Амперометрия - Википедия - Amperometry

Амперометрия в химия обнаружение ионов в растворе на основе электрического тока или изменений электрического тока.

Амперометрия используется в электрофизиология учиться везикул выпуск событий с помощью электрод из углеродного волокна. В отличие от патч зажим методы, электрод используется для амперометрии, не вставляется и не прикрепляется к клетка, но подвели в непосредственной близости от клетки. Измерения от электрода происходят от окислительная реакция груза везикул, выпущенного в среду. Другой метод измерения высвобождения пузырьков - емкостной измерения.

История

Электрохимический или амперометрическое обнаружение, как это было впервые использовано в ионная хроматография была однопотенциальная или амперометрия постоянного тока, полезная для определенных электрохимически активных ионов, таких как цианид, сульфит и йодид. Разработка импульсного амперометрического обнаружения (PAD) для аналитов, которые загрязнились электрод обнаруженные поверхности в конечном итоге помогли создать новую категорию ионной хроматографии для определения углеводы. Другое достижение, известное как интегрированная амперометрия, повысило чувствительность к другим электрохимически активным веществам, таким как амины и многие соединения, содержащие восстановленные сера группы, которые иногда слабо обнаруживаются PAD.[1]

Было установлено, что нейротрансмиттеры может быть электрохимически обнаруживается путем помещения угольного электрода в ткань и запись Текущий от окисляющих нейротрансмиттеров.[2] Одно из первых измерений было выполнено с помощью имплантированный электрод из углеродного волокна в неостриатум крыс.[3] Дальнейшая работа велась в хромаффинные клетки исследовать катехоламин высвобождение из крупных плотных везикул ядра.[4][5]

Методы обнаружения

  • Однопотенциальная амперометрия

Любой аналит, который может быть окислен или восстановлен, является кандидатом для амперометрического обнаружения. Самая простая форма амперометрического обнаружения - однопотенциальная или постоянный ток (DC), амперометрия. Напряжение (потенциал) прикладывается между двумя электроды расположен в столбце сточные воды. Измеренный ток изменяется по мере того, как электроактивный аналит окисляется на аноде или уменьшается на катоде. Однопотенциальная амперометрия использовалась для обнаружения слабых кислотных анионов, таких как цианид и сульфид, что проблематично для кондуктометрических методов. Еще одно, возможно, более важное преимущество амперометрии перед другими методами обнаружения этих и других ионов, таких как йодид, сульфит и др. гидразин, это специфика. Приложенный потенциал можно регулировать, чтобы максимизировать отклик для интересующего аналита при минимальном отклике на мешающие аналиты.[6]

  • Импульсная амперометрия (импульсное амперометрическое обнаружение, PAD)

Расширением однопотенциальной амперометрии является импульсная амперометрия, наиболее часто используемая для аналитов, которые имеют тенденцию загрязнять электроды. Аналиты, загрязняющие электроды, уменьшают сигнал при каждом анализе и требуют очистки электрода. При импульсном амперометрическом обнаружении (PAD) рабочий потенциал прикладывается на короткое время (обычно несколько сотен миллисекунд), за которым следуют более высокие или более низкие потенциалы, которые используются для очистки электрода. Ток измеряется только при приложении рабочего потенциала, затем последовательные измерения тока обрабатываются детектором для получения плавного выходного сигнала. PAD чаще всего используется для обнаружения углеводов после анионообменного разделения, но дальнейшее развитие соответствующих методов показывает многообещающие результаты для аминов, восстановленных соединений серы и других электроактивных соединений.

Принцип

Чтобы зафиксировать слияние везикул, электрод из углеродного волокна приближают к ячейке. Электрод удерживается под положительным потенциалом, и когда груз из плавленой везикулы находится рядом с электродом, окисление груза переносит электроны на электрод. Это вызывает всплеск, размер которого можно использовать для оценки количества пузырьков, а частота дает информацию о вероятности высвобождения.[7]

Рекомендации

  1. ^ Д. К. Джонсон и В. Р. Лакурс, Аналитическая химия, 62 (1990), 589А-97А
  2. ^ Киссинджер П. Т., Харт Дж. Б., Адамс Р. Н. (май 1973 г.). «Вольтамперометрия в тканях мозга - новое нейрофизиологическое измерение». Исследование мозга. 55 (1): 209–13. Дои:10.1016/0006-8993(73)90503-9. PMID  4145914.
  3. ^ Гонон Ф., Сеспульо Р., Пончон Дж. Л. и др. (Апрель 1978 г.). «Непрерывное электрохимическое определение in vivo высвобождения дофамина в неостриатуме крысы». Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série D (На французском). 286 (16): 1203–6. PMID  96981.
  4. ^ Leszczyszyn DJ, Jankowski JA, Viveros OH, Diliberto EJ, Near JA, Wightman RM (сентябрь 1990 г.). «Секреция катехоламинов, опосредованная никотиновыми рецепторами, отдельными хромаффинными клетками. Химические доказательства экзоцитоза». Журнал биологической химии. 265 (25): 14736–7. PMID  2394692.
  5. ^ Wightman RM, Jankowski JA, Kennedy RT и др. (Декабрь 1991 г.). «Разрешенные во времени пики катехоламинов соответствуют высвобождению отдельных везикул из отдельных хромаффинных клеток». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 88 (23): 10754–8. Bibcode:1991PNAS ... 8810754W. Дои:10.1073 / пнас.88.23.10754. ЧВК  53009. PMID  1961743.
  6. ^ Сеттл, Ф. (Ред.). (1997). Справочник инструментальных методов аналитической химии (1-е изд.). Прентис Холл.
  7. ^ Мошаров Е.В., Зульцер Д. (сентябрь 2005 г.). «Анализ экзоцитотических событий, зарегистрированных с помощью амперометрии». Методы природы. 2 (9): 651–8. Дои:10.1038 / nmeth782. PMID  16118635.