Voltammetric and amperometric determination of homovanillic, vanillylmandelic, and 5-hydroxyindole-3-acetic acid

Abstract

Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj elektrochemických metod stanovení biomarkerů nádorových onemocnění: homovanilové (HVA), vanilmandlové (VMA) a 5-hydroxy-3-indoloctové (5-HIAA) kyseliny. V první části práce bylo zkoumáno elektrochemické chování těchto analytů ve vsádkovém uspořádání pomocí diferenční pulsní voltametrie (DPV) na sítotiskových uhlíkových elektrodách (SPCEs). Bylo prokázáno, že toto stanovení je dostatečně citlivé pro sledování těchto biomarkerů a že může být použito i pro stanovení HVA a VMA ve směsi. Získané meze detekce (LOD) byly 0,24 µmol·L-1 pro HVA, 0,06 µmol·L-1 pro VMA a 0,12 µmol·L-1 pro 5-HIAA. Požadavky na zrychlení analýzy a zároveň snížení její ceny byly impulsem pro stanovení vybraných analytů v průtoku. Nejprve byla studována průtoková injekční analýza s amperometrickou detekcí pro stanovení všech tří biomarkerů na stejných SPCE, poté bylo podobné stanovení pro strukturně podobnější látky, HVA a VMA, v průtoku provedeno i na borem dopované diamantové elektrodě (BDDE). Po optimalizaci metod byly dosaženy následující LOD: s použitím SPCE 0,07 µmol·L-1 pro HVA, 0,05 µmol·L-1 pro VMA a 0,03 µmol·L-1 pro 5-HIAA; s použitím BDDE 0,44 µmol·L-1 pro HVA a 0,34 µmol·L-1 pro VMA. Dále bylo studováno stanovení sledovaných biomarkerů v lidské moči metodou HPLC s...

Presented dissertation thesis is focused on the development of electrochemical methods for the determination of three important tumour biomarkers, namely homovanillic acid (HVA), vanillylmandelic acid (VMA), and 5-hydroxyindole-3-acetic acid (5-HIAA). First part of the study is focused on electrochemical behaviour of these analytes in batch arrangement using differential pulse voltammetry (DPV) at screen-printed carbon electrodes (SPCEs). It has been proved that presented method is sufficiently sensitive for monitoring above mentioned analytes. Moreover, it can be used for determination of HVA and VMA in mixture. Obtained limits of detection (LODs) were 0.24 µmol·L-1 for HVA, 0.06 µmol·L-1 for VMA, and 0.12 µmol·L-1 for 5-HIAA. The requirements to speed up the analysis and at the same time to reduce its price initialized our study of the determination of tested biomarkers in flow systems. Firstly, flow injection analysis with amperometric detection was investigated for the determination of all three biomarkers at the same SPCE, and then an analogous determination of structural more similar pair, HVA and VMA, was performed at a boron doped diamond electrode (BDDE). Obtained LODs of optimized methods were as follows: at SPCE 0.07 µmol·L-1 for HVA, 0.05 µmol·L-1 for VMA, and 0.03 µmol·L-1 for 5-HIAA,...