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Jun 25, 2023

Electrodo modificado con CuONP/MWCNT/pasta de carbón para la determinación de tramadol: investigación teórica y experimental

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 7999 (2023) Cite este artículo 547 Accesos 1 Detalles de Altmetric Metrics Se aplicó una técnica práctica para fabricar nanoestructuras de CuO para su uso como

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 7999 (2023) Citar este artículo

547 Accesos

1 altmétrica

Detalles de métricas

Se aplicó una técnica práctica para fabricar nanoestructuras de CuO para usarlas como electrocatalizador. En este artículo se describe la síntesis verde de nanopartículas de óxido cúprico (CuO NP) mediante coprecipitación utilizando un extracto acuoso de Origanum majorana como reductor y estabilizador, acompañado de caracterización mediante XRD, SEM y FTIR. El patrón XRD no reveló impurezas, mientras que SEM reveló partículas esféricas poco aglomeradas. Se han utilizado nanopartículas de CuO y nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) para crear un electrodo de pasta de carbono modificado. Se utilizaron métodos voltamétricos para analizar Tramadol utilizando CuONP/MWCNT como electrodo de trabajo. El nanocompuesto producido mostró una alta selectividad para el análisis de Tramadol con potenciales máximos de ~ 230 mV y ~ 700 mV y excelentes curvas de calibración lineal para Tramadol que oscilan entre 0,08 y 500,0 µM con un coeficiente de correlación de 0,9997 y límites de detección de 0,025. Además, el sensor CuO NPs/MWCNT/CPE muestra una sensibilidad apreciable de 0,0773 μA/μM al tramadol. Por primera vez se utilizó el método cuántico B3LYP/LanL2DZ para calcular DFT y determinar la energía conectada y la energía de banda prohibida de los nanocompuestos. Finalmente, se demostró que las NP/CNT de CuO eran efectivas para detectar tramadol en muestras reales, con una tasa de recuperación que oscilaba entre el 96 y el 104,3 %.

Tramadol es un analgésico opioide sintético que actúa principalmente en el sistema nervioso central. Funciona a través de dos mecanismos fundamentales: unión agonista a los receptores opioides y bloqueando la recaptación de noradrenalina y serotonina. Las cualidades farmacocinéticas, efectivas y de seguridad del tramadol lo han convertido en un éxito en pacientes con dolor crónico de moderado a severo que lo toman de tres a cuatro veces al día. En comparación con la forma habitual de Tramadol, Tramadol de liberación prolongada, una tableta de liberación modificada recientemente creada, sería favorable para la duración de un día y la variación plasmática menor del fármaco1,2.

Tramadol es una sustancia que actúa como agonista. [2-(dimetilaminometil)-1(3-metoxifenil)ciclohexanol] es el nombre químico. Se utiliza para tratar la mayoría de las formas de neuralgia, incluida la neuralgia del trigémino, así como el dolor de moderado a intenso. En la literatura se han publicado varias técnicas analíticas para determinar Tramadol y otros fármacos combinados, incluido el método espectrofotométrico3,4 y los enfoques espectrofotométrico y espectrofluorimétrico5,6,7.

La nanotecnología se considera hoy en día un tema de investigación de vanguardia que implica la creación de nanopartículas de diversos tamaños, formas y estructuras químicas con una amplia gama de usos posibles8. Para la síntesis y el diseño de nanopartículas, se han informado muchos procedimientos, incluida la irradiación con microondas9, la fotorreducción10, la ruptura térmica11 y la molienda mecánica12, pero estos procedimientos son principalmente costosos, consumen energía o son peligrosos para los seres humanos y el medio ambiente. Como resultado, se deben implementar métodos respetuosos con el medio ambiente. La síntesis verde se refiere al desarrollo de técnicas químicas y físicas que son ambientalmente benignas, económicamente efectivas y que pueden ampliarse para síntesis a gran escala sin el uso de alta presión, energía, temperatura o compuestos dañinos. La biorreducción de iones metálicos empleando biomoléculas como enzimas, bacterias y extractos de plantas es ecológicamente amigable y químicamente sofisticada13. Entre las diversas estrategias de síntesis verde, la síntesis mediada por plantas parece ser una estrategia prometedora que permite una producción de nanopartículas más rápida y una síntesis más estable14. La creación de nanopartículas bioinspiradas ha despertado mucho interés, así como los enfoques para manipular el tamaño de las nanopartículas6,15.

