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Um eletrodo à base de nanocompósito de óxido de grafeno-β-ciclodextrina reduzido para detecção eletroquímica de curcumina

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. 18 de fevereiro de 2021;11(14):7862-7872.
doi: 10.1039 / d0ra10701h. eCollection 2021 17 de fevereiro.

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Behzad Mirzaei et ai. RSC Adv. .

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Resumo

A curcumina é um composto polifenólico com propriedades antioxidantes e anticancerígenas que é obtido a partir de plantas de açafrão. Vários estudos demonstraram que as células cancerosas não são mortas a menos que sejam expostas a 5-50 mM de curcumina. Consequentemente, é vital controlar a concentração de curcumina na terapia do câncer. Neste estudo, um sensor eletroquímico sensível foi fabricado com base em um nanocompósito de óxido de grafeno reduzido em beta-ciclodextrina (β-CD-rGO) para medir a concentração de curcumina. Os efeitos dos fatores experimentais foram investigados e as condições paramétricas ótimas foram determinadas usando o método de otimização Taguchi. O eletrodo modificado com β-CD-rGO apresentou boas propriedades eletroquímicas para detecção de curcumina. Os resultados dos experimentos de voltametria de pulso diferencial revelaram que o sensor mostra uma resposta linear à concentração de curcumina na faixa de 0,05-10 mM com um limite de detecção de 33 nM e sensibilidade de 4,813 μA μM-1. O sensor fabricado apresentou seletividade na presença de outras espécies eletroativas, por exemplopropranolol, clomipramina e clonazepam.

Declaração de conflito de interesse

Os autores declaram não haver conflito de interesses.

Figuras

Figura 1
Fig. 1. (A) Ilustração esquemática do processo de síntese do nanocompósito β-CD–rGO. (B) Espectros FTIR de β-CD (i), GO (ii) e β-CD–rGO (iii).
Figura 2
Fig. 2. Imagens HRTEM de GO (A) e nanocompósito β-CD–rGO (B). A inserção mostra o nanocompósito β-CD–rGO em maior ampliação.
Fig. 3
Fig. 3. Gráficos de Nyquist dos eletrodos GC (a), GC/GO (b), GC/β-CD (c) e GC/β-CD-rGO (d). Os experimentos EIS foram realizados em solução 0,1 M de KCl contendo 5 mM de K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6 sob um potencial constante de 0,22 V e uma faixa de frequência de 10 a 0,1 Hz.
Fig. 4
Fig. 4. (A) Voltamogramas cíclicos do eletrodo GC/β-CD–rGO na presença (a e b para dois ciclos sucessivos) e ausência (c) de 1 mM CM em solução tampão fosfato 0,1 M pH 7,4 na varredura taxa de 50 mV s−1; (B) oxidação eletroquímica de CM.
Fig. 5
Fig. 5. (A) Voltamogramas cíclicos de eletrodos simples de GC (a), GC/β-CD (b), GC/GO (c) e GC/β-CD–rGO (d) após a incubação com 1 mM CM em solução tampão fosfato 0,1 mM (pH 7), livre de CM, na taxa de varredura de 50 mV s−1. A inserção A mostra os voltamogramas cíclicos desses eletrodos sem incubação nas mesmas condições. (B) Voltamogramas de pulso diferencial do eletrodo GC/β-CD–rGO antes (a) e após (b) incubação com 1 mM de CM em 0,1 mM de solução tampão de fosfato (pH 7), livre de CM, na taxa de varredura de 10 mV s−1.
Fig. 6
Fig. 6. (A) Voltamogramas cíclicos de CM versus taxa de varredura obtida a partir de 50 μM CM para o GC/β-CD–rGO após dois ciclos em diferentes taxas de varredura (de interna para externa): 20, 40, 60, 80, 100, 150, 200, 250 e 300 mV s−1 em solução tampão fosfato 0,1 mM (pH 7). (B) As linhas a e b são os gráficos das correntes de pico versus taxa de varredura.
Fig. 7
Fig. 7. Gráficos da resposta do eletrodo GC/β-CD–rGO de DPV na taxa de varredura de 10 mV s−1após incubação com 1 mM de CM, em solução de tampão fosfato 0,1 M, livre de CM, versus: (A) tempo de incubação em solução tampão fosfato com pH 7, (B) pH da solução eletrolítica em tempo de incubação de 45 minutos, (C) razão de massa de β-CD/GO em solução tampão fosfato com pH 7 e tempo de incubação de 45 minutos, (D) diferentes concentrações de β-CD–rGO em solução tampão fosfato com pH 7 e tempo de incubação de 45 minutos.
Fig. 8
Fig. 8. Resposta do eletrodo GC/β-CD-rGO ao pH (A), tempo de incubação (B), concentração de suspensão de β-CD-rGO (C) e razão de massa de β-CD/GO (D) obtida do projeto Taguchi .
Fig. 9
Fig. 9. Voltamogramas de pulso diferencial do eletrodo GC/β-CD–rGO sob condições ideais em solução tampão fosfato 0,1 M (pH 7,0), livre de CM, na taxa de varredura de 10 mV s−1e após a incubação em várias concentrações de CM de 0,05 (a), 0,1 (b), 0,5 (c), 1 (d), 2 (e), 5 (f), 10 (g), 100 (h) e 200 µM (i).
Fig. 10
Fig. 10. (A) Voltamogramas de pulso diferencial do eletrodo GC/β-CD–rGO após incubação com 1 mM CM (a), clomipramina (b), propranolol (c) e clonazepam (d). Os voltamogramas foram registrados sob condições ideais em solução tampão fosfato 0,1 M (pH 7,0), livre de CM, na taxa de varredura de 10 mV s−1. (B) A resposta líquida do eletrodo GC/β-CD–rGO contra o tipo de analito no potencial constante de 0,5 V.

Referências

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