Για την πρακτική διάγνωση και αυτοπαρακολούθηση της ασθένειας του διαβήτη, η ανίχνευση της γλυκόζης στο αίμα είναι μια κοινά χρησιμοποιούμενη μέθοδος. Παρά την εξαιρετική εκλεκτικότητα και ευαισθησία των ενζυμικών αισθητήρων γλυκόζης, οι οποίοι παρασκευάζονται χρησιμοποιώντας το ένζυμο οξειδάση της γλυκόζης (GOx), προκειμένου αυτή να καταλύσει την οξείδωση της γλυκόζης, παρουσιάζουν πολλά μειονεκτήματα, όπως τη χρήση ενζύμων υψηλού κόστους και την ανεπαρκή σταθερότητα λόγω εξάρτησής τους από τις περιβαλλοντικές συνθήκες (θερμοκρασία, pH και υγρασία). Αντίθετα, η χρήση μη ενζυμικού ηλεκτροχημικού αισθητήρα γλυκόζης είναι πιο ελκυστική, καθώς βασίζεται στην άμεση ηλεκτροκατάλυση της γλυκόζης στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου και έχει σημαντικά πλεονεκτήματα όπως χαμηλό κόστος, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και γρήγορη απόδοση - απόκριση της ανάλυσης. Προκειμένου η διαδικασία δειγματοληψίας να γίνει λιγότερο επώδυνη, ο ιδρώτας αποτελεί πολύ καλό εναλλακτικό βιολογικό μέσο ελέγχου των επιπέδων γλυκόζης. Επιπλέον, το υλικό του ηλεκτροδίου εργασίας αποτελεί κρίσιμο παράγοντα στην ηλεκτροκαταλυτική απόδοση του αισθητήρα. Στην παρούσα ερευνητική εργασία, ασχοληθήκαμε με την ανίχνευση των επιπέδων γλυκόζης μέσω μέτρησης της περιεκτικότητάς της σε τεχνητό ιδρώτα. Μελετήθηκαν, για πρώτη φορά, τρία σύμπλοκα και ως τροποποιητές ηλεκτροδίου πάστας άνθρακα για το μη ενζυματικό προσδιορισμό της γλυκόζης σε ιδρώτα και ως βέλτιστo επιλέχθηκε το σύμπλοκο {[Cu(PhCOO)(H2O)] x (PhCOO)(H2O)}n. Έπειτα, μελετήθηκαν και βρέθηκαν οι βέλτιστες συνθήκες κατασκευής του ηλεκτροδίου και οι παράμετροι της βολταμμετρικής μεθόδου (περιεκτικότητα του ηλεκτροδίου σε σύμπλοκο: 1% w/w , χρόνος και το δυναμικό προσυγκέντρωσης: 360s και -1,4 V αντίστοιχα) και ο προσδιορισμός της γλυκόζης ήταν εκλεκτικός χωρίς να επηρεάζεται από άλλες ενδογενείς ηλεκτροενεργές ουσίες, ενώ τελικώς πραγματοποιήθηκε καμπύλη αναφοράς για τη γλυκόζη, με όριο ανίχνευσης (LOD) τα 5 μM. Παράλληλα, επειδή παρατηρήθηκε πολύ καλή απόκριση του τροποποιημένου ηλεκτροδίου εργασίας στο ουρικό οξύ, εφαρμόστηκε και στον ηλεκτροχημικό προσδιορισμό του ουρικού οξέος σε τεχνητό ιδρώτα, με LOD = 4,6 μM.
(EL)
For the diagnosis and self-monitoring of diabetes, the detection of blood glucose is a commonly used method. Despite the excellent selectivity and sensitivity of glucose enzymatic electrochemical sensors, which are prepared using the enzyme glucose oxidase (GOx) in order to catalyze glucose oxidation, the use of enzymes includes many disadvantages, such as the high cost of enzymes and their inadequate stability due to their dependence on environmental conditions (temperature, pH and humidity). In contrast, the non-enzymatic glucose sensor operates with a more attractive method which is based on the direct electrocatalysis of glucose on the electrode surface. These non-enzymatic sensors have significant advantages such as low cost, longer life and stability and fast performance – response of the analysis. On the other hand, non-invasive glucose testing is a better route towards easy and painless glucose monitoring, as sweat contains a plethora of biomarkers of essential relevance to the assessment of physiological health. In addition, the working electrode material is a critical factor in determining the electrocatalytic efficiency. In the present research work, a new type of electrochemical sensors was developed for the detection of glucose levels in artificial sweat. Three copper complexes and two oxides of copper were tested as modifiers of carbon paste electrodes for the non-enzymatic glucose sensing and the {[Cu (PhCOO) (H2O)] x (PhCOO) (H2O)}n presented the best electroanalytical response towards glucose monitoring. Different parameters which affect the response of the sensor were tested and optimized (modifier content 1% w/w, pre-concentration time and potential: 360s and -1.4 V). Under the selected conditions the determination of glucose in artificial sweat offered a limit of detection (LOD) of 5 μM without interference from common electroactive metabolites. It is worth mentioning that a very good response of the working electrode was also observed for uric acid determination and thus the modified electrode was also applied to the voltametric determination of uric acid in artificial sweat, with LOD = 4,6 μM.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
