Enhancing the selectivity of amperometric nitric oxide sensor over ammonia and nitrite by modifying gas-permeable membrane with Teflon AF ®

• Autorzy: Cha, W. , Meyerhoff, M. E.

Warianty tytułu

PL

Wzmocnienie selektywności amperometrycznego sensora na tlenek azotu w obecności amoniaku i azotynów, przez zmodyfikowanie Teflonem® przepuszczającej gazy membrany

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A planar amperonietric nitric oxide (NO ) sensor based on a platinized platinum (pPt) working electrode (as anode) is one of the most sensitive NO detection methods reported to date with sub-nmol L_-1 detection limits. The use of an outer gas permeable membrane (porous polytetrafluoroethylene (PTFE) membrane) in this sensor design has been shown to impart superior NO selectivity over common interfering species present in biological samples, such as nitrite and ascorbate. Recently, however, it has been recognized that ammonia (NH_{3(g) present in biological samples, e.g., cell culture medium or blood, can interfere with NO detection using this sensor configuration owing to the concomitant oxidation capability of ammonia at the surface of the inner platinized platinum electrode. Herein, the selectivity of such an amperometric NO sensor is investigated in detail over both ammonia and nitrite and these results are compared to experimental data obtained with other types of ampcrometric NO sensors (including commercial WPI, Inc. device). Further, it is demonstrated that the NO selectivity of the planar-type NO sensor can be enhanced significantly by treating the porous PTFE gas permeable outer membrane with a Teflon AF<® solution. By filling the pores of the outer membrane with Teflon AF®, the flux of ammonia and nitrite to the internal working electrode is greatly reduced, while maintaining good permeability toward NO(g).}

PL

Oznaczanie tlenku azotu (NO3 (g)) przy użyciu planarnego amperometrycznego sensora wykorzystującego elektrodę pracującą 7 platynowanej platyny jest jedną z najczulszych metod oznaczania tego analilu. z granicą detekcji poniżej nanomola, opracowanych do tej pory. Zastosowanie membrany przepuszczalnej dla gazów (membrana z porowatego poli(telrafiuo-roetylenu) (PTFE)) do konstrukcji tego sensora, pozwoliło uzyskać wysoką selektywność na tlenek azotu, jednocześnie dyskryminując często obecne w próbkach biologicznych interferenty, takie jak: azotany(III) i askorbiniany. Jednakże ostatnio dowiedziono, że amoniak (NH₃(g) ) obecny w próbkach biologicznych, np. roztworze do hodowli komórek czy krwi,może zakłócać oznaczanie NO przy tej konfiguracji sensora, w związku z równoległym utlenianiem amoniaku na powierzchni wewnętrznej elektrody z platynowanej platyny. W pracy przedstawiono badania nad selektywnością amperometrycznego sensora NO w obecności zarówno amoniaku, jaki i azotanów(III). Wyniki te zostały porównane z wynikami otrzymanymi d!a innych typów amperomctrycznych sensorów NO (miedzy innymi handlowo dostępnego urządzenia WP1, Inc.). Ponadto pokazano, że selektywność planarnego sensora NO może być znacznie poprawiona poprzez poddanie działaniu roztworem teflonu AFAF®: zewnętrznej membrany wykonanej z porowatego PTFE. Po wypełnieniu porów membrany Teflonem AFAF®, przepływ amoniaku i azotanów (III) do elektrody pracującej został znacznie zredukowany, podczas gdy przepuszczalność dla NO pozostała na dobrym poziomie.

Słowa kluczowe

PL

tlenek azotu; sensor amperometryczny; selektywność; membrana przepuszczająca gaz

EN

nitric acid; amperometric gas sensor; selectivity; gas permeable membrane

• Czasopismo: Chemia Analityczna
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 51, No. 6
• Strony: 949-961
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz.

Twórcy

autor

Cha, W.

autor

Meyerhoff, M. E.

