La amperometría en química es la detección de iones en una solución basada en corriente eléctrica o cambios en la corriente eléctrica.
La amperometría se utiliza en electrofisiología para estudiar los eventos de liberación de vesículas utilizando un electrodo de fibra de carbono . A diferencia de las técnicas de pinza de parche , el electrodo utilizado para la amperometría no se inserta ni se fija a la celda , sino que se acerca a la celda. Las mediciones del electrodo se originan a partir de una reacción oxidante de una carga de vesículas liberada en el medio. Otra técnica utilizada para medir la liberación de vesículas son las mediciones capacitivas .
Historia
La detección electroquímica o amperométrica, tal como se utilizó por primera vez en la cromatografía iónica, era la amperometría de potencial único o de CC, útil para ciertos iones electroquímicamente activos como el cianuro, el sulfito y el yoduro. El desarrollo de la detección amperométrica pulsada (PAD) para analitos que ensuciaban las superficies de los electrodos cuando se detectaban finalmente ayudó a crear una nueva categoría de cromatografía iónica para la determinación de carbohidratos . Otro avance, conocido como amperometría integrada, ha aumentado la sensibilidad de otras especies electroquímicamente activas, como las aminas y muchos compuestos que contienen grupos de azufre reducidos , que a veces son detectados débilmente por PAD. [1]
Se estableció que los neurotransmisores podían detectarse electroquímicamente colocando un electrodo de carbono en el tejido y registrando la corriente de los neurotransmisores oxidantes. [2] Una de las primeras mediciones se realizó utilizando un electrodo de fibra de carbono implantado en el neostriado de ratas. [3] Se realizaron más trabajos en células cromafines para investigar la liberación de catecolaminas a partir de vesículas de núcleos grandes y densos. [4] [5]
Métodos de detección
- Amperometría de potencial único
Cualquier analito que pueda oxidarse o reducirse es candidato para la detección amperométrica. La forma más simple de detección amperométrica es la amperometría de potencial único o de corriente continua (CC). Se aplica un voltaje (potencial) entre dos electrodos colocados en el efluente de la columna . La corriente medida cambia cuando un analito electroactivo se oxida en el ánodo o se reduce en el cátodo. La amperometría de potencial único se ha utilizado para detectar aniones ácidos débiles, como el cianuro y el sulfuro , que son problemáticos mediante métodos conductimétricos. Otra ventaja, posiblemente más importante, de la amperometría sobre otros métodos de detección para estos y otros iones, tales como yoduro, sulfito e hidrazina , es la especificidad. El potencial aplicado se puede ajustar para maximizar la respuesta del analito de interés al tiempo que se minimiza la respuesta para los analitos interferentes [6]
- Amperometría pulsada (detección amperométrica pulsada, PAD)
Una extensión de la amperometría de potencial único es la amperometría pulsada, más comúnmente utilizada para analitos que tienden a ensuciar los electrodos. Los analitos que ensucian los electrodos reducen la señal con cada análisis y requieren la limpieza del electrodo. En la detección amperométrica pulsada (PAD), se aplica un potencial de trabajo durante un período breve (generalmente unos pocos cientos de milisegundos), seguido de potenciales más altos o más bajos que se utilizan para limpiar el electrodo. La corriente se mide solo mientras se aplica el potencial de trabajo, luego el detector procesa las mediciones de corriente secuenciales para producir una salida uniforme. La PAD se usa con mayor frecuencia para la detección de carbohidratos después de una separación por intercambio aniónico, pero el desarrollo adicional de técnicas relacionadas parece prometedor para las aminas, especies reducidas de azufre y otros compuestos electroactivos.
Principio
Para registrar la fusión de vesículas, se acerca un electrodo de fibra de carbono a la celda. El electrodo se mantiene a un potencial positivo, y cuando la carga de una vesícula fusionada está cerca del electrodo, la oxidación de la carga transfiere electrones al electrodo. Esto provoca un pico, cuyo tamaño se puede utilizar para estimar el número de vesículas, y la frecuencia proporciona información sobre la probabilidad de liberación. [7]
Referencias
- ^ DC Johnson y WR LaCourse, Química analítica , 62 (1990), 589A-97A
- ^ Kissinger PT, Hart JB, Adams RN (mayo de 1973). "Voltamperometría en tejido cerebral - una nueva medida neurofisiológica". Investigación del cerebro . 55 (1): 209–13. doi : 10.1016 / 0006-8993 (73) 90503-9 . PMID 4145914 .
- ^ Gonon F, Cespuglio R, Ponchon JL, et al. (Abril de 1978). "Determinación electroquímica continua in vivo de la liberación de dopamina en neostriatum de rata". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série D (en francés). 286 (16): 1203–6. PMID 96981 .
- ^ Leszczyszyn DJ, Jankowski JA, Viveros OH, Diliberto EJ, Near JA, Wightman RM (septiembre de 1990). "Secreción de catecolaminas mediada por receptores nicotínicos de células cromafines individuales. Evidencia química de exocitosis" . La revista de química biológica . 265 (25): 14736–7. PMID 2394692 .
- ^ Wightman RM, Jankowski JA, Kennedy RT y col. (Diciembre de 1991). "Los picos de catecolaminas temporalmente resueltos corresponden a la liberación de vesículas individuales de las células cromafines individuales" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 88 (23): 10754–8. Código bibliográfico : 1991PNAS ... 8810754W . doi : 10.1073 / pnas.88.23.10754 . PMC 53009 . PMID 1961743 .
- ↑ Settle, F. (Ed.). (1997). Manual de técnicas instrumentales para química analítica (1 ed.). Prentice Hall.
- ^ Mosharov EV, Sulzer D (septiembre de 2005). "Análisis de eventos exocitóticos registrados por amperometría". Métodos de la naturaleza . 2 (9): 651–8. doi : 10.1038 / nmeth782 . PMID 16118635 .