cas, ces méthodes souffrent souvent de procédures fastidieuses et longues, ainsi que de coûts élevés, qui nécessitent des étalons spécifiques, des agents complexants, voire des solvants toxiques pour l'analyse. Par conséquent, il existe un besoin impérieux de développer des approches sensibles, rentables, rapides et simples pour la détermination de la SUM. Ces caractéristiques trouvent leur application dans les capteurs électrochimiques, car des études antérieures ont démontré l'activité électrochimique de SUM16. En conséquence, certains efforts ont été investis dans le développement de plates-formes de détection électrochimiques pour la détermination sensible de la SUM.

Suite aux travaux pionniers de Sagar et al.16, qui utilisaient une électrode de carbone vitreux (GCE), des chercheurs ultérieurs ont utilisé des électrodes chimiquement modifiées pour faciliter le transfert d'électrons entre la surface de l'électrode et SUM en tant qu'analyte, améliorant ainsi la sensibilité de détection. Des exemples notables incluent l'application d'une électrode en graphite pyrolytique améliorée par des nanotubes de carbone à parois multiples (MWCNT) décorées de nanoparticules d'argent17, une électrode en pâte de carbone modifiée avec un complexe de coordination à base de cobalt Schiff et des MWCNT18, une électrode sélective d'ions incorporant du phtalate de dioctyle dans du chlorure de polyvinyle carboxylé. matrice19 et électrode en pâte de carbone modifiée par des nanoparticules de Pt déposées par électrolyse par ultrasons sur des nanoparticules de ZrO220. En outre, diverses modifications du GCE (telles que des structures bicouches constituées de MWCNT/polypyrrole21, de nanoparticules de Cu/poly-mélamine22 et de MXène-MWCNT-chitosan23 auto-assemblé) ont également été explorées. Dans tous les cas, les électrodes modifiées ont systématiquement surpassé leurs homologues non modifiées dans la détermination de la SUM.