Miniaturizovaný elektrochemický senzor na stanovenie teobromínu v čokoládových výrobkoch

24. jan. 2019 • Chemické vedy

Miniaturizovaný elektrochemický senzor na stanovenie teobromínu v čokoládových výrobkoch

Tak ako sa neustále rozširujú a zdokonaľujú metódy v oblasti charakterizácie chemických zlúčenín, rastie aj potreba vyvíjať a zdokonaľovať analytické metódy zamerané na ich identifikáciu a stanovenie s cieľom dosiahnuť vysokú citlivosť, rýchlu analýzu, postačujúcu selektivitu a spoľahlivé výsledky. Zabezpečenie týchto požiadaviek možno v súčasnosti dosiahnuť predovšetkým využitím moderných separačných alebo spektrálnych metód. Tie však vo veľa prípadoch vyžadujú zdĺhavú predbežnú úpravu vzoriek, vysokú cenu prístrojového vybavenia, finančne náročnú údržbu, dlhý čas analýzy a v neposlednom rade aj priestorovo objemnejšie vybavenie. Uvádzajú to Marek Haššo, Olha Sarakhman, Kristína Kianičková, Alžbeta Benková, Ľubomír Švorc (Ústav analytickej chémie, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Slovenská technická univerzita v Bratislave) vo svojom príspevku Miniaturizovaný elektrochemický senzor na stanovenie teobromínu v čokoládových výrobkoch.

„Vhodnú alternatívu k týmto metódam reprezentujú elektroanalytické metódy, ktoré na prevedenie experimentu vyžadujú menšie finančné nároky a poskytujú taktiež dostatočne presné a správne výsledky. V niektorých prípadoch je vďaka miniaturizácii meracieho systému možné analýzu realizovať priamo na mieste výskytu.“ Tento príspevok sa zaoberá vývojom pokročilej elektroanalytickej metódy na rýchle, jednoduché a citlivé stanovenie teobromínu v čokoládových produktoch za využitia miniaturizovaného elektrochemického senzora na báze bórom dopovaného diamantu. „Bórom dopované diamantové elektródy si v súčasnosti nachádzajú uplatnenie v rôznych analytických aplikáciách (klinická a farmaceutická chémia, environmentalistika a potravinárstvo). Teobromín je horký alkaloid rastliny kakaa, ktorý patrí do skupiny xantínových alkaloidov (spolu s kofeínom a teofylínom).“

Cieľom práce podľa realizačného tímu bolo: (a) sledovať elektrochemické správanie teobromínu na bórom dopovanej diamantovej elektróde pomocou cyklickej voltampérometrie a optimalizovať podmienky experimentu (vplyv pH elektrolytu, posúdenie charakteru elektródového deja, atď.), (b) využitím diferenčnej pulzovej voltampérometrie a voltampérometrie s pravouhlým pulzom zostrojiť kalibračné závislosti a stanoviť základné analytické (validačné) parametre, (c) zhodnotiť vplyv potenciálnych interferentov (selektivita metódy), (d) aplikovať metódu na analýzu reálnych vzoriek. Výsledky ukázali, že elektrochemická oxidácia teobromínu je difúziou riadený a ireverzibilný elektródový dej s najvyššou prúdovou odozvou v prítomnosti 0,1 M H2SO4.

„Na základe kalibračnej závislosti sa v prípade diferenčnej pulzovej voltampérometrie (pri optimalizovaných experimentálnych podmienkach) získali nasledovné analytické parametre: lineárny koncentračný rozsah 0,99 – 54,5 μM, detekčný limit 0,42 μM, relatívna smerodajná odchýlka 2,5 % (opakovateľnosť pre 10 meraní pre 10 µM teobromín) a v prípade voltampérometrie s pravouhlým pulzom boli dosiahnuté hodnoty analytických parametrov: lineárny koncentračný rozsah 0,99 – 54,5 μM, detekčný limit 0,51 μM, relatívna smerodajná odchýlka 1,7 %,“ uvádzajú autori. Metóda bola podľa nich aplikovaná pri analýze vzoriek čokoládových produktov. Keďže skutočný obsah teobromínu v čokoládových produktoch nebol známy, na potvrdenie správnosti výsledkov bola použitá porovnávacia titračná metóda s potenciometrickou indikáciou bodu ekvivalencie. „Výsledky potvrdili správnosť výsledkov, nakoľko stanovené obsahy teobromínu, získané pomocou techník diferenčnej pulzovej voltampérometrie, voltampérometrie s pravouhlým pulzom a porovnávacej titračnej metódy, boli podobné (štatistická významnosť výsledkov nebola vykonaná). Z tohto dôvodu sa dospelo k záveru, že vyvinutá metóda môže byť využitá na rýchle a citlivé stanovenie teobromínu v reálnych vzorkách.“

Príspevok vyšiel v zborníku celoslovenskej Študentskej vedeckej konferencie s medzinárodnou účasťou s názvom Chémia a technológie pre život, organizovanej v priestoroch Fakulty chemickej a potravinárskej technológie STU v Bratislave dňa 7. 11. 2018, pričom išlo o okrúhly, 20. ročník.

Študentská vedecká konferencia sa konala v odbore chémia a chemická a potravinárska technológia. Išlo o príležitosť pre študentov 1. stupňa (bakalárskeho) a 2. stupňa (inžinierskeho) vysokoškolského štúdia súťažne prezentovať vedecké a odborné práce. Najlepšie práce v jednotlivých sekciách boli odmenené.

 

Spracovala: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Zdroj informácií: https://www.uiam.sk/svk/

Ilustračné foto: Pixabay.com /HOLIET/

Uverejnila: VČ

Súvisiace:

Články
Hore
QUARK
Aurelium - centrum vedy
TVT 2019
Prechod VK na VND - jeseň
výtvarná súťaž TVT 2019
Veda v Centre
Publikácie Veda v CENTRE
kúpa časopisov jún 2016
fotografická súťaž TVT 2019
Noc výskumníkov 2019
TAG Slovenská veda
banner záhrady
Agrofilm 2019
Zaujímavosti vo vede
Ďateľ udrie do tvrdého dreva prudko zobákom niekoľko tisíckrát za deň a nikdy ho z toho nebolí hlava
Zistite viac