Origanum majorana es una planta o arbusto perenne tolerante al frío con agradables notas de pino y cítricos. La mejorana a veces se confunde con el orégano en varias naciones del Medio Oriente, y los términos mejorana dulce y mejorana retorcida se utilizan para distinguirla de otras especies de Origanum. A veces se la conoce como mejorana en maceta16, sin embargo, este término también se aplica a otras especies cultivadas de Origanum. Las sopas, guisos, aderezos para ensaladas, salsas e infusiones de hierbas se benefician de la adición de mejorana. La mejorana dulce, también conocida como Origanum majorana L. (O. majorana, familia Lamiaceae), es una hierba destacada aplicada en la medicina tradicional por sus cualidades curativas en problemas gastrointestinales, oftálmicos, cardíacos y neurológicos. Se han identificado y aislado importantes elementos bioactivos de O. majorana, como compuestos volátiles, terpenoides, fenólicos, flavonoides y taninos. El conocimiento etnofarmacológico de esta hierba reveló que tiene propiedades antibacterianas, antifúngicas, antiprotozoarias y antioxidantes. La mayoría de los tratamientos requieren mucho tiempo, son costosos y requieren el uso de operadores capacitados e instrumentos sofisticados. Por otro lado, los enfoques de determinación electroquímica son preferibles para determinar varias sustancias químicas biológicas, ambientales y farmacológicas debido a su rápida reacción y facilidad de uso5,17,18. Sin embargo, la oxidación de Tramadol utilizando electrodos sólidos tradicionales es un proceso lento que requiere un sobrepotencial mayor. Como resultado, se requiere un electrodo mejorado simple y sensible para la medición cuantitativa de tramadol. En la voltamperometría contemporánea, los electrodos modificados químicamente se han convertido en un tema candente. La medición del analito prevista se vuelve más específica y sensible cuando se utilizan estos electrodos. En las últimas décadas se han utilizado materiales nanoestructurados para cambiar las superficies de los electrodos y mejorar la sensibilidad de los sensores electroquímicos19. Las nanopartículas se pueden utilizar para modificar electrodos, lo que permite la detección de trazas de analitos mejorando la sensibilidad y estabilidad de los sensores20. Los nanomateriales metálicos, incluidos los metales de transición (Co/Ni/Cu) y sus óxidos21, han atraído mucha atención en los últimos años debido a sus diversas ventajas de excelente eficiencia electrocatalítica, estabilidad a largo plazo, relativamente económicos y facilidad de fabricación y construcción. de sensores electroquímicos no enzimáticos22, en los que las nanopartículas de óxido cúprico son favorables en actividad electrocatalítica y conductividad eléctrica, lo que las convierte en un excelente ingrediente sensor electroquímico de base no enzimática23,24.

Recientemente, el uso de nanotubos de carbono en sensores y biosensores ha despertado mucho interés. Debido a sus excepcionales capacidades físicas y eléctricas unidimensionales, los nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) se utilizan ampliamente en química electroanalítica25,26.

Utilizamos el enfoque de coprecipitación para producir NP de CuO en este estudio. Además, se emplearon MWCNT para modificar un electrodo de pasta de carbón. El estudio actual presenta un sensor electroquímico de tramadol basado en CuONP/MWCNT que es a la vez selectivo y sensible. Finalmente, se analizaron muestras de la vida real de Tramadol y paracetamol utilizando este electrodo modificado. Por lo tanto, el estudio actual presenta un sensor electroquímico de tramadol basado en CuONP/MWCNT que es a la vez selectivo y sensible.

Todos los compuestos aplicados en este estudio eran de calidad analítica y se utilizaron tal cual, sin purificación adicional. Para este trabajo se adquirieron nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT) y nitrato cúprico (Cu(NO3)2,5H2O) de Merck en Alemania. Además, en todas las pruebas se utilizó agua doblemente destilada (DW). Se utilizó un Metrohm 797 para cada experimento electroquímico. En una celda electroquímica de un compartimento de 10 ml, SPE (DropSens; DRP-110) empleó tres electrodos estándar: electrodos activos de carbono (4 mm de diámetro), un contraelectrodo de grafito y un electrodo de pseudoreferencia de plata.

