Eliminační voltametrie aminoderivátů purinu

Bc. Lenka Žůrková

Master's thesis

Elimination Voltammetry of Purine Aminoderivatives

Abstract:

Předkládaná diplomová práce se zaměřila na studium elektrochemického chování aminoderivátů purinu na visící rtuťové kapkové elektrodě (HMDE) v prostředí fosfáto-acetátového pufru o různém pH. Chování tří aminopurinů (2-aminopurinu, 2,6-diaminopurinu a adeninu) bylo zkoumáno pomocí metody lineární „sweep“ voltametrie (LSV) v tříelektrodovém zapojení na elektrochemickém analyzátoru Autolab. Ke zpracování naměřených voltametrických křivek byla využita metoda eliminační voltametrie s lineární polarizací elektrody (EVLS), která umožňuje eliminovat některé dílčí proudy a jiné zachovávat. Bylo zjištěno, že všechny tři báze podléhají redukci a jejich redukční signály se liší nejen polohou (potenciál píku), ale také proudovou odezvou (výška píku). Zatímco 2-aminopurin poskytuje nízké redukční signály v pozitivnějších oblastech potenciálů (~ -1V vs. Ag/AgCl/3MKCl), zbylé dva deriváty jsou redukovány při negativnějších potenciálech (~ -1,3V), přičemž jejich odezvy se potenciálově velmi málo liší. V závislosti na pH i na rychlosti polarizace pracovní elektrody se signály aminopurinů posouvaly k negativnějším hodnotám. Tento posun s pH umožnil blíže kvantifikovat elektrodový proces (koeficient přenosu náboje, počet zúčastněných elektronů a protonů). Bilogaritmická závislost výšky píku na rychlosti polarizace dala informaci o nejpomalejším (řídícím) kroku sledovaného elektrodového procesu. Zkoumány byly také směsi aminoderivátů. Vzhledem k rozdílným hodnotám potenciálů redukčních signálů se podařilo dobře oddělit 2-aminopurin ve směsi s 2,6-diaminopurinem a 2-aminopurin ve směsi s adeninem. Adenin a 2,6-diaminopurin, vykazující signál při podobných hodnotách potenciálů, se od sebe ve směsi nepodařilo oddělit. V této práci bylo pomocí konfidenční elipsy ukázáno statistické vyhodnocení naměřených dat základního elektrolytu. Výsledky této studie budou použity ve vývoji a výzkumu elektrochemických senzorů nukleových kyselin.

Abstract:

The submitted thesis deals with the electrochemical behaviour of aminoderivatives of purine on the hanging mercury drop electrode (HMDE) in phosphate-acetate buffer solutions at various pH values. The behaviour of three aminopurines (2-aminopurine,2,6-diaminopurine and adenine) was studied using linear “sweep” voltammetry (LSV) and Autolab, an electrochemical analyser, with the three-electrode cell. Elimination voltammetry with linear electrode polarization (EVLS) was used for further processing of measured data. EVLS enables to eliminate certain partial currents and to conserve the others. It has been found that all three bases are reduced and the reduction signals differ not only in the positions (peak potentials), but also in the current responses (peak heights). While aminopurine provides low reduction signals at positive potentials (~ -1V vs. Ag/AgCl/3MKCl), the other two derivatives are reduced at more negative potentials (~ -1,3V) and the potential difference of their responses is very small. The signals of aminopurines were shifted to more negative values, depending on pH and scan rate. This shift, in dependence on the pH, enabled further quantification of the electrode process (the charge transfer coefficient, the number of participating electrons and protons). Bi-logarithmic dependence of the peak height on the rate of polarization provided information on the rate determining step (rds) of the electrode process. The mixtures of aminoderivatives were investigated too. Due to the differing potentials of reduction signals, it was possible to separate 2-aminopurine from the mixture with 2,6-diaminopurin and 2-aminopurin from the mixture with adenine. Adenine and 2,6-diaminopurine, which provides signal at similar values of potential, were not possible to separate from each other. The statistical evaluation of measuring data of the supporting electrolyte has been shown using confidence ellipse. The results of the study will be used in the research and development of electrochemical sensors for nucleic acids.

Keywords

visící rtuťová kapková elektroda, 2-aminopurin, 2, 6-diaminopurin, adenin, lineární „sweep“ voltametrie, eliminační voltametrie s lineární polarizací elektrody, konfidenční elipsa, hanging mercury drop electrode, 2-aminopurine, 6-diaminopurine, adenine, linear “sweep” voltammetry, elimination voltammetry with linear polarization of electrode, confidence ellipse

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 29. 4. 2009

Thesis defence

• Date of defence: 12. 6. 2009
• Supervisor: prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Chemistry / Upper Secondary School Teacher Training in Chemistry