A new approach to the electroanalysis of primary bile acids and related steroids

Abstract

In this doctoral thesis, a novel method for the determination of primary bile acids cholic acid and chenodeoxycholic acid is presented. Bile acids play various vital roles in the mammalian body. Moreover, their determination is extremely helpful in liver and biliary disease diagnosis and management. These saturated organic compounds lack strong chromophores and fluorophores in their structure, and thus are usually hard to detect in spectroscopy. For this reason, either instrumentally advanced but expensive methods, such as mass spectrometry, or less reliable enzymatic methods are commonly employed in bile acids quantitation. Hence, the demand for simple and reliable methods for their determination is strong. Bile acids are also known to be virtually inert for direct electrochemical oxidation. Herein, a simple method for their chemical activation for electrochemical oxidation on bare electrode materials was developed, optimized and applied to cholic acid and chenodeoxycholic acid determination. The activation is based on a dehydration reaction of a primary bile acid with 0.1 mol L-1 HClO4 in acetonitrile (water content 0.55%) that introduces double bond(s) into the originally fully saturated steroid core. This naturally increases the electron density in the structure, and thus allows electrochemical...

V této dizertační práci byla vyvinuta nová metoda pro stanovení primárních žlučových kyselin: cholové kyseliny a chenodeoxycholové kyseliny. V těle savců plní žlučové kyseliny rozmanité významné funkce. Jejich stanovení je rovněž důležitým nástrojem v diagnóze aléčbě onemocnění jater a žlučníku. Tyto nasycené organické sloučeniny postrádají ve své struktuře silné chromofory a fluorofory, což zásadně znesnadňuje jejich spektrometrickou detekci. Proto jsou pro účely detekce využívány instrumentálně pokročilé, ale nákladné metody, jako je hmotnostní spektrometrie, nebo méně spolehlivé enzymatické metody. Z těchto důvodů je neustálá silná poptávka po jednoduchých a spolehlivých metodách pro stanovení žlučových kyselin. Je rovněž známo, že žlučové kyseliny je prakticky nemožné přímo elektrochemicky oxidovat. V této dizertační práci byla vyvinuta a optimalizována metoda, která umožňuje chemickou aktivaci žlučových kyselin pro jejich elektrochemickou oxidaci na nemodifikovaných elektrodových materiálech a která byla aplikována pro stanovení cholové kyseliny a chenodeoxycholové kyseliny. Tato aktivace je založena na dehydratační reakci primární žlučové kyseliny s 0,1 mol l-1 HClO4 v acetonitrilu (obsah vody 0,55 %), která do původně plně nasyceného steroidního jádra zavede jednu nebo více dvojných vazeb....