CuONPs/MWCNTs/eletrodo modificado de pasta de carbono para determinação de tramadol: investigação teórica e experimental

Aug 12, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 7999 (2023) Citar este artigo

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Uma técnica prática foi aplicada para fabricar nanoestruturas de CuO para uso como eletrocatalisador. A síntese verde de nanopartículas de óxido cúprico (CuO NPs) via coprecipitação é descrita neste artigo usando um extrato aquoso de Origanum majorana como redutor e estabilizador, acompanhada de caracterização via XRD, SEM e FTIR. O padrão XRD não revelou impurezas, enquanto o SEM revelou partículas esféricas pouco aglomeradas. Nanopartículas de CuO e nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNTs) foram usados ​​para criar um eletrodo de pasta de carbono modificado. Métodos voltamétricos foram usados ​​para analisar Tramadol usando CuONPs/MWCNT como eletrodo de trabalho. O nanocompósito produzido apresentou alta seletividade para análise de Tramadol com potenciais de pico de ~ 230 mV e ~ 700 mV e excelentes curvas de calibração linear para Tramadol variando de 0,08 a 500,0 µM com um coeficiente de correlação de 0,9997 e limites de detecção de 0,025. Além disso, o sensor CuO NPs/MWCNT/CPE mostra uma sensibilidade apreciável de 0,0773 μA/μM ao tramadol. Pela primeira vez, o método quântico B3LYP/LanL2DZ foi usado para calcular a DFT para determinar a energia conectada e a energia de bandgap dos nanocompósitos. Eventualmente, CuO NPs/CNT mostrou-se eficaz na detecção de Tramadol em amostras reais, com uma taxa de recuperação variando de 96 a 104,3%.

O tramadol é um analgésico opioide sintético que atua principalmente no sistema nervoso central. Funciona por meio de dois mecanismos fundamentais: ligação agonística aos receptores -opióides e bloqueio da recaptação de norepinefrina e serotonina. A farmacocinética, a eficácia e as qualidades de segurança do tramadol o tornaram um sucesso em pacientes com dor crônica moderada a grave que o tomam três a quatro vezes ao dia. Quando comparado à forma usual de Tramadol, o Tramadol de liberação prolongada, um comprimido de liberação modificada recém-criado, seria favorável para a duração de um dia e menor variação plasmática da droga1,2.

O tramadol é uma substância que atua como um -agonista. [2-(dimetil aminometil)-1(3-metoxifenil) ciclohexanol] é o nome químico. É usado para tratar a maioria das formas de neuralgia, incluindo neuralgia do trigêmeo, bem como dor moderada a intensa. Várias técnicas analíticas para determinar Tramadol e outras drogas combinadas foram publicadas na literatura, incluindo o método espectrofotométrico3,4 e abordagens espectrofotométricas e espectrofluorimétricas5,6,7.

A nanotecnologia é hoje considerada um assunto de pesquisa de ponta que envolve a criação de nanopartículas de vários tamanhos, formas e estruturas químicas com uma ampla gama de usos possíveis8. Para a síntese e design de nanopartículas, muitos procedimentos foram relatados, incluindo irradiação de micro-ondas9, fotorredução10, colapso térmico11 e trituração mecânica12, mas esses procedimentos são principalmente caros, consomem energia ou são perigosos para os seres humanos e o meio ambiente. Métodos ecologicamente corretos devem ser implementados como resultado. A síntese verde refere-se ao desenvolvimento de técnicas químicas e físicas que são ambientalmente benignas, economicamente eficazes e podem ser ampliadas para síntese em larga escala sem o uso de alta pressão, energia, temperatura ou compostos nocivos. A biorredução de íons metálicos empregando biomoléculas como enzimas, bactérias e extratos de plantas é ecologicamente correta e quimicamente sofisticada13. Entre as várias estratégias de síntese verde, a síntese mediada por plantas parece ser uma estratégia promissora que permite uma produção de nanopartículas mais rápida e uma síntese mais estável14. A criação de nanopartículas bioinspiradas tem recebido muito interesse, bem como abordagens para manipular o tamanho das nanopartículas6,15.

Origanum majorana é uma planta perene tolerante ao frio ou subarbusto com notas agradáveis ​​de pinho e frutas cítricas. A manjerona às vezes é confundida com orégano em várias nações do Oriente Médio, e os termos manjerona doce e manjerona retorcida são usados ​​para distingui-la de outras espécies de Origanum. Às vezes é conhecida como manjerona16, no entanto, esse termo também é aplicado a outras espécies cultivadas de Origanum. Sopas, ensopados, molhos para salada, molhos e chás de ervas se beneficiam da adição de manjerona. A manjerona doce, também conhecida como Origanum majorana L. (O. majorana, família Lamiaceae), é uma erva proeminente aplicada na medicina tradicional por suas qualidades curativas em problemas gastrointestinais, oftálmicos, cardíacos e neurológicos. Elementos bioativos significativos de O. majorana foram identificados e isolados, como compostos voláteis, terpenóides, fenólicos, flavonóides e taninos. O conhecimento etnofarmacológico dessa erva revelou que ela possui propriedades antibacterianas, antifúngicas, antiprotozoárias e antioxidantes. A maioria dos tratamentos é demorada, cara e requer o uso de operadores qualificados e instrumentos sofisticados. Abordagens de determinação eletroquímica, por outro lado, são preferíveis para determinar vários produtos químicos biológicos, ambientais e farmacológicos devido à sua reação rápida e facilidade de uso5,17,18. No entanto, a oxidação do Tramadol usando eletrodos sólidos tradicionais é um processo lento que requer um sobrepotencial maior. Como resultado, é necessário um eletrodo atualizado simples e sensível para medição quantitativa de tramadol. Na voltametria contemporânea, os eletrodos quimicamente modificados tornaram-se um tema quente. A medição pretendida do analito torna-se mais específica e sensível quando esses eletrodos são usados. Materiais nanoestruturados têm sido usados ​​para alterar superfícies de eletrodos para melhorar a sensibilidade de sensores eletroquímicos nas últimas décadas19. As nanopartículas podem ser utilizadas para modificar eletrodos, permitindo a detecção de quantidades vestigiais de analitos, melhorando a sensibilidade e a estabilidade dos sensores20. Nanomateriais metálicos, incluindo metais de transição (Co/Ni/Cu) e seus óxidos21, atraíram muita atenção nos últimos anos devido às suas várias vantagens de excelente eficiência eletrocatalítica, estabilidade a longo prazo, relativamente barato e facilidade de fabricação e construção de sensores eletroquímicos não enzimáticos22, em que as nanopartículas de óxido cúprico são favoráveis ​​na atividade eletrocatalítica e na condutividade elétrica, tornando-as um excelente ingrediente sensor eletroquímico de base não enzimática23,24.