Siekiera Izabela
Zakład Dydaktyczny Chemii Nieorganicznej i Analitycznej
Pracownia Teorii i Zastosowań Elektrod
Zastosowanie kompozytu polipirol ‒ nanocząstka magnetyczna do detekcji ferrytyny
Izabela Siekiera
Promotor: dr hab. Anna Nowicka
Opiekun: mgr Edyta Matysiak-Brynda
Ferrytyna (Ft) jest głównym białkiem odpowiadającym za magazynowanie żelaza w organizmie. Wartość jej stężenia w surowicy krwi odpowiada ilości żelaza znajdującego się w puli zapasowej, co pozwala na kontrolę metabolizmu tego pierwiastka oraz diagnostykę chorób związanych z jego nadmiernym, bądź zbyt niskim występowaniem. Niedokrwistość z niedoboru żelaza jest obecnie najpowszechniej występującym rodzajem anemii, wynikającym m.in. z nadmiernej utraty tego mikroelementu, zaburzenia wchłaniania, bądź zwiększonego zapotrzebowania na ten właśnie składnik. Choroba ta stanowi poważny problem, zwłaszczaw krajach o niskim poziomie rozwoju gospodarczego. Dotyka nie tylko osoby starsze, lecz także dzieci, osoby w okresie dojrzewania, a zwłaszcza kobiety ciężarne, u których niedokrwistość zwiększa ryzyko śmiertelności płodu [1]. Zbyt późne rozpoznanie i brak leczenia niedokrwistości w niektórych przypadkach może prowadzić również do stanu zagrażającego życiu. Oznaczenia poziomu ferrytyny wykorzystywane są również jako cenne wskaźniki diagnostyczne służące do prognozowania i kontrolowania chorób nowotworowych, które w ciągu ostatnich lat stały się jednym z głównych problemów zdrowotnych na całym świecie [2]. Wczesna prognoza pozwala na zastosowanie jak najlepszej profilaktyki, diagnozy, leczenia oraz rehabilitacji.
Bezpośrednia elektrochemiczna detekcja ferrytyny (Ft) z roztworu nie jest łatwa, ponieważ centrum elektroaktywne Ft (rdzeń mineralny) osadzone jest głęboko w otoczki białkowej. W celu zapewnienia maksymalnej elektroaktywności Ft, powierzchnię elektrody pracującej zmodyfikowano kompozytem: polimer przewodzący-nanocząstka magnetyczna oraz zastosowano zewnętrzne źródło pola magnetycznego (magnes neodymowy, 40 mT). W badaniach zastosowano film polimerowy składający się z dwóch monomerów: czystego pirolu i pirolu zawierającego grupy karboksylowe. Grupy karboksylowe obecne w warstwie polimerowej zapewniały trwałe związanie Ft z czujnikiem, poprzez utworzenie wiązania amidowego pomiędzy grupami –NH2 białka i –COOH polimeru. Największą intensywność sygnału prądowego pochodzącego od ferrytyny otrzymano dla polimeru uzyskanego z roztworu o stosunku stężeń molowych PPy do PPyCOOH wynoszącym 0.075 do 0.025. Jednoczesne zastosowanie ferromagnetycznego modyfikatora i zewnętrznego pola zapewniło odpowiednią orientację Ft względem elektrody, gwarantując najkrótszą możliwie odległość żelaznego rdzenia białka od powierzchni elektrody, pozwalając tym samym na bezpośrednią elektrochemiczną detekcję Ft w roztworze. Wyznaczony limit detekcji wynosił 0.063 ± 0.005 nM. Zaproponowany sensor charakteryzował się dużą stabilnością, ale niestety niską selektywnością. Zatem ilościowe oznaczanie ferrytyny przy użyciu zaproponowanej
w niniejszej pracy procedurze w obecności hemoglobiny i transferyny jest niemożliwe.
Literatura:
[1] Orlicz-Szczęsna G., Żelazowska-Posiej J., Kucharska K., Curr. Probl. Psychiatry 12. 2011, 590.
[2] Leporowska E., Karczewska-Dzionk A., Przegląd medycyny laboratoryjnej 6. 2007, 9.