Помощь студентам в учебе
Исследование физико-химических закономерностей окисления холестерина на химически модифицированных электродах для мониторинга пищевых продуктов
|
Введение
Обзор литературы
Физические и химические свойства холестерина
Биологическое значение холестерина
Необходимость определения холестерина в продуктах
питания
Методы определения холестерина
Колориметрические методы определения
Применение явления флуоресценции для определения
холестерина
Хроматографические методы
Спектрофотометричесий метод определения холестерина
Ферментативные методы
Применение вольтамперометрического сенсора для
определения холестерина
Метод сухой химии для определения холестерина
Применение сенсоров для определения холестерина
Объект и методы исследования
Аппаратура, электрохимическая ячейка и электроды,
используемые в работе
Подбор материала рабочего электрода
Подбор модификатора
Условия нанесения модификатора
Условия определения холестерина
Зависимость концентрации холестерина от аналитического
сигнала
Оценка закономерности окисления холестерина на химически
модифицированном электроде 50
2.8. Спектрофотометрический метод определения холестерина как
метод сравнения 55
2.9. Разработка методики электрохимического определения
холестерина в продуктах питания 58
2.9.1. Пробоподготовка объектов пищевой промышленности 58
2.9.2. Электрохимические условия определения холестерина 59
3. Результаты проведенного исследования 61
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 62
5. Социальная ответственность 79
Заключение 93
Список публикаций 95
Список использованных источников 97
Приложение А 102
Обзор литературы
Физические и химические свойства холестерина
Биологическое значение холестерина
Необходимость определения холестерина в продуктах
питания
Методы определения холестерина
Колориметрические методы определения
Применение явления флуоресценции для определения
холестерина
Хроматографические методы
Спектрофотометричесий метод определения холестерина
Ферментативные методы
Применение вольтамперометрического сенсора для
определения холестерина
Метод сухой химии для определения холестерина
Применение сенсоров для определения холестерина
Объект и методы исследования
Аппаратура, электрохимическая ячейка и электроды,
используемые в работе
Подбор материала рабочего электрода
Подбор модификатора
Условия нанесения модификатора
Условия определения холестерина
Зависимость концентрации холестерина от аналитического
сигнала
Оценка закономерности окисления холестерина на химически
модифицированном электроде 50
2.8. Спектрофотометрический метод определения холестерина как
метод сравнения 55
2.9. Разработка методики электрохимического определения
холестерина в продуктах питания 58
2.9.1. Пробоподготовка объектов пищевой промышленности 58
2.9.2. Электрохимические условия определения холестерина 59
3. Результаты проведенного исследования 61
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 62
5. Социальная ответственность 79
Заключение 93
Список публикаций 95
Список использованных источников 97
Приложение А 102
Холестерин - жизненно важное соединение в организме человека, которое участвует в синтезе витамина D, различных стероидных гормонов, женских половых гормонов эстрогена и прогестерона, мужского полового гормона тестостерона, играет важную роль в деятельности нервной и иммунной системы, кроме того холестерин участвует в липидном обмене.
Как известно, повышенное содержание холестерина в крови человека может привести к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, а именно излишний жир не может полностью транспортироваться липопротеидами высокой плотности и выводиться из организма. Таким образом, холестерин может накапливаться на стенках кровеносных сосудов в виде бляшек, которые затрудняют движение крови, тем самым, делая сосуды более жесткими, что служит причиной развития ишемической болезни сердца, инфаркта или инсульта. По статистике Всемирной Организации Здравоохранения сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной смерти во всем мире, а именно, в 2008 году от сердечно-сосудистых заболеваний умерло 17,3 миллиона человек, среди которых 7,3 миллиона человек умерло от ишемической болезни сердца и 6,2 миллиона по причине инсульта. По прогнозам ученых к 2030 году около 23,3 миллиона человек могут умереть от ССЗ, в большей степени от сердечных заболеваний и инсульта, которые согласно прогнозам останутся единственной причиной смерти [1,2]. Кроме того, существует генетическое заболевание - Синдром Смита - Лемли - Опитца, обусловленное дефектом метаболизма холестерина и проявляющееся множественными врожденными аномалиями и неврологическими нарушениями. Аномалии кистей и стоп являются одним из ведущих клинических проявлений синдрома [3,4]. Одним из методов предотвращения большинства ССЗ является снижением повышенного уровня липидов. Несмотря на то, что холестерин вырабатывается организмом человека, значительное его количество поступает с пищей. Поэтому, контроль содержания холестерина в крови человека и продуктах питания очень важен для профилактики и терапии ССЗ.
Определение холестерина хроматографическими, титриметрическими, спектрофотометрическими методами достаточно трудоемкий процесс, вследствие того что требует длительной пробоподготовки.
Применение электрохимических сенсоров упрощает задачу, вследствие способности сенсоров обеспечивать высокую экспрессность, и позволяет упростить процесс пробоподготовки.
Данная научная работа направлена на определение холестерина электрохимическим методом.
Цель работы: определение физико-химических закономерностей окисления холестерина на химически модифицированных электродах как основа методики мониторинга пищевых продуктов.
