Construção e avaliação de eletrodos modificados com hexacianoferrato de prata para a determinação amperométrica de isoniazida

Abstract

Resumo: Um método rápido e simples para a determinação de isoniazida foi desenvolvido com um sistema de análise por injeção em fluxo (FIA) usando um eletrodo impresso (EI) de carbono modificado com hexacianoferrato de prata (Ag-HCF) como detector amperométrico. A isoniazida (INZ) é um agente anti tuberculástico frequentemente utilizado para fins clínicos. Devido aos acidentes de intoxicação levarem a morte, a determinação de níveis deste fármaco em fluidos do corpo humano é vital para verificar a eficácia das doses terapêuticas e tóxicas. A utilização dos eletrodos impressos para desenvolvimento de sensores eletroquímicos baseados na utilização de Eletrodos Quimicamente Modificados tem mostrado um progresso significativo nos últimos anos. Além disso, nanomateriais apresentam características químicas, físicas, e eletroquímicas interessantes devido ao seu pequeno tamanho. Várias vantagens têm sido relatadas usando as características eletroquímicas de métodos eletroanalíticos convencionais (por exemplo: uma alta sensibilidade, baixo custo, e detecção rápida) combinadas as propriedades de nanomateriais (por exemplo: área de superfície elevada, os planos de cristalinas mais expostas do que o material a granel, a melhoria do processo de transporte de massa). Devido estas vantagens, nanopartículas metálicas, como por exemplo, nanopartículas de prata (NPAg) tem sido empregadas como modificadores de eletrodos no desenvolvimento de sensores. Nanopartículas metálicas, em especial NPAg, também são empregadas como substrato para deposição de mediadores de espécies redox. Uma subclasse importante de modificadores de eletrodos e mediadores redox consiste nos hexacianoferratos metálicos, um análago do azul da Prússia. Reações eletroquímicas de várias espécies podem ser catalisadas empregando estes análogos, recebendo assim uma atenção considerável para o desenvolvimento de sensores eletroquímicos. Neste trabalho, as nanopartículas de prata foram depositadas na superfície do eletrodo de carbono impresso e utilizadas como precursores para a preparação eletroquímica de hexacianoferrato de prata (Ag-HCF). O comportamento eletroquímico de nanopartículas e do Ag-HCF foi estudado por voltametria cíclica. O perfil voltamétrico verificado na presença de íons potássio ou prata, exibiu uma forte dependência com a natureza do cátion usado. O eletrodo EIAg- HCF exibiu uma resposta catalítica na presença de INZ. Foi observado que a corrente anódica do par redox Ag3K[FeII(CN)6]/Ag3[FeIII(CN)6] na superfície do eletrodo aumenta proporcionalmente com a concentração de INZ, viabilizando assim aavaliação do dispositivo como um sensor amperométrico em um sistema FIA. Os parâmetros empregados nas análises foram otimizados e as melhores condições de operação foram empregados. Uma curva de calibração foi construída, obtendo uma região linear de 5,0x10-6 a 5,0x10-4 mol L-1 , um limite de detecção de 2,6 mol L-1 e uma frequência analítica de 24 injeções por hora foi alcançada. O eletrodo construído apresentou resultados repetitivos e reprodutíveis e o método desenvolvido foi aplicado com sucesso na determinação de INZ em amostras de urina humana simuladas com boa concordância entre os valores adicionados e recuperados.apresentando um indice de recuperação de 105,9%.

Abstract: A rapid and simple method was developed for isoniazid (INZ) determination by flow injection analysis (FIA) using a screen-printed carbon electrode (SPCE) modified with silver hexacyanoferrates (Ag-HCF) as amperometric detector. Isoniazid (INZ) is a tuberculostatic agent widely used for clinical purposes. Owing to poisoning accidents even death, the assay of INZ level in human body fluids is vital for effective therapeutic and toxic dosages. The main advantage of screen-printed electrodes (SPE) over conventional electrodes is that the problems of carry over and surface fouling is minimized. The use of the screenprinted electrodes for development of electrochemical sensors based on the use of chemical modified electrodes has shown significant progress in the previous years. In addition, nanomaterials offer specific physical, chemical, and electrochemical properties owing to their small size. Several advantages have been realized by using the combined electrochemical characteristics of conventional electroanalytical methods (e.g: high sensitivity, low cost, and rapid detection) and the properties of nanomaterials (e.g: high surface area, crystalline plans more exposed than bulk material, enhancement of mass transport process). An important subclass of the modified electrodes consists of the insoluble transition-metal hexacyanides. Several electrochemical reactions that can be catalyzed by Prussian blue analogues have received considerable attention for electrochemical sensor development. In this work, silver nanoparticles were deposited on the surface of the screen-printed carbon electrode and used as precursors for the electrochemical hexacyanoferrates preparation (Ag-HCF). The electrochemical behavior of both silver nanoparticles and silver hexacyanoferrates was studied by cyclic voltammetry. The voltammetric profile was verified in the presence of potassium or silver ions, and a strong dependence with the nature of the cations was observed. The SPCE/Ag-HCF electrode exhibits a catalytic response in the presence of INZ. It was observed that the anodic current of the Ag3K[FeII(CN)6]/Ag3[FeIII(CN)6] redox couple at the electrode surface increases proportionally to the INZ concentration. The device was evaluated as an amperometric sensor in an FIA system. Using the best operation conditions assigned as: potential applied of +0.45V, pH 3.0, flow rate of 2.9 mL min-1, sample volume of 200 L, and analytical path of 30 cm, it was possible to construct a linear calibration curve from 5.0 x 10-6 to 5.0 x 10-4 mol L-1 with a limit of detection of 2.6 mol L-1 and an analytical frequency of 24 injections per hour was achieved. The method was successfully applied for the determination of INZ in simulated human urine samples with good agreement between the added and recovery values.