Farmasötik ve tarımsal ilaç analizleri için karbon temelli modifiye elektrotların geliştirilmesi
Development of modified electrodes based on carbon for the determination of pharmaceutical and agricultural drugs
Yazar: ERSİN DEMİR
Danışman: PROF. DR. RECAİ İNAM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada tadalafil ve vardenafil farmasötik ilaç etken maddeleri ile fomesafen zirai ilaç etken maddesinin tayinleri için karbon temelli modifiye elektrotlar geliştirilmiştir. Tadalafil için TiO2 ile modifiye edilmiş çok duvarlı karbon nanotüp pasta elektrot (TiO2–MWCNTPE), vardenafil için amin fonksiyonlu çok duvarlı karbon nanotüp/ZnO nanopartikül/grafit kompozit elektrot (NH2–MWCNT/ZnO/Grafit) ve fomesafen için de nano yapılı çok duvarlı karbon nanotüp pasta elektrot (MWCNTPE) kullanılarak her bir etken maddelerin voltametrik davranışları incelenmiştir. Bu modifiye elektrotlar taramalı elektron mikroskopu (SEM) ile karekterize edilmiştir. Tadalafil vardenafil ve fomesafenin geliştirilen bu modifiye elektrotlarla farmasötik, zirai ilaç ve doğal numunelerdeki tayinleri için yeni voltametrik yöntemler önerilmiştir. Bu amaçla, dönüşümlü voltametri (CV), kare dalga sıyırma voltametri (SWSV) ve diferansiyel puls sıyırma voltametri (DPSV) teknikleri kullanılmiştır. Sıyırma teknikleri için önemli parametreler olan biriktirme süresi (tb), biriktirme potansiyeli (Eb), puls genliği (ΔE), frekans (f) ve basamak potansiyeli (ΔEb) her bir analit için ayrı ayrı optimize edilmiştir. Tadalafil, vardenafil ve fomesafen için voltametrik pik potansiyelleri sırasıyla + 1000 mV, + 1375 mV ve – 540 mV olarak bulunmuştur. SWSV ile elde edilen kalibrasyon grafiklerine göre tadalafil için çalışma aralığı 0,27 – 15,2 µM, vardenafil için 0,04 µM –2,05 µM, fomesafen için 0,68 µM –91,2 µM bulunmuştur.  Diğer yandan, DPSV ile vardenafil için çalışma aralığı 0,02 µM –1,02 µM'dir. Gözlenebilme sınırı (LOD) ve tayin sınırı (LOQ), sırasıyla tadalafil için 0,08 ve 0,27 µM,  vardenafil için 0,028 µM ve 0,092 µM, fomesafen için 0,20 µM ve 0,67 µM bulunmuştur. Ayrıca, yöntemin seçiciliğini belirlemek için biyolojik öneme sahip bazı organik bileşiklerle bazı pestisit ve katyonların girişim etkileri incelenmiştir. Kan serumu örneklerine ilave edilen tadalafil % 100,8 ± 0,8 geri kazanımla, vardenafil ise % 100,8 ± 1,8 geri kazanımla tayin edilmiştir. Fomesafen, ticari meyve suyu ve göl suyu örneklerinde % 95,8 – 98,2 geri kazanımla tayin edilmiştir. Tadalafil ve vardenafilin ticari tabletlerindeki tayinleri sırasıyla – 0,1 ve – 2,8 % bağıl hata ile ve 1,4 ve 1,9 % bağıl standart sapma ile gerçekleştirilmiştir. Son olarak karbon temelli modifiye elektrotlar üzerinde tadalafil, vardenafil ve fomesafenin elektrot tepkime mekanizmaları önerilmiştir.

Abstract:
In this study, modified electrodes based on carbon have been developed to determine farmasotic medicines such as tadalafil and vardenafil and agricultural pesticide active compound, fomesafen. The voltammetric behaviors of tadalafil, vardenafil and fomesafen have been investigated on the multi walled carbon nanotube paste electrode modified with TiO2 (TiO2–MWCNTPE), amine-functioned multiwalled carbon nanotube/ZnO nanoparticle/graphite composite electrode (NH2–MWCNT/ZnO/Grafit) and nano structured multi walled carbon nanotube paste electrode (MWCNTPE), respectively. The scanning electron microscope (SEM) images were obtained to characterize these modified electrodes. Novel voltammetric methods have been recommended for the determination of tadalafil, vardenafil and fomesafen using these fabricated electrodes in pharmaceuticals, insecticides and natural samples. Cyclic voltammetry (CV), square-wave stripping voltammetry (SWSV) and differential pulse stripping voltammetry (DPSV) have been used for this purpose. The indispensable instrumental parameters for the stripping voltammetric techniques such as deposition time (td), deposition potential (Ed), pulse amplitude (ΔE), frequency (f) and step potentials (ΔEs) have been optimized for each pharmaceutical and agricultural active compound. The voltammetric peak potentials have been found +1000 mV, +1375 mV and -540 mV for tadalafil, vardenafil and fomesafen, respectively. On the basis of calibration graph obtained by SWSV, the analytical working ranges for tadalafil, vardenafil and fomesafen have been found 0.27 – 15.2 µM, 0.04 µM –2.05 µM and 0.68 µM  – 91.2 µM, respectively. On the other hand, the analytical working ranges for vardenafil obtained with DPSV technique is 0.02 µM  –1.02 µM. Limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) for tadalafil have been found 0,08 and 0.27 µM, for vardenafil 0.028 µM  and 0.092 µM  and for fomesafen 0.20 µM  and 0.67 µM. In order to exhibit the selectivity of recommended method, interference effects of some pesticides, organic compounds and cations having biological importance have been investigated to present the selectivity of method. Tatalafil and vardenafil in spiked blood samples have been determined with a recovery of 100.8 ± 0.8 % and 100.8 ± 1.8 %, respectively. Fomesafen has been determined 95.8 % – 98.2 % recovery ranges in spiked commercial fruit juice and lake water samples. Tadalafil and vardenafil in commercial pharmaceutical tablets have been determined with a relative errors of – 0.1 and – 2.8 % and relative standard deviations of 1.4 and 1.9 %, respectively. Finally, electrode reaction mechanisms of tadalafil, vardenafil and fomesafen on carbon based modifed electrodes have been elucidated.