Použití žlábkové uhlíkové pastové elektrody v průtokové injekční analýze

Marek Žeravík

Master's thesis

Application of Groove Carbon Paste Electrode in Flow Injection Analysis

Abstract:

Předložená diplomová práce se zabývá využitím nově vyvinutého typu žlábkového držáku uhlíkové pasty v průtokové analýze. Byly testovány elektrochemické vlastnosti různě modifikovaných uhlíkových past pro potenciometrickou nebo amperometrickou detekci některých látek. V prvním případě bylo potenciometricky sledováno pH látek analyzovaných průtokovou injekční analýzou (FIA) na uhlíkové pastě modifikované práškovým bismutem, tvořícím elektrodový systém kov {--} oxid kovu, který je citlivý na změnu pH. Jako druhý příklad možného využití žlábkového držáku uhlíkové pasty ve FIA byla zvolena amperometrická detekce organických látek fenolu, 1-naftolu a p-aminofenolu na nemodifikované uhlíkové pastové elektrodě. Tyto látky jsou často sledovány v biosenzorech jako elektroaktivní produkty enzymatických přeměn odpovídajících substrátů za přítomnosti enzymu alkalická fosfatasa. Byl sledován vliv pH na posun potenciálu oxidace a velikost a opakovatelnost proudové odezvy. Třetímu využití žlábkového držáku byla věnována největší pozornost. Jednalo se o sestavení biosenzoru pro stanovení glukosy pomocí FIA, jenž využívá enzymatické oxidace glukosy. Produkt této reakce, peroxid vodíku, byl amperometricky detekován na uhlíkové pastě modifikované RuO2, který působí jako mediátor, a enzymem glukosa oxidasou bez ochranné membrány. Byla zkoumána funkčnost sestaveného biosenzoru a reprodukovatelnost a správnost stanovení glukosy. V závěru byl za pomoci biosenzoru stanoven obsah glukosy v reálných vzorcích instantního čaje, medu a melasy.

Abstract:

The thesis deals with application of newly developed electrode holder for carbon paste, groove carbon paste electrode, in flow analysis. The electrochemical properties of differently modified carbon paste were tested for possible potenciometric and amperometric detection of several species and such pastes were used as electrochemical detectors in flow analysis. In the first case, the pH of solutions was potenciometrically sensed using carbon paste modified with powdery bismuth as an example of metal-metal oxide electrode. Solutions with different pH were introduced into FIA system and a linear range of potentiometric responses was evaluated and compared to classical glass pH electrode. Second example of eventual application of groove carbon paste electrode in FIA was amperometric detection of organic substances (phenol, 1-naphthol, 4-amino phenol) on unmodified carbon paste electrode. These substances are often monitored in enzymatic biosensors as electroactive products of enzymatic processes of corresponding substrates in the presence of enzyme alkaline phosphatase. The influence of pH on drift of peak potential of oxidation and a magnitude and repeatability of current response was monitored. The greatest attention was devoted to the third application of groove carbon paste electrode. The biosensor for determination of glucose using FIA was designed, which uses enzymatic oxidation of glucose. The product of this reaction, hydrogen peroxide, was detected amperometrically on the carbon paste electrode modified with RuO2, acting as a mediator of electron transfer, and with enzyme glucose oxidase having no protective membrane. The functionality of developed biosensor was tested and the reproducibility and also the accuracy in the determination of glucose were evaluated. Finally, the content of glucose was assessed using FIA and proposed biosensor in real samples of instant tea, honey and molasses.

Keywords

Žlábková uhlíková pastová elektroda, FIA, elektrochemická detekce, glukosa, měření pH, fenoly.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 5. 2008

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2008
• Supervisor: Ing. Radovan Metelka, Ph.D.

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Master programme / field:
Chemistry and Technology of Foodstuffs / Evaluation and Analysis of Foodstuffs