La especie vegetal Origanum majorana se obtuvo del suburbio de Kerman y fue validada por un especialista en plantas biosistemáticas. Una persona del centro de herbario de la Universidad de Ciencias Médicas de Kerman nos ayudó a recolectar e identificar el Origanum majorana.

Origanum majorana es una hierba o arbusto perenne sensible al frío con sabores dulces a pino y cítricos. En algunos países del Medio Oriente, la mejorana es sinónimo de orégano, y allí se utilizan los nombres de mejorana dulce y mejorana anudada para distinguirla de otras plantas del género Origanum. También se le llama mejorana de maceta, aunque este nombre también se utiliza para otras especies cultivadas de Origanum. La mejorana se ha utilizado durante mucho tiempo como hierba medicinal. La mejorana o aceite de mejorana se ha utilizado para tratar el cáncer, resfriados, tos, calambres, depresión, como diurético, infecciones de oído, problemas gastrointestinales, dolores de cabeza y parálisis, así como artritis, congestión en el pecho y dolores musculares. También se ha utilizado como afrodisíaco, enjuague bucal, té y en cataplasmas, tinturas e infusiones. Aunque no todos sus usos históricos están respaldados científicamente, la planta tiene un uso médico verificable. Por ejemplo, contiene fenol carvacrol, que es antibacteriano, antifúngico y antimicrobiano. El extracto de etanol es citotóxico contra líneas celulares de fibrosarcoma, el extracto de acetato de etilo tiene propiedades antiproliferativas contra las células C6 y HeLa, al igual que la hesperetina y la hidroquinona, que pueden aislarse del extracto de mejorana. También se encontraron efectos cardioprotectores, hepatoprotectores, antiulcerogenéticos, anticolinesterásicos, anti-SOP y antiinflamatorios en la mejorana seca, el té de mejorana o en los compuestos extraídos de la mejorana. La mejorana generalmente no es tóxica, pero no debe ser utilizada por mujeres embarazadas o lactantes. Sin embargo, siempre es importante tener precaución y consultar a un médico cuando se utilizan hierbas medicinales27.

La Figura 1 indica la imagen de Origanum majorana. Para hacer el extracto a base de agua, primero se lavaron las hojas de O. majorana con agua potable para eliminar las partículas de polvo adheridas, luego se cortaron en trozos muy pequeños y se secaron al sol. Después de calentar 100 ml de agua destilada a 100 °C, se agregaron 20 g de polvo de hoja seca de O. majorana y se dejó incubar durante 10 minutos. Como resultado, el extracto de hoja suministrado se dejó enfriar a temperatura ambiente antes de filtrarlo usando papel de filtro Whatman. Se diluyó 1 mmol de Cu(NO3)02 en agua destilada hasta obtener una solución transparente para producir las nanopartículas de CuO. Después de eso, se añadió a la mezcla una pequeña cantidad de extracto de O. majorana y se agitó rápidamente a 80 °C durante 30 min. Los productos resultantes, después de la filtración, se secaron durante 2 h a 80 °C al vacío y luego se calcinaron durante 3 h a 600 °C.

La imagen de Origanum majorana.

Se utilizó un potenciostato/galvanostato Autolab para los experimentos electroquímicos, y el software del Sistema electroquímico de uso general (GPES) regula la configuración experimental. A 25 ± 1 °C, se aplicó una celda estándar de tres electrodos. Los electrodos de referencia, auxiliares y de trabajo fueron un electrodo de Ag/AgCl/KCl (3,0 M), un alambre de platino y CuONP/MWCNT/pasta de carbón. Para determinar el pH se utilizó un medidor de pH Metrohm 710. Se prepararon soluciones tampón con un rango de pH de 2,0 a 9,0 mediante ácido ortofosfórico y sus sales. A continuación, se preparó CuONP/MWCNT/pasta de carbón combinando 0,01 g de MWCNT con 0,95 g de polvo de grafito y 0,04 g de nanopartículas de CuO en un mortero a mano. Luego, la mezcla mencionada anteriormente se combinó durante 20 minutos con 0,7 ml de aceite de parafina hasta lograr una pasta consistentemente humedecida. Después de eso, se metió la pasta en el extremo de un tubo de vidrio (aproximadamente 3,4 mm de diámetro interior y 15 cm de largo) y se implantó un cable de cobre dentro de la pasta de carbón para realizar la conexión eléctrica.

