Uploaded by marindatomodachi

jurnal-indo

advertisement
HHS Public Access
Author manuscript
Author Manuscript
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
dalam bentuk yang diedit akhir sebagai:
J Chromatogr A . 2015 2 Oktober; 1414: 158–162. doi: 10.1016 / j.chroma.2015.08.050.
Metode Langsung dan Cepat untuk Menentukan Sianida
dalam Urin dengan Elektroforesis Kapiler
Qiyang Zhang , Naveen Maddukuri , dan Maojun Gong *
Departemen Kimia, Universitas Negeri Wichita, Wichita, Kansas, 67260, AS
Abstrak
Author Manuscript
Sianida adalah bahan kimia beracun yang banyak terdapat di alam dan proses industri serta
kebakaran yang tidak disengaja. Penentuan paparan sianida yang cepat dan akurat akan
memfasilitasi penyelidikan forensik, diagnosis medis, dan pemantauan sianida kronis. Di sini,
metode cepat dan langsung dikembangkan untuk menentukan ion sianida dalam sampel urin. Teknik
ini didasarkan pada sistem elektro- phoresis kapiler yang terintegrasi ditambah dengan
pendeteksian laser-induced fluorescence (LIF). Ion sianida diderivatisasi dengan naphthalene-2,3dicarboxaldehyde (NDA) dan amine primer (glisin) untuk deteksi LIF. Tiga pereaksi terpisah, NDA,
glisin, dan sampel sianida, wAda campuran online, yang mengamankan kondisi seragam antara
sampel untuk derivasi sianida dan mengurangi risiko pembentukan presipitasi campuran. Kondisi
dioptimalkan; derivatisasi selesai dalam 2-4 menit, dan pemisahan tersebut disajikan pada 25
s. Batas deteksi (LOD) adalah 4,0 nM pada sinyal-to-noise ratio 3 kali lipat untuk buffer sianida
standar. Tingkat sianida dalam sampel urin dari perokok dan bukan perokok ditentukan dengan
menggunakan metode penambahan standar, yang menunjukkan perbedaan tingkat kadar sianida
yang signifikan dalam sampel urin dari dua kelompok orang. Metode yang dikembangkan cepat dan
akurat, dan diharapkan dapat diterapkan pada deteksi sianida dalam air limbah dengan modifikasi
yang sesuai.
Author Manuscript
Kata kunci
Sianida; Air seni; Naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde; Glycine; Elektroforesis
kapiler; Fluoresens
1. Pendahuluan
Author Manuscript
Sianida dalam bentuk hidrogen sianida (HCN) dan garam logam alkali (seperti NaCN dan
KCN dll.) Adalah bahan kimia yang sangat beracun yang banyak terdapat di alam dan
proses industri [1,2]. Keracunan sianida yang disengaja atau tidak disengaja jarang terjadi
tetapi mungkin pada manusia atau hewan yang terlibat [3]. Paparan sianida kecelakaan
yang paling umum adalah penghirupan asap dari kebakaran perumahan dan industri yang
menghasilkan sianida
*
Penulis Berkorespondensi, Tel: (316) 978-7381. Faks: (316) 978-3431. [email protected]
Penafian Penerbit: Ini adalah file PDF dari manuskrip yang belum diedit yang telah diterima untuk publikasi. Sebagai layanan kepada
pelanggan kami, kami menyediakan versi awal manuskrip ini . Naskah akan menjalani penyalinan, penyusunan huruf, dan peninjauan
bukti yang dihasilkan sebelum diterbitkan dalam bentuk citable akhir. Harap dicatat bahwa selama proses produksi, kesalahan dapat
ditemukan yang dapat memengaruhi konten, dan semua penafian hukum yang berlaku untuk jurnal terkait.
Zhang et al.
Page 2
Author Manuscript
bahan bakar yang mengandung nitrogen [4]. Sumber alami sianida terutama dikaitkan dengan
produk metabolisme nitrogen bakteri, jamur dan ganggang dan degradasi glikosida sianogen
di beberapa tanaman termasuk almond pahit, akar singkong, dan sorgum utuh [5]. Merokok
tembakau juga menghasilkan sianida sehingga meningkatkan kadar sianida dalam darah dan
urin perokok tetapi jarang memabukkan. Di sisi lain, sianida memiliki aplikasi industri
penting termasuk pestisida, elektroplating, kilang mineral , dan sintesis polimer [1,6], di mana
sianida mungkin dilepaskan ke lingkungan. Oleh karena itu, paparan sianida sulit untuk
dihindari, dan dengan demikian identifikasi cepat potensi keracunan sianida berharga untuk
pengujian laboratorium forensik, mencegah paparan sianida tingkat rendah kronis,
dan pemantauan peperangan kimia .
