트라마돌 측정을 위한 CuONP/MWCNT/탄소 페이스트 변형 전극: 이론 및 실험적 조사

Aug 12, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 7999(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

전기촉매로 사용하기 위한 CuO 나노구조를 제조하기 위해 실용적인 기술이 적용되었습니다. 공침을 통한 산화구리 나노입자(CuO NP)의 친환경 합성은 XRD, SEM 및 FTIR을 통한 특성 분석과 함께 Origanum majorana의 수성 추출물을 환원제 및 안정제로 사용하여 이 논문에 설명되어 있습니다. XRD 패턴에서는 불순물이 없는 것으로 나타났으나 SEM에서는 낮은 응집 구형 입자가 나타났습니다. CuO 나노입자와 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)는 변형된 탄소 페이스트 전극을 만드는 데 사용되었습니다. CuONPs/MWCNT를 작업 전극으로 사용하여 Tramadol을 분석하기 위해 전압전류법이 사용되었습니다. 생성된 나노복합체는 ~230mV 및 ~700mV의 피크 전위를 갖는 트라마돌 분석에 대한 높은 선택성을 나타냈고, 상관계수는 0.9997이고 검출 한계는 0.025인 0.08~500.0μM 범위의 트라마돌에 대한 우수한 선형 검량선을 나타냈습니다. 또한 CuO NPs/MWCNT/CPE 센서는 트라마돌에 대해 0.0773μA/μM의 상당한 감도를 보여줍니다. B3LYP/LanL2DZ에서는 처음으로 양자 방법을 사용하여 DFT를 계산하여 나노복합체의 연결 에너지와 밴드갭 에너지를 결정했습니다. 결국, CuO NPs/CNT는 96~104.3%의 회수율로 실제 샘플에서 트라마돌을 검출하는 데 효과적인 것으로 나타났습니다.

트라마돌은 주로 중추신경계에 작용하는 합성 오피오이드 진통제입니다. 이는 α-오피오이드 수용체에 대한 효능적 결합과 노르에피네프린 및 세로토닌 재흡수를 차단하는 두 가지 기본 메커니즘을 통해 작동합니다. Tramadol의 약동학, 효과 및 안전성으로 인해 하루 3~4회 복용하는 중등도 및 중증 만성 통증 환자에게 성공을 거두었습니다. 일반적인 형태의 트라마돌과 비교할 때 새로 개발된 변형 방출 정제인 서방형 트라마돌은 하루 지속 기간과 사소한 약물 혈장 변동에 유리할 것입니다1,2.

트라마돌은 α-작용제 역할을 하는 물질입니다. [2-(디메틸아미노메틸)-1(3-메톡시페닐)사이클로헥산올]은 화학명입니다. 삼차신경통을 포함한 대부분의 형태의 신경통과 중등도에서 중증의 통증을 치료하는 데 사용됩니다. 분광광도법3,4 및 분광광도법 및 분광형광법 접근법5,6,7을 포함하여 트라마돌 및 기타 복합 약물을 결정하기 위한 여러 분석 기술이 문헌에 발표되었습니다.

나노기술은 이제 광범위한 용도로 사용 가능한 다양한 크기, 모양 및 화학 구조의 나노입자 생성과 관련된 최첨단 연구 주제로 간주됩니다8. 나노입자의 합성 및 설계를 위해 마이크로파 조사9, 광환원10, 열분해11 및 기계적 분쇄12를 포함한 많은 절차가 보고되었지만 이러한 절차는 주로 비용이 많이 들고, 에너지를 소비하거나 인간과 환경에 위험합니다. 결과적으로 환경 친화적인 방법을 구현해야 합니다. 친환경 합성이란 환경 친화적이고 경제적이며, 고압, 에너지, 온도, 유해 화합물을 사용하지 않고 대규모 합성이 가능한 화학적, 물리적 기술의 개발을 의미합니다. 효소, 박테리아 및 식물 추출물과 같은 생체분자를 사용하는 금속 이온의 생물학적 환원은 생태학적으로 친화적이고 화학적으로 정교합니다13. 여러 가지 녹색 합성 전략 중에서 식물 매개 합성은 더 빠른 나노입자 생산과 보다 안정적인 합성을 가능하게 하는 유망한 전략인 것으로 보입니다14. 생체 영감을 받은 나노입자의 생성은 나노입자 크기를 조작하기 위한 접근법뿐만 아니라 많은 관심을 받았습니다6,15.

Origanum majorana는 내한성 다년생 식물 또는 기분 좋은 소나무와 감귤 향을 지닌 관목입니다. 몇몇 중동 국가에서는 마조람을 오레가노와 혼동하기도 하며, 다른 오리가눔 종과 구별하기 위해 달콤한 마조람과 트위스트 마조람이라는 용어를 사용합니다. 때로는 pot marjoram으로 알려져 있지만16, 이 용어는 다른 Origanum 재배 종에도 적용됩니다. 수프, 스튜, 샐러드 드레싱, 소스, 허브티 모두 마조람을 첨가하면 도움이 됩니다. Origanum majorana L.(O. majorana, 꿀풀과)로도 알려진 스위트 마요람은 위장, 안과, 심장 및 신경 문제의 치유 특성으로 전통 의학에 사용되는 유명한 허브입니다. 휘발성 화합물, 테르페노이드, 페놀릭, 플라보노이드 및 탄닌과 같은 O. majorana의 중요한 생리 활성 요소가 확인되고 분리되었습니다. 이 허브의 민족약리학적 지식에 따르면 항균, 항진균, 항원충제 및 항산화 특성이 있는 것으로 나타났습니다. 대부분의 치료는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들며 숙련된 작업자와 정교한 장비를 사용해야 합니다. 반면, 전기화학적 측정 접근법은 빠른 반응과 사용 용이성으로 인해 여러 생물학적, 환경적, 약리학적 화학 물질을 측정하는 데 선호됩니다5,17,18. 그럼에도 불구하고, 전통적인 고체 전극을 사용하여 트라마돌을 산화시키는 것은 더 큰 과전위를 필요로 하는 느린 과정입니다. 결과적으로 트라마돌 정량 측정을 위한 간단하고 감도가 향상된 전극이 필요합니다. 현대 전압전류법에서는 화학적으로 변형된 전극이 뜨거운 주제가 되었습니다. 이러한 전극을 사용하면 의도한 분석물질 측정이 더욱 구체적이고 민감해집니다. 나노 구조 재료는 최근 수십 년 동안 전기 화학 센서의 감도를 향상시키기 위해 전극 표면을 변경하는 데 사용되었습니다. 나노입자는 전극을 수정하는 데 활용될 수 있으며, 센서의 감도와 안정성을 향상시켜 미량의 분석물질을 검출할 수 있습니다20. 전이금속(Co/Ni/Cu)과 그 산화물21을 포함한 금속 나노물질은 우수한 전기촉매 효율, 장기 안정성, 상대적으로 저렴하고 제조 및 구성이 용이하다는 다양한 장점으로 인해 지난 몇 년 동안 많은 주목을 받아 왔습니다. 비효소 전기화학 센서22, 산화구리 나노입자는 전기촉매 활성 및 전기 전도성이 우수하여 우수한 비효소 기반 전기화학 센서 성분23,24입니다.