Se utiliza una variedad de tecnologías para caracterizar las muestras sintetizadas, incluidos los patrones de difracción de rayos X (DRX). El modelo FTIR alfa de Bruker se utiliza para registrar espectros infrarrojos por transformada de Fourier. Además, se aplicó microscopía electrónica de barrido para examinar las morfologías de las NP generadas. Se utiliza el modelo Vasco del Nanosizer cordouan para determinar el tamaño de partícula y el potencial zeta (Francia). Para las mediciones de pH se utiliza un medidor de pH de laboratorio Metrohm 827.

Pruebas t de Student y análisis de varianzas utilizadas para determinar la significancia del grupo. Todos los datos proporcionados como media ± DE. Significancia estadística definida como un umbral de probabilidad de p = 0,05.

La energía de adsorción (Ead) de Tramadol en MWNT se calculó mediante cálculos DFT utilizando el software Guassian 03. Los cálculos de DFT se realizaron únicamente utilizando 6–311 + (d) para minimizar las dificultades computacionales y la demanda de un inmenso potencial computacional. Todos los edificios que se construyeron fueron optimizados geométricamente primero. Luego, las estructuras más antiguas cambiaron utilizando las ubicaciones atómicas optimizadas geométricamente, y se ejecutaron algoritmos para determinar las energías SCF antes de que finalmente se calculara Ead.

Este estudio se realizó siguiendo el Cumplimiento de Estándares Éticos y no involucró participantes humanos, animales ni posibles conflictos de intereses.

La Figura 2A muestra el patrón XRD de las nanoplacas de CuO producidas. Se calculó que los picos de difracción de las nanopartículas de CuO generadas estaban en valores 2θ de 32,34° (110), 35,36° (− 111), 38,56° (111), 48,57° (−202), 53,39° (020), 58,14° ( 202), 61.40° (−113), 66.17° (− 311), 67.98° (220), 72.48° (311) y 75.02° (004), que confirma por CuO (JCPDS 80-1916) e indicó la formación de Nanoestructuras de CuO28. Se determinó que el tamaño de los cristalitos de las nanopartículas de CuO era 38,2 nm utilizando la ecuación de Deby-Scherer29. Las nanoestructuras sintetizadas eran puras y no se detectaron impurezas.

(A) Patrón XRD y (B) espectros FTIR de nanoestructuras de CuO sintetizadas.

La Figura 2B demuestra el espectro FTIR de las NP de óxido cúprico sintetizadas. Como se ve, el espectro del CuO existe en tres áreas. En la primera área, esos picos de 500 a 800 cm-1 exhibieron una banda de absorción más fuerte relacionada con el estiramiento vibratorio de las vibraciones de Cu-O, lo que confirma la síntesis de nanopartículas de CuO30. Sin embargo, en la segunda zona (1350 cm−1 a 1650 cm−1), podemos observar picos debidos a la presencia de CO2 en el aire. Finalmente, la tercera zona está entre 2800 y 3500 cm-1. Por lo tanto, se podría concluir que el CuO y el H2O hidratados en el aire contribuyen a la formación de picos. Por tanto, las NP de CuO sintetizadas presentan una fase pura y monolítica según los espectros FTIR.

La Figura 3A, B muestra las imágenes SEM de nanopartículas de CuO. Como se presenta en la Fig. 3, las nanopartículas tenían un tamaño uniforme y forma esférica. El tamaño de las partículas se estima en aproximadamente 52 nm. Se ha descubierto que la síntesis biológica de CuO NP produce partículas cuasi esféricas relativamente pequeñas de dimensión homogénea. El uso de componentes biológicos en el proceso de síntesis podría describir la ligera aglomeración en las nanopartículas sintetizadas. Las NP de CuO sintetizadas a partir del extracto de hoja tenían forma esférica, lo que concordaba con hallazgos anteriores31.

