МЕТФОРМІН-ЧУТЛИВИЙ ІОН-СЕЛЕКТИВНИЙ ЕЛЕКТРОД

Анотація

Метформін у його протонованій формі як метформіну гідрохлорид використовується у всьому світі як передовий протидіабетичний препарат для діабету другого типу. Гіпер-інсулінемія та інсулінорезистентність клітин є основними причинами цього захворювання. Для пацієнтів з цукровим діабетом метформіну гідрохлорид (MET) діє, покращуючи чутливість клітин до інсуліну.

Показано, що метформін із метиловим оранжевим (МО) утворює іонний асоціат (ІА), який можна виділити у твердому вигляді, та придатний для створення пластифікованих мембранних метформін-чутливих іон-селективних.

Методом молекулярного моделювання обґрунтовано енергоефективність формування ІА. Молекулярне моделювання систем «МО^- + МЕТ⁺» та пов’язані з ним розрахунки проводили в базисі РМ3 для різноманітних вихідних варіантів розташування протиіонів відносно один одного (процедура «single point»). Геометричну оптимізацію іонів проводили методом молекулярної механіки MM+. Стандартну ентальпію (ΔH₀) утворення іонів та асоціату «МЕТ⁺ + МО^-» визначали напівемпіричним методом PM3. Різниця в енергії утворення іонного асоціату і сум енергій утворення його компонентів дорівнює 258 кДж/моль. Отже, процес утворення ІА є термодинамічно вигідним.

Здійснено моделювання та оптимізація складу мембран. Результати дослідження впливу природи пластифікаторів на електроаналітичні властивості розроблених МЕТ-чутливих електродів, свідчать про те, що кращим пластифікатором для системи є ТКФ або ДНФ. Для цих розчинників добуток величини діелектричної проникності та полярності Роршнайдера (ε × ПР) становлять 123,5 та 175 відповідно. Для пластифікаторів, які виявилися менш ефективними (ДБФ і ДЕФ), ці величини становлять 235,6 та 326, відповідно. Для мембран з однаковим вмістом пластифікатора одного гомологічного ряду (ДЕФ, ДБФ, ДОФ, ДНФ) крутизна електродної функції зменшується із зростанням діелектричної проникності розчинника-пластифікатора. Показано, що робочий інтервал рН електрода від 2 до 11. Дрейф потенціалу не перевищує 1-3 мВ/добу. Стабільні значення електродних потенціалів установлюються за 5-15 с. Стабільність величини електроаналітичних характеристик оптимізованих мембран прослідковується не менше трьох місяців. Розроблені сенсори проявляють задовільну селективність по відношенню до цілої низки речовин та іонів. Визначенню МЕТ не заважають 300-1000 кратні кількості глюкози, крохмалю, полівінілового спирту, іонів Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺ та ін. Це, в свою чергу, дає можливість практичного використання розроблених МЕТ-чутливих електродів у різних об’єктах.

Розроблена методика потенціометричного визначення метформіну, яка апробована при його визначенні у лікарських формах.