Electrochemical Biosensors and Detectors Based on Silver Solid Amalgam for Analysis in Flow Systems

Abstract

6 Abstrakt Tato disertační práce představuje nové možnosti využití amalgámových elektrod zejména při konstrukci elektrochemických biosenzorů. V první řadě byl navržen a zkonstruován tubulární detektor na bázi stříbrného pevného amalgámu pro stanovení redukujících se analytů v průtokových systémech. Nejdříve byl testován při ampérometrickém stanovení modelových roztoků Cd2+ , Zn2+ a 4-nitrophenolu pomocí injekční průtokové analýzy. Výsledky ukázaly, že navržený tubulární detektor představuje jednoduché a levné zařízení s dobrou opakovatelností, citlivostí a dlouhodobou stabilitou minimálně 2 roky. Jednou z hlavních jeho výhod je možnost měření při vysokých negativních potenciálech (~ 2 V ve vodném prostředí). Poté byl tubulární detektor úspěšně použit pro stanovení účinné látky lomustinu v chemoterapeutickém léčivu CeeNU® Lomustine metodou průtokové diferenční pulsní voltametrie. Pro stanovení v průtokových systémech byly taktéž navrženy a 14 měsíců testovány miniaturní referentní elektrody  kalomelová (SCE-AgPA), merkurosulfátová a merkuroxidová na základě stříbrného pastového amalgámu. Všechny referentní elektrody se ukázaly být stabilní po celou dobu zkoumání. Největší odolnost proti polarizaci byla zaregistrována u SCE-AgPA, a proto právě tato referentní elektroda byla použita pro všechny experimenty...

In this Ph.D. thesis new possibilities of using amalgam electrodes are presented. First of all, the tubular detector based on silver solid amalgam (TD-AgSA) was designed for determination of reducible compounds in flow systems. It was tested on model solutions of Cd2+ , Zn2+ and 4-nitrophenol in amperometric mode under conditions of flow injection analysis. Results have shown that developed tubular detector is simple and low cost device suitable for detection of reducible compounds with good sensitivity, repeatability and long-term stability (at least 2 years) with possibility to work at potentials up to 2 V in aqueous solutions. Afterwards, this newly developed detector was successfully used for the determination of an active ingredient lomustine in pharmaceutical preparation CeeNU® Lomustine by non-stop-flow differential pulse voltammetry based on reduction of present nitroso group. For measurements in the flow system miniature reference electrodes  saturated calomel electrode, mercury-mercurous sulfate, and mercury-mercuric oxide electrode based on paste silver solid amalgam were fabricated and tested for 14 months. The calomel electrode based on paste silver amalgam proved to be the most resistant to polarization and it was used in all experiments in this thesis. Next, the electrochemical...