Imágenes SEM de nanoestructuras de CuO sintetizadas.

La Figura 4A, B critica el SEM de nanotubos de carbono de paredes múltiples. Las imágenes SEM muestran la integridad estructural de los CNT que tienen concentraciones muy altas de MWCNT.

Imágenes SEM de MWCNT usados.

Sensor electroquímico de CuONP/MWCNT/pasta de carbón examinado en PBS 0,1 M (pH 7,0). La Figura 5 indica voltamogramas cíclicos para CuONP/MWCNT/pasta de carbón de Tramadol; Los recuadros muestran la relación lineal de la corriente máxima anódica versus la raíz cuadrada de la velocidad de escaneo (v1/2).

Voltamogramas cíclicos de (a) CuONP/MWCNT/CPE, (b) MWCNT/pasta de carbón, (c) CuONP/electrodo de pasta de carbón y (d) electrodo de pasta de carbón no modificado en presencia de tramadol 400,0 μM a un pH de 7,0 de 0,1 M PBS, respectivamente.

Para CuONP/MWCNT/pasta de carbón en una solución acuosa, los resultados de la prueba revelan picos anódicos y catódicos que están bien definidos y repetibles con actividad casi reversible. La estabilidad a largo plazo de los CuONP/MWCNT/pasta de carbón también se examinó durante un período de tres semanas. Una vez que el electrodo de referencia se mantuvo a 20-22 °C, la potencia máxima de oxidación del tramadol se mantuvo idéntica. Sin embargo, las señales actuales disminuyeron un 2,4 por ciento en comparación con la primera respuesta. Se examinaron las características antiincrustantes del electrodo mejorado contra la oxidación de tramadol y sus metabolitos de oxidación para evaluar los CV del electrodo modificado antes y después de la aplicación en la corporación de tramadol. CV obtenidos después de ciclar el potencial 15 veces a una velocidad de exploración de 10 mV s-1 en presencia de Tramadol. Los potenciales máximos se mantuvieron constantes, mientras que las corrientes cayeron alrededor de un 2,4 por ciento. Como resultado, no solo aumentó la sensibilidad del analito y su producto de oxidación en la superficie de CuONP/MWCNT/pasta de carbón, sino que también se redujo el impacto de la contaminación.

El nivel de pH de la solución acuosa influye en el comportamiento electroquímico del tramadol. Como resultado, parece ser necesario ajustar el pH de la solución para la oxidación electrocatalítica de tramadol. Por CV, se examinó la actividad electroquímica del tramadol en la superficie de CuONP/MWCNT/pasta de carbón en PBS 0,1 M a valores de pH variados (2,0 b pH b 9,0). En circunstancias neutras, se demostró que la oxidación electrocatalítica del tramadol en la superficie de CuONP/MWCNT/pasta de carbono es más favorable que en un medio ácido o básico. En los CV de CuONP/MWCNT/pasta de carbón, esto se manifiesta como un aumento progresivo en la corriente máxima anódica y una caída paralela en la corriente máxima catódica. Por lo tanto, se encontró que el pH óptimo para la electrocatálisis de oxidación de tramadol en la superficie de CuONP/MWCNT/pasta de carbono era 7,0. El esquema 1 representa el presunto mecanismo de oxidación del tramadol.

Probable mecanismo de oxidación del tramadol en CuONP/MWCNT/pasta de carbón.

Para investigar el comportamiento del tramadol y también la respuesta del electrodo producido para determinar el tramadol, se comparó el rendimiento de CuONP/MWCNT/CPE con el de MWCNT/CPE, CuONP/CPE y CPE no modificado. La Figura 5 muestra las curvas de CV obtenidas para CuONP/MWCNT/CPE (curvas a), MWCNT/CPE (curvas b), CuONP/CPE (curvas c) CPE no modificado (curvas d) en presencia de tramadol 400,0 µM que contiene 0,1 M. PBS a una velocidad de exploración de 50 mV/s.