Author Manuscript
Author Manuscript
Berbagai metode telah dikembangkan dan ditinjau untuk deteksi sianida [5,7-9]. Metodemetode ini mungkin didasarkan pada spektrofotometri, potensiometri, atau fluorometri
[7]. Instrumentasi yang terlibat dapat berupa HPLC (kromatografi cair kinerja tinggi), CE
(elektroforesis kapiler), GC (kromatografi gas), UV / V adalah absorbansi, atau
sensor. Meskipun sebagian besar teknik ini memenuhi persyaratan aplikasi, ada batasan
operasional seperti kerumitan dan beberapa langkah pretreatment sampel. Oleh karena itu,
metode sederhana dan cepat sangat diinginkan untuk memfasilitasi petunjuk cepat paparan
sianida sehingga pasien yang terlibat dapat diobati secara tepat waktu dan
tepat. Indikator keracunan sianida dapat berupa penanda biologis (tiosianat dan asam 2aminothiazoline-4-karboksilat (ATCA)) atau pengukuran langsung ion sianida (CN - )
[8]. Persyaratan sensitivitas deteksi tergantung pada sumber cairan biologis. Sebagai
contoh, konsentrasi ion sianida berada dalam rentang mikromolar dalam darah sedangkan
dalam nanomolar dalam urin disebabkan oleh proses metabolisme yang cepat yang mengubah
sianida menjadi tiosianat (~ 80%) dan spesies lain [8]. Waktu paruh khas CN - adalah sekitar
20-60 mnt [8], yang lebih lanjut menunjukkan bahwa metode konservasi sianida yang tepat
atau pengukuran cepat dilakukan.
Perokok tembakau memaparkan diri mereka pada sianida dan akan meningkatkan kadar
sianida dalam darah dan urin. Penentuan tingkat cya nide yang cepat dan akurat akan
membantu untuk menyelidiki efek merokok antara perokok dan bukan perokok. Di sini kami
melaporkan metode elektroforetik langsung untuk penentuan sianida dalam urin dengan
cepat. Dalam metode ini, sampel urin dicampur secara online dengan reagen fluorogenik ,
NDA (naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde) dan glisin, untuk menghasilkan turunan
neon. Campuran itu kemudian disuntikkan untuk pemisahan elektroforesis. Pemisahan selesai
dalam 25 detik dan injeksi berturut-turut dapat dilakukan. Konsentrasi sianida secara cepat
diukur dengan menggunakan metode penambahan standar
1. Eksperimental
Author Manuscript
1.1. Bahan dan reagen
Sodium tetraborate dan semua asam amino dibeli dari Sigma (St. Louis, MO, USA). Potassium cyanide, acetonitrile (ACN),
dimethylsulfoxide (DMSO ), dimethylformamide (DMF), asam ethylenediaminetetraacetic (EDTA), kreatinin, creatine, urea,
dan natrium hidroksida dibeli dari Fisher Scientific (Chicago, IL, USA). NDA dipesan dari Invitrogen (Eugene, OR, USA)
.Glycine amide [5- (aminoacetamid o) fluorescein] (FL-
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 3
Author Manuscript
Gly) dibeli dari Setareh Biotech (Eugene, OR, USA). Kapiler silika menyatu dibeli dari
Polymicro Technologies (Phoenix, AZ, USA).
Solusi berair disiapkan dalam air deionisasi (DI), dan larutan stok NDA berada di
DMF. Solusi stok KCN (100 mM) disiapkan dalam air DI. Solusi standar sianida disiapkan
dengan mengencerkan solusi stok KCN. Larutan penyangga dengan pH 9,2 disiapkan
dalam air DI dengan menggunakan natrium tetraborat (Na 2 B 4 H 7 0,10 H 2 O). Larutan
amina (glisin, alani ne, glutamin, dan glutamat) disiapkan dalam air DI, dan diencerkan ke
konsentrasi yang sesuai dengan air DI atau buffer borat
1.2. Instrumentasi
Author Manuscript
Sistem deteksi mikrofluida telah dijelaskan di tempat lain [10]. Secara singkat, sinar 442-nm (Laser
glow Technologies, Toronto, ON, Kanada) difokuskan pada kapiler pemisahan melalui tujuan
perendaman 40 × minyak (Carl Zeiss Microscopy, Thornwood , NY, USA), dan fluoresensi
dikumpulkan dengan menggunakan tujuan yang sama dan kemudian diangkut ke tabung
photomultiplier (Hamamatsu Photonics, Jepang) setelah penyaringan emisi (482 ± 17 nm). Injeksi dan
pemisahan sampel dilakukan dengan menggunakan catu daya usia volt tinggi (Model CZE1000R) yang
dibeli dari Spellman High Voltage Electronics Corporation (Hauppauge, NY, USA). Steker sampel
disuntikkan secara elektrokinetik melalui metode injeksi gated flow, dan kemudian
dipisahkan. Prosedur ini dikendalikan oleh program L ab VIