ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВІДНОВЛЕННЯ ТІАМІНУ БРОМІДУ НА НІКЕЛЕВИХ ГОСТРІЙНИХ СТРУКТУРАХ, МОДИФІКОВАНИХ НАНОРОЗМІРНИМИ ЧАСТИНКАМИ БІСМУТУ
DOI:
https://doi.org/10.32782/naturaljournal.5.2023.9Ключові слова:
тіаміну бромід, необоротність процесу, наноструктурований електрод, електроосадженняАнотація
Дослідження хімічних і електрохімічних властивостей вітаміну В1 дозволяє глибше розкрити механізми обмінних процесів, що проходять у живих організмах людини та тварин. Зразки з модифікованою і (для порівняння) із гладкою поверхнею електрохімічно осадженого бісмуту були використані як робочі електроди. Наноструктуровані металеві електроди були виготовлені методом іонно-плазмового напилення нікелю на поверхню нікелевої пластини, у результаті чого на ній формуються масиви металевих гострих структур типу кластер – глобула – поверхня. Прямолінійна залежність потенціалу відновлення тіамін броміду від логарифма швидкості розгортки свідчить про ускладнення даної гетерогенної реакції адсорбцією деполяризатора. Відсутність анодних максимумів струму, які чітко спостерігаються на катодних ділянках вольтамперограм, вказує на необоротність процесу відновлення тіаміну броміду. Процес відновлення є необоротним, одноелектронним, бо під час окиснення тіаміну електрон буде видалятись із піримідинового фрагмента, а в разі відновлення – приєднуватись до тіазолієвого циклу, тобто окиснювальний і відновлювальний процеси стосуються різних частин молекули. За проведеним розрахунком вольтамперометричних кривих і відповідними кінетичними рівняннями провели розрахунок величини константи швидкості та коефіцієнта дифузії процесу відновлення тіаміну броміду на наноструктурованому електроді. Розрахована за напівлогарифмічною залежністю енергія активації електрохімічного процесу відновлення тіаміну броміду менша порівняно з енергією активації хімічних процесів і може вказувати на суттєвий вплив дифузійних обмежень. Проведені вольтамперометричні дослідження електрохімічного процесу відновлення тіаміну броміду на бісмут-модифікованих електродах на основі гострійних структур нікелю показали, що процес розряду деполяризатора на даних електродах в 1,67 інтенсивніше на поверхні електродів з електроосадженим бісмутом. Електродні матеріали показали високу ефективність під час дослідження окисно-відновних властивостей вітамінів групи В.
Посилання
Зінчук В.К., Левицька Г.Д., Дубенська Л.О. Фізико-хімічні методи аналізу. Навчальний посібник. Львів : Видавничий центр ЛНУ ім. Івана Франка, 2008. 362 с.
Ковальчук Є.П., Решетняк О.В. Фізична хімія. Львів : Видавничий центр ЛНУ ім. Івана Франка, 2007. 800 с.
Мінаєв Б.П., Аксементьєва О.І., Лут О.А., Шевченко О.П., Погребняк О.С., Електрохімічне окиснення саліцилової кислоти на наноструктурованих електродах на основі нікелю з додатково осадженою платиною. Питання хімії та хімічної технології. 2021. № 2. С. 73–80. Фармацевтична енциклопедія. Київ : Моріон, 2005. 848 с.
Шевченко О.П., Лут О.А., Аксіментьєва О.І. Наноструктуровані металеві поверхні як електродні матеріали при дослідженні електровідновлення органічних кислот. Вісник Черкаського університету. Cерія: Хімічні науки. 2010. Вип. 174. С. 111–116.
Aboul-Kasim E. Anodic adsorptive voltammetric determination of the vitamin B1 (thiamine). J Pharm Biomed Anal., 2000). V. 22(6). 1047–1054. https://doi.org/10.1016/s0731-7085(99)00154-5.
Brahman P.K., Dar R.A., Pitre, K.S. DNA-functionalized electrochemical biosensor for detection of vitamin B1 using electrochemically treated multiwalled carbon nanotube paste electrode by voltammetric methods. Sens. Actuators B Chem, 2013. V. 177. P. 807–812. https://doi.org/10.1016/j.snb.2012.11.073.
Gu H., Yu A., Chen H.. Electrochemical behavior and simultaneous determination of vitamin B2, B6, and C at electrochemically pretreated glassy carbon electrode. Anal Lett, 2001. V. 34. P. 2361–2374. http://dx.doi.org/10.1081/AL-100107301.
Hart J.P. Electroanalysis of biologically important compounds. Ellis Horwood Limited. Hemel Hempstead, UK, 1990. Chapter 4. P. 137–191.
Lương K.V.Q., Nguyễn L.T.H., Role of thiamine in Alzheimer’s disease. Am. J. Alzheimer’s. Dis Other Dement, 2011. V. 26. P. 588–598. https://doi.org/10.1177/1533317511432736.
Lương K.V.Q., Nguyễn L.T.H. The role of thiamine in autism. J Psychiatry Neurosci, 2013. V. 1. P. 22–37. http://dx.doi.org/10.11648/j.ajpn.20130102.11.
Lương, K.V.Q., Nguyễn, L.T.H. The role of thiamine in cancer: Possible genetic and cellular signalling mechanisms. Cancer Genom Proteom, 2013. V. 10. P. 169–185.
Oni, J., Westbroek, P., Nyokong, T. Voltammetric Detection of Vitamin B1 at Carbon Paste Electrodes and Its Determination in Tablets. Electroanalysis, 2002, V. 14(17). P. 1165–1168. https://doi.org/10.1002/1521-4109(200209)14:17%3C1165::aid-elan1165%3E3.0.co;2-s.
Shevchenko O., Lut O., Aksimentyeva O. Нighly sensitive sensor for detection of vitamin B1 on the nanostructural surface of nickel / Sensor Electronics and Microsystem Technologies. 2011. V. 2 (8). P. 69–73.
Tyszczuk-Rotko, K. New voltammetric procedure for determination of thiamine in commercially available juices and pharmaceutical formulation using a lead film electrode. Food Chem, 2012. V. 134. P. 1239–1243. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.03.017.
Wan Q., Yang N., Ye Y. Electrochemical behavior of thiamine on a self-assembled gold electrode and its square-wave voltammetric determination in pharmaceutical preparations. Anal Sci, 2002. V. 18. P. 413–416. https://doi.org/10.2116/analsci.18.413.