Los potenciales máximos anódicos para la oxidación de tramadol en CuONP/MWCNT/pasta de carbón y CPE no modificado son 875 y 915 mV, mientras que el potencial equivalente en CuONP/MWCNT/pasta de carbón es 655 mV. Estos hallazgos muestran que en comparación con CuONP/MWCNT/pasta de carbón y CPE no modificado, el valor máximo de oxidación de tramadol en los electrodos de CuONP/MWCNT/pasta de carbón cambia en 220 y 260 mV en la dirección de valores negativos. Los CuONP/MWCNT/pasta de carbón, por otro lado, tienen una corriente máxima anódica sustancialmente mayor para la oxidación de tramadol que los CuONP/MWCNT/pasta de carbón.

Las mediciones de voltamogramas de barrido lineal se llevaron a cabo para evaluar la asociación de la corriente máxima con la velocidad de exploración a velocidades de exploración variadas (10–400 mV/s) en PBS 0,1 M que contiene tramadol 400,0 μM (pH 7,0) en los CuONP/MWCNT/ CPE (Figura 6). Como se muestra en la Fig. 6, las corrientes máximas de tramadol crecen al aumentar las velocidades de exploración y existen buenas relaciones lineales entre las corrientes máximas (Ip) y la raíz cuadrada de la velocidad de exploración (ν1/2). Los resultados también mostraron que la acción es la transferencia de masa del tramadol controlada en el proceso de difusión.

Voltamogramas de barrido lineal de tramadol (400,0 μM) en CuONP/MWCNT/CPE a diferentes velocidades de escaneo de 1, 2, 3, 4, 5 y 6 mV/s en PBS 0,1 M (pH 7,0). Insertar: gráfico de Ip frente a ν1/2 para la oxidación de tramadol en CuONP/MWCNT/CPE.

Para las diferentes dosis de Tramadol en 0,1 MPBS (pH 7,0), las mediciones cromatoamperométricas de Tramadol en CuONP/MWCNT/pasta de carbón se realizaron colocando el potencial del electrodo de trabajo a 0,70 V (en el primer paso de potencial) y 0,40 V (en el segundo). paso potencial) (Fig. 7). Mediante estudios cronoamperométricos, determinamos el coeficiente de difusión, D, de tramadol en solución tampón.

Cronoamperogramas obtenidos en CuONP/MWCNT/CPE en presencia de (1) 3,0, (2) 6,0, (3) 9,0 y (4) tramadol 1,0 mM en la solución tampón 0,1 M (pH 7,0). (A) Gráfico de I versus t-1/2 para la electrooxidación de tramadol obtenido de las cronoamperomas 1 a 4. (B) Gráfico de pendiente de líneas rectas versus nivel de tramadol.

Para un fármaco electroactivo (tramadol en este caso) con un coeficiente de difusión de D, la ecuación de Cottrell describe la corriente observada para el proceso electroquímico bajo el estado limitado de transporte masivo.

Los mejores ajustes para dosis variadas de tramadol se encontraron utilizando gráficos experimentales de I vs. t − 1/2. Las pendientes de las líneas rectas resultaron trazadas sobre el nivel de tramadol. La tasa promedio de D resultó ser 6,85 × 10-6 cm2/s usando la pendiente resultante y la ecuación de Cottrell.

La concentración de tramadol se determinó mediante la técnica de voltamperometría de onda cuadrada (SWV) (Fig. 8). Dos segmentos lineales con pendientes de 0,7441 y 0,1378 μA μM formaron el gráfico de la corriente máxima frente a la dosis de tramadol. La restricción cinética es probablemente la culpable de reducir la sensibilidad del segundo segmento lineal. El límite de detección de tramadol (3σ) fue de 25 ± 2 nM. Esta cifra es comparable a las determinaciones de tramadol en el exterior de electrodos alterados químicamente publicadas por grupos de investigación similares.

Curvas SWV de CuONP/MWCNT/CPE en la solución tampón 0,1 M (pH 7,0) que contiene diferentes concentraciones de tramadol. Recuadro: Gráficos de corriente máxima electrocatalítica en función de la concentración de tramadol.

Por lo tanto, la Tabla 1 muestra que los CuONP/MWCNT/pasta de carbón pueden competir con otros sensores para la determinación de tramadol.

La Figura 8 indica los SWV para CuONP/MWCNT/pasta de carbón en 4 mmol L-1 de tramadol a varios pH (pH 5,5, 7, 8,5, 10) (d a a).

