Published April 1, 2024 | Version v1
Publication Metadata-only

Non-enzymatic electrochemical sensing platform based on metal oxide-loaded biopolymer for voltammetric measurement of hepatoprotective metadoxine drug in pharmaceutical formulation and human blood serum

Creators

  • 1. Indian Institute of Technology Delhi
  • 2. Dayalbagh Educational Institute
  • 3. Indian Institute of Technology Kharagpur
  • 4. University of Delhi
  • 5. Pondicherry University

Description

This study focuses on the first-ever high-sensitivity, low-cost, and quick response electrochemical estimation of metadoxine (MTD) in pharmaceuticals and human blood serum using a non-enzymatic nanocomposite modified glassy carbon electrode (CuO/CH/GCE) loaded with chitosan. The electroactive surface of GCE was produced by drop-casting a suspension of CuO/CH nanocomposite in N,N-dimethylformamide (DMF) onto the non-enzymatic electrode surface. Synthesized nanocomposite was characterised by using XRD, XPS, EDX, TEM, Raman and FESEM techniques. EIS technique was utilized to study the enhanced charge-transfer phenomenon occurring at the surface of modified sensor. The electrooxidation of MTD at CuO/CH/GCE surface is depending at pH of supporting electrolyte, scan rate and concentration of analyte. CV and SWV technique were used to carry out electrochemical study, optimised voltammetric response is observed in the BR buffer at pH 2.5, with irreversible diffusion-controlled process. Within the linear concentration range of MTD from 1.99 μg/L to 29.56 μg/L, this sensor exhibited lowest LOD (0.64 μg/L) and LOQ (2.14 μg/L). The MTD in pharmaceutical formulation and human blood serum can be determined with this highly selective peak potential (Ep ∼ 1.2 V), repeatable (%RSD 0.91), and reproducible (%RSD 2.31) method. The average percentage recovery in human blood serum and pharmaceutical formulation is 99.89% and 99.90%. This paper reports a lowest LOD value for MTD detection in the comparison with other reported methods (Table S1). None of the selected excipients were found to interfere more than 5% with redox potential of MTD without affecting the performance of sensor.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تركز هذه الدراسة على أول تقدير كهروكيميائي عالي الحساسية ومنخفض التكلفة وسريع الاستجابة للميتادوكسين (MTD) في المستحضرات الصيدلانية ومصل الدم البشري باستخدام قطب كربوني زجاجي معدل بمركب نانوي غير إنزيمي (CuO/CH/GCE) محمل بالشيتوزان. تم إنتاج السطح النشط كهربيًا لـ GCE عن طريق صب معلق CuO/CH nanocomposite في N،N - dimethylformamide (DMF) على سطح الإلكترود غير الإنزيمي. تم تمييز المركب النانوي المركب باستخدام تقنيات XRD و XPS و EDX و TEM و Raman و FESEM. تم استخدام تقنية EIS لدراسة ظاهرة نقل الشحنة المعززة التي تحدث على سطح المستشعر المعدل. تعتمد الأكسدة الكهربائية لـ MTD على سطح CuO/CH/GCE على درجة الحموضة لدعم الإلكتروليت ومعدل المسح وتركيز التحلل. تم استخدام تقنية CV و SWV لإجراء دراسة كهروكيميائية، ولوحظت استجابة فولطامترية محسنة في المخزن المؤقت BR عند الرقم الهيدروجيني 2.5، مع عملية لا رجعة فيها للتحكم في الانتشار. ضمن نطاق التركيز الخطي من 1.99 ميكروغرام/لتر إلى 29.56 ميكروغرام/لتر، أظهر هذا المستشعر أدنى مستوى تأثير منخفض (0.64 ميكروغرام/لتر) وكمية منخفضة (2.14 ميكروغرام/لتر). يمكن تحديد إم تي دي في التركيبة الصيدلانية ومصل الدم البشري باستخدام طريقة جهد الذروة الانتقائي للغاية (1.2 فولت)، والقابل للتكرار (% آر إس دي 0.91)، والقابل للتكرار (% آر إس دي 2.31). متوسط نسبة الشفاء في مصل الدم البشري والتركيبات الصيدلانية هو 99.89 ٪ و 99.90 ٪. تبلغ هذه الورقة عن أدنى قيمة لمستوى الخطورة للكشف عن العطل الكلي في المقارنة مع الطرق الأخرى المبلغ عنها (الجدول S1). لم يتم العثور على أي من السواغات المختارة تتداخل مع أكثر من 5 ٪ مع احتمالية الأكسدة للاختزال الكلي دون التأثير على أداء المستشعر.

Translated Description (French)