Для достижения данной цели будут решаться следующие задачи:
1. Подбор оптимальных условий определения холестерина
2. Оценка закономерности окисления холестерина на химически модифицированных электродах
3. Разработка методики электрохимического определения холестерина в продуктах питания
Как известно, повышенное содержание холестерина в крови человека может привести к заболеваниям сердечно-сосудистой системы, а именно излишний жир не может полностью транспортироваться липопротеидами высокой плотности и выводиться из организма. Таким образом, холестерин может накапливаться на стенках кровеносных сосудов в виде бляшек, которые затрудняют движение крови, тем самым, делая сосуды более жесткими, что служит причиной развития ишемической болезни сердца, инфаркта или инсульта. По статистике Всемирной Организации Здравоохранения сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) являются основной причиной смерти во всем мире, а именно, в 2008 году от сердечно-сосудистых заболеваний умерло 17,3 миллиона человек, среди которых 7,3 миллиона человек умерло от ишемической болезни сердца и 6,2 миллиона по причине инсульта. По прогнозам ученых к 2030 году около 23,3 миллиона человек могут умереть от ССЗ, в большей степени от сердечных заболеваний и инсульта, которые согласно прогнозам останутся единственной причиной смерти [1,2]. Кроме того, существует генетическое заболевание - Синдром Смита - Лемли - Опитца, обусловленное дефектом метаболизма холестерина и проявляющееся множественными врожденными аномалиями и неврологическими нарушениями. Аномалии кистей и стоп являются одним из ведущих клинических проявлений синдрома [3,4]. Одним из методов предотвращения большинства ССЗ является снижением повышенного уровня липидов. Несмотря на то, что холестерин вырабатывается организмом человека, значительное его количество поступает с пищей. Поэтому, контроль содержания холестерина в крови человека и продуктах питания очень важен для профилактики и терапии ССЗ.
Определение холестерина хроматографическими, титриметрическими, спектрофотометрическими методами достаточно трудоемкий процесс, вследствие того что требует длительной пробоподготовки.
Применение электрохимических сенсоров упрощает задачу, вследствие способности сенсоров обеспечивать высокую экспрессность, и позволяет упростить процесс пробоподготовки.
Данная научная работа направлена на определение холестерина электрохимическим методом.
Цель работы: определение физико-химических закономерностей окисления холестерина на химически модифицированных электродах как основа методики мониторинга пищевых продуктов.
Для достижения данной цели будут решаться следующие задачи:
1. Подбор оптимальных условий определения холестерина
2. Оценка закономерности окисления холестерина на химически модифицированных электродах
3. Разработка методики электрохимического определения холестерина в продуктах питания
В настоящее время для определения холестерина в биологически жидкостях человека наиболее часто в клинической практике применяются ферментативные наборы, основанные на принципах «сухой химии» и спектрофотометрические анализаторы с применением ферментативных систем. Для определения содержания холестерина в продуктах питания Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (США) рекомендует применение высокоэффективной жидкостной хроматографии с реверсивной фазой и УФ-детектированием при 210 нм. Применение электрохимических методов анализа позволяет разработать универсальную методику определения холестерина, подходящую для работы с объектами различной природы. Кроме того, такие достоинства вольтамперометрии, как простота аппаратурного оформления, возможность автоматизации и минитюаризации, а также экспрессность - позволяют изготавливать тест-системы для индивидуального point-of-care мониторинга.
Одним из важнейших этапов создания любой методики является оценка влияния различных факторов на аналитический сигнал исследуемого вещества. В вольтамперометрии с применением ХМЭ к таким факторам относят: прежде всего, материал рабочего электрода, природа модификатора, природа фонового электролита и рН рабочей среды.
В практике электрохимических исследований и анализа получили распространение различные материалы индикаторных электродов. Выбор материала электрода напрямую зависит от поставленной задачи, природы определяемого вещества, определяемой концентрации, природы фонового электролита. Одним из основных требований к материалу рабочего электрода является возможность получения воспроизводимого аналитического сигнала с применением данного электрода. При исследовании электрохимического поведения холестерина в качестве материалов индикаторного электрода были исследованы стекло углеродный электрод и углеродсодержащий электрод с обновляемой поверхностью. В ходе проведения исследований был обнаружен четкий и воспроизводимый аналитический сигнал холестерина на стекло углеродном электроде, на УЭОП также получен сигнал, однако из-за особенностей поверхности (необходимость периодического обновления) полученный сигнал обладает более низкой по сравнению с сигналом на СУЭ воспроизводимостью. Поэтому, в дальнейшем, для создания методики использовали более стекло углеродный электрод.
Данная работа была направлена на определение холестерина электрохимическим методом с использованием ХМЭ и разработку методики определения его в пищевых продуктах.
Вследствие чего были подобраны оптимальные условия определения холестерина на химически модифицированном электроде, выявлены закономерности окисления холестерина, разработана методика.
Одним из важнейших этапов создания любой методики является оценка влияния различных факторов на аналитический сигнал исследуемого вещества. В вольтамперометрии с применением ХМЭ к таким факторам относят: прежде всего, материал рабочего электрода, природа модификатора, природа фонового электролита и рН рабочей среды.
В практике электрохимических исследований и анализа получили распространение различные материалы индикаторных электродов. Выбор материала электрода напрямую зависит от поставленной задачи, природы определяемого вещества, определяемой концентрации, природы фонового электролита. Одним из основных требований к материалу рабочего электрода является возможность получения воспроизводимого аналитического сигнала с применением данного электрода. При исследовании электрохимического поведения холестерина в качестве материалов индикаторного электрода были исследованы стекло углеродный электрод и углеродсодержащий электрод с обновляемой поверхностью. В ходе проведения исследований был обнаружен четкий и воспроизводимый аналитический сигнал холестерина на стекло углеродном электроде, на УЭОП также получен сигнал, однако из-за особенностей поверхности (необходимость периодического обновления) полученный сигнал обладает более низкой по сравнению с сигналом на СУЭ воспроизводимостью. Поэтому, в дальнейшем, для создания методики использовали более стекло углеродный электрод.
Данная работа была направлена на определение холестерина электрохимическим методом с использованием ХМЭ и разработку методики определения его в пищевых продуктах.
Вследствие чего были подобраны оптимальные условия определения холестерина на химически модифицированном электроде, выявлены закономерности окисления холестерина, разработана методика.