La estabilidad de los CuONP/MWCNT/CPE se examinó almacenando el electrodo en el laboratorio a temperatura ambiente. Luego, el electrodo se utilizó para el análisis de 50 μM de tramadol en intervalos de 1 a 21 días en PBS 0,1 M (pH 7,0). Los resultados mostraron que la señal del electrodo se mantuvo hasta el 92% de su valor inicial después de 7 días y el 90% de su valor inicial después de 21 días. Estos resultados indicaron que el sensor electroquímico propuesto tenía una excelente estabilidad a largo plazo.

La energía de adsorción (Ead) de Tramadol en MWNT se calculó mediante cálculos DFT utilizando el software Guassian 0336. El valor de Ead calculado para la adsorción de tramadol en el MWNT fue de 5,06 × 10–19 kcal y 4,94 × 10–19 kcal en e inter de MWNT, respectivamente. Sin embargo, dependiendo de los parámetros de entrada DFT utilizados, los valores de Ead pueden variar mucho y los valores de Ead también pueden fluctuar para diferentes posiciones de un adsorbente para un adsorbente particular37. El signo de Ead se utiliza frecuentemente para determinar si un proceso de adsorción es exotérmico o endotérmico. Un signo negativo en la fórmula para calcular Ead denota una reacción endotérmica. Por lo tanto, los cálculos de DFT, que concuerdan con los resultados experimentales, también apuntan al carácter endotérmico del mecanismo de adsorción (para ser más específicos, los cálculos de DFT apuntan a la característica endotérmica de la adsorción de Tramadol en el MWNT). La Figura 9 indica diferentes vistas de Tramadol sobre y entre MWNT y la Fig. 10 muestra varias vistas de Tramadol sobre y entre MWNT.

Vista diferente de Tramadol en e inter de MWNT.

Vista diferente de Tramadol en e inter de MWNT.

En este estudio se describió el uso de Origanum majorana como agente alcalino en la producción verde de nanoestructuras de CuO. Uno de los materiales innovadores empleados para la determinación de tramadol fue un electrodo modificado con CuONP/MWCNT/pasta de carbón. El nanocompuesto de CuONP/MWCNT mejoró la selectividad de oxidación y la actividad electroquímica del tramadol. La curva de calibración lineal en rangos entre 0,07 y 300 µM con un LOD de 0,01 µM para MO se produjo utilizando las condiciones óptimas. Finalmente, el electrodo modificado se utilizó sustancialmente para el análisis de tramadol en muestras reales. El método propuesto ofrece un enfoque sensible para detectar tramadol en formulaciones biológicas y farmacológicas. Además, este electrodo modificado se puede utilizar para identificar tramadol en plasma y orina humanos y también en muestras de fármacos.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente previa solicitud razonable.

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Los autores agradecen al Centro de Investigación de Neurociencias, Instituto de Neurofarmacología de la Universidad de Ciencias Médicas de Kerman por sus interminables esfuerzos para brindar asistencia financiera para esta investigación a través de la subvención no. (400000415).

Departamento de Química, Facultad de Ciencias, Universidad de Jiroft, Jiroft, Irán

Razieh Razaví

Centro de Investigación en Neurociencia, Instituto de Neurofarmacología, Universidad de Ciencias Médicas de Kerman, Kerman, Irán

Mahnaz Amiri & Kouros Divsalar

Departamento de Química Medicinal, Facultad de Farmacia, Centro de Investigación sobre Diseño y Desarrollo de Medicamentos, Instituto de Ciencias Farmacéuticas (TIPS), Universidad de Ciencias Médicas de Teherán, Teherán, Irán

Alireza Forumadi

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Todos los autores escribieron el texto principal del manuscrito, realizaron el experimento, analizaron los datos y los resultados.

Correspondencia a Mahnaz Amiri.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Razavi, R., Amiri, M., Divsalar, K. et al. Electrodo modificado con CuONP/MWCNT/pasta de carbón para la determinación de tramadol: investigación teórica y experimental. Informe científico 13, 7999 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34569-y

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Recibido: 08 de noviembre de 2022

Aceptado: 03 de mayo de 2023

Publicado: 17 de mayo de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34569-y

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