Mercury Electrodes as Tools for Voltammetric Determination of Biologically Active Organic Compounds and for Detection of Their Interaction with DNA

Abstract

Hlavní cílem této dizertační práce bylo využití pro voltametrickou analýzu tradičních rtuťových elektrod k vývoji elektroanalytických metod stanovení organických xenobiotik a ke studiu jejich interakce s dvouvláknovou deoxyribonukleovou kyselinou (DNA). V návaznosti na můj předchozí výzkum (vedený v rámci mé diplomové práce) byl prvním zkoumaným analytem 4-nitrobifenyl (4-NBP), který je podezřelý z karcinogenity. Interakce DNA se 4-NBP byla studována diferenční pulzní voltametrií (DPV), cyklickou voltametrií (CV) a chronocoulometrií na visící rtuťové kapkové elektrodě (HMDE), a dále s využitím CV a AC voltametrie (voltametrie se střídavým potenciálem) na DNA modifikované HMDE. Pomocí CV byl studován mechanismus redukce 4-NBP. Dále byla věnována pozornost studiu interakce DNA se 4-aminobifenylem (4-ABP), metabolitem 4-NBP, a s meziprodukty redukce 4-NBP. Bylo zjištěno, že vlivem interakce DNA se 4-NBP a 4-ABP dochází ke vzniku agregátů DNA s těmito analyty. Druhým studovaným analytem byla methylová violeť 2B (MV). Ke stanovení MV v pufrovaném roztoku byly použity DC tast polarografie a diferenční pulzní polarografie na kapající rtuťové elektrodě (DME) a DC voltametrie, DPV a diferenční pulzní adsorpční rozpouštěcí voltametrie (DPAdSV) na HMDE. Nejnižší mez stanovitelnosti (13 nmol L−1 ) byla...

The main aim of this work was to use traditional mercury electrodes for the development of voltammetric methods of determination of organic xenobiotics and for the electrochemical study of the interaction between double-stranded deoxyribonucleic acid (DNA) and these compounds. In relation to my previous research work (conducted in the framework of my diploma thesis), firstly, 4-nitrobiphenyl (4-NBP), the suspected carcinogen, was studied. Interaction of DNA with 4-NBP was studied using differential pulse voltammetry (DPV), cyclic voltammetry (CV), and chronocoulometry at a hanging mercury drop electrode (HMDE), and using CV and alternating current voltammetry at a DNA modified HMDE. Using CV, the reduction mechanism was investigated. The interaction of DNA with 4-aminobiphenyl (4-ABP), a metabolite of 4-NBP, and 4-NBP reduction intermediates was studied. It was found that the interaction of DNA with 4-NBP or 4-ABP results in a formation of a DNA aggregate with these analytes. The second studied analyte was methyl violet 2B (MV). For determination of MV in a buffered solution were used: direct current tast polarography and differential pulse polarography at a dropping mercury electrode, and direct current voltammetry, DPV, and differential pulse adsorptive stripping voltammetry (DPAdSV) at HMDE. The...