Cette étude se concentre sur la toute première estimation électrochimique à haute sensibilité, à faible coût et à réponse rapide de la métadoxine (MTD) dans les produits pharmaceutiques et le sérum sanguin humain à l'aide d'une électrode de carbone vitreux modifiée par nanocomposite non enzymatique (CuO/CH/GCE) chargée de chitosane. La surface électroactive du GCE a été produite par coulée goutte à goutte d'une suspension de nanocomposite CuO/CH dans du N,N-diméthylformamide (DMF) sur la surface de l'électrode non enzymatique. Le nanocomposite synthétisé a été caractérisé en utilisant les techniques DRX, XPS, EDX, TEM, Raman et FESEM. La technique EIS a été utilisée pour étudier le phénomène de transfert de charge amélioré se produisant à la surface du capteur modifié. L'électrooxydation de la MTD à la surface CuO/CH/GCE dépend du pH de l'électrolyte de support, de la vitesse de balayage et de la concentration de l'analyte. Les techniques CV et SWV ont été utilisées pour réaliser une étude électrochimique, une réponse voltammétrique optimisée est observée dans le tampon BR à pH 2,5, avec un processus irréversible contrôlé par diffusion. Dans la gamme de concentrations linéaires de MTD allant de 1,99 μg/L à 29,56 μg/L, ce capteur présentait les plus faibles LOD (0,64 μg/L) et LOQ (2,14 μg/L). La DMT dans la formulation pharmaceutique et le sérum sanguin humain peut être déterminée avec cette méthode hautement sélective de potentiel de pic (Ep ∼ 1,2 V), répétable (%RSD 0,91) et reproductible (%RSD 2,31). Le pourcentage moyen de récupération dans le sérum sanguin humain et la formulation pharmaceutique est de 99,89 % et 99,90 %. Cet article rapporte une valeur de LOD la plus faible pour la détection de MTD dans la comparaison avec d'autres méthodes rapportées (tableau S1). Aucun des excipients sélectionnés n'a interféré de plus de 5 % avec le potentiel redox de la MTD sans affecter les performances du capteur.

Translated Description (Spanish)

Este estudio se centra en la primera estimación electroquímica de alta sensibilidad, bajo costo y respuesta rápida de metadoxina (MTD) en productos farmacéuticos y suero sanguíneo humano utilizando un electrodo de carbono vítreo modificado con nanocompuesto no enzimático (CuO/CH/GCE) cargado con quitosano. La superficie electroactiva de GCE se produjo mediante el moldeo por goteo de una suspensión de nanocompuesto de CuO/CH en N,N-dimetilformamida (DMF) sobre la superficie del electrodo no enzimático. El nanocompuesto sintetizado se caracterizó mediante el uso de técnicas XRD, XPS, edX, TEM, Raman y FESEM. Se utilizó la técnica EIS para estudiar el fenómeno de transferencia de carga mejorada que ocurre en la superficie del sensor modificado. La electrooxidación de MTD en la superficie de CuO/CH/GCE depende del pH del electrolito de soporte, la velocidad de barrido y la concentración de analito. Para la realización del estudio electroquímico se utilizó técnica CV y SWV, se observa respuesta voltamperométrica optimizada en el buffer BR a pH 2.5, con proceso irreversible de difusión controlada. Dentro del rango de concentración lineal de MTD de 1.99 μg/L a 29.56 μg/L, este sensor exhibió el LOD más bajo (0.64 μg/L) y LOQ (2.14 μg/L). La MTD en la formulación farmacéutica y el suero sanguíneo humano se puede determinar con este método de potencial pico altamente selectivo (Ep ~ 1.2 V), repetible (%RSD 0.91) y reproducible (%RSD 2.31). El porcentaje promedio de recuperación en suero sanguíneo humano y formulación farmacéutica es de 99.89% y 99.90%. Este documento informa un valor de LOD más bajo para la detección de MTD en la comparación con otros métodos informados (Tabla S1). No se encontró que ninguno de los excipientes seleccionados interfiriera más del 5% con el potencial redox de MTD sin afectar el rendimiento del sensor.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
منصة استشعار كهروكيميائية غير إنزيمية تعتمد على البوليمر الحيوي المحمل بأكسيد الفلز لقياس الفولتية لعقار الميتادوكسين الواقي للكبد في التركيبة الصيدلانية ومصل الدم البشري
Translated title (French)
Plateforme de détection électrochimique non enzymatique à base de biopolymère chargé d'oxyde métallique pour la mesure voltammétrique de la métadoxine hépatoprotectrice dans la formulation pharmaceutique et le sérum sanguin humain
Translated title (Spanish)
Plataforma de detección electroquímica no enzimática basada en biopolímero cargado con óxido metálico para la medición voltamétrica del fármaco metadoxina hepatoprotector en formulación farmacéutica y suero sanguíneo humano

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4391896022
DOI
10.1016/j.biosx.2024.100453

Is supplement to
https://openalex.org/W3108233941 (Other)
https://openalex.org/W3082024097 (Other)
https://openalex.org/W2978117902 (Other)
https://openalex.org/W2891742120 (Other)
https://openalex.org/W2797009499 (Other)
https://openalex.org/W2559189467 (Other)
https://openalex.org/W2498921694 (Other)
https://openalex.org/W2273418409 (Other)
https://openalex.org/W2141178867 (Other)
https://openalex.org/W1940182316 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W1884401832
  • https://openalex.org/W1995992576
  • https://openalex.org/W2017562517
  • https://openalex.org/W2035243049
  • https://openalex.org/W2047916008
  • https://openalex.org/W2058198196
  • https://openalex.org/W2059891781
  • https://openalex.org/W2073025733
  • https://openalex.org/W2094545066
  • https://openalex.org/W2096680516
  • https://openalex.org/W2107919301
  • https://openalex.org/W2110880449
  • https://openalex.org/W2127035101
  • https://openalex.org/W2162461301
  • https://openalex.org/W2342848722
  • https://openalex.org/W2389174743
  • https://openalex.org/W277161494
  • https://openalex.org/W2805650839
  • https://openalex.org/W2806862454
  • https://openalex.org/W2979029539
  • https://openalex.org/W2980389740
  • https://openalex.org/W2997547499
  • https://openalex.org/W3010430346
  • https://openalex.org/W3017044733
  • https://openalex.org/W3028016416
  • https://openalex.org/W3039957583
  • https://openalex.org/W3082531591
  • https://openalex.org/W3166213718
  • https://openalex.org/W3206300774
  • https://openalex.org/W3210627896
  • https://openalex.org/W4293248004
  • https://openalex.org/W4311086577