• Department of Chemistry, University of Michigan, 930 N. University Avenue, Ann Arbor, Michigan 48109-1055 Fax: [phone],

Bibliografia

• 1.Keaney J.F.J., Simon D.I., Stamler J.S., Jaraki O., Scharfstein J., Vita J. A., and Loscalzo J., J. Clin.Invest., 91, 1582(1993).
• 2.Do K.Q., Benz B., Grima G., Gutteckamsler U., Kluge I. and Salt T.E., Neurochem. Int., 29, 213 (1996).
• 3.Mathews W. and Kerr S., J. Pharmacol. Exp. Ther., 267 (3), 1529-1537 (1993)
• 4.Ignarro L.J., BugaG.M., Wood K.S., Byrns R.E. and Chaudhuri G., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.,84, 9265 (1987).
• 5.Archer S., FASEB J., 7 (2), 349-360 (1993).
• 6.Feelisch M. and Stamler J.S., Measurement of NO-related activities - Which assay for which purpose?, in: Methods in nitric oxide research, [Feelisch M. and Stamler J.S., Eds], John Wiley &Sons Ltd., Chichester, England 1996, p. 303-307.
• 7.Thomas D.D., Liu X., Kantrow S.P. and Lancaster Jr. J.R., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 98, 355 (2001).
• 8.Miranda K.M., Espey M.G., Jourd'heuil D., Grisham M.B., Fukuto J.M., Feelisch M. and Wink D.A., Chapter 3, The chemical biology of nitric oxide, in: Nitric oxide, biology and pathology,[Ignarro LJ, Ed.], Academic Press, San Diego, CA, 2000, p. 41.
• 9.Bedioui F. and Villeneuve N., Electroanalysis, 15, 5 (2003).
• 10.Mas M., Escrig A. and Gonzalez-Mora J.L., J. Neurosci. Methods, 119, 143 (2002).
• 11.Vallance P., Bhagat K., MacAllister R., Patton S., Maliński T., Radomski M., and Moneada S.,The Lancet, Mb, 153(1995).
• 12.Brovkovych V., Stolarczyk E., Oman J., Tomboulian P. and Maliński T., J. Pharm. Biomed. Anal.,19, 135 (1999).
• 13.Lee Y., Yang J., Rudich S.M., Schreiner R.J. and Meyerhoff M.E., Anal. Chem., 76, 545 (2004).
• 14.Cha W., Lee Y., Oh B.K. and Meyerhoff M. E., Anal. Chem., 77, 3516 (2005).
• 15.Cha W. and Meyerhoff M.E., Langmuir, in Press (2006)
• 16.de Mishima B.A.L., Lescano D., Holgado T.M. and Mishima H.T., Electrochim. Acta, 43, 395 (1998).
• 17.Wasmus S., Vasini E.J., Krausa M., Mishima H.T. and Vielstich W., Electrochim. Acta, 39, 23 (1994).
• 18.Maliński T., Ciszewski A., Bennett J. and Fish J.R., J. Electrochem. Soc., 138. 2008 (1991).
• 19.Lee Y., Oh B.K. and Meyerhoff M.E., Anal. Chem., 76, 536 (2004).
• 20.Maliński T., TahaZ., Grunfeld S., BurewiczA., Tomboulian P. and Kiechle F., Anal. Chim. Acta,279, 135 (1993).
• 21.Zhang X., Cardosa L., Broderick M., Fein H. and Lin J., Electroanalysis, 12, 1113 (2000).
• 22.Friedemann M.N., Robinson S.W. and Gerhardt G.A., Anal. Chem., 68, 2621 (1996).
• 23.Wang J., Talanta, 41, 857 (1994).
• 24.Greenstein J.P. and Winitz M., Chapter 25. Glutamic acid and glutamine, in: Chemistry of the amino acids, [Greenstein J.P. and Winitz M., Eds], Robert E. Krieger Publishing Co., Inc., Malabar, FL 1984, p. 1929.
• 25.Hassell T., Gleave S. and Butler M., Appl. Biochem. Biotech., 30,30 (1991).
• 26.Barsotti R.J.,7. Pediatr., 138 (1, Part 2), S11-S20 (2001).
• 27.Merkel T.C., Bondar V., Nagai K., Freeman B.D. and Yampolskii Y.P., Macromolecules, 32, 8427 (1999).
• 28.ShawA.W. and Vosper A.J., J. Chem. Soc. Faraday Trans. I, 73, 1239 (1977)
• 29.NO Microsensors Instruction Manual: World Precision Instruments, Inc.; 2005.
• 30.Keim M., Biochim. Biophys. Acta-Bioenergetics, 1411, 273 (1999).
• 31.Zhang X., Lin J., Cardoso L., Broderick M. and Darley-Usmar V., Electroanalysis, 14, 697 (2002).