МЕТФОРМІН-ЧУТЛИВИЙ ПОТЕНЦІОМЕТРИЧНИЙ СЕНСОР

Анотація

Метформін (N,N-диметилбігуанідин) у його протонованій формі як метформіну гідрохлорид використовується в усьому світі як передовий протидіабетичний препарат для діабету другого типу. Гіперінсулінемія та інсулінорезистентність клітин є основними причинами цього захворювання. Для пацієнтів із цукровим діабетом метформіну гідрохлорид (далі – MET) діє, покращуючи чутливість клітин до інсуліну. Показано, що метформін із тропеоліном 00 (Т00) утворює іонний асоціат, який можна виділити у твердому вигляді, що придатний для створення пластифікованих мембранних потенціометричних метформін-чутливих сенсорів. Методом математичного моделювання обґрунтовано енергоефективність формування іонного асоціату. Молекулярне моделювання систем «Т00- + МЕТ+» та пов’язані з ним розрахунки проводили з використанням пакета «HyperChem 8.0» для різноманітних вихідних варіантів розташування протиіонів один щодо одного (процедура «single point»). Геометричну оптимізацію іонів проводили методом молекулярної механіки MM+. Стандартну ентальпію (ΔH0) утворення іонів та асоціату «МЕТ+ + Т00-» визначали напівемпіричним методом PM3. Різниця в енергії утворення іонного асоціату та сумі енергій утворення його компонентів дорівнює 312 кДж/ моль. Отже, процес утворення іонного асоціату є термодинамічно вигідним. Здійснено моделювання та оптимізацію складу мембран. Результати дослідження впливу природи пластифікаторів на електроаналітичні властивості розроблених сенсорів свідчать про те, що найкращим пластифікатором для системи є ТКФ або ДНФ. Для цих розчинників добуток величини діелектричної проникності та полярності Роршнайдера (ε × ПР) становлять 123,5 та 175 відповідно. Для пластифікаторів, які виявилися менш ефективними (ДБФ і ДЕФ), ці величини становлять 235,6 та 326 відповідно. Для мембран з однаковим вмістом пластифікатора одного гомологічного ряду (ДЕФ, ДБФ, ДОФ, ДНФ) нахил Нернстівської функції зменшується зі зростанням діелектричної проникності розчинника-пластифікатора. Показано, що робочий інтервал рН електрода – від 2 до 11. Дрейф потенціалу не перевищує 1–3 мВ/добу. Стабільні значення електродних потенціалів установлюються за 5–15 с. Стабільність електроаналітичних характеристик оптимізованих мембран спостерігається не менше трьох місяців. Розроблені сенсори проявляють задовільну селективність щодо цілої низки речовин та іонів. Визначенню МЕТ не заважають 300- та 1000-кратні кількості глюкози, крохмалю, полівінілового спирту, іонів Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+. Це своєю чергою дає можливість практичного використання розроблених МЕТ-чутливих сенсорів у різноманітних об’єктах. Розроблено методику потенціометричного визначення метформіну, яка апробована у процесі його визначення в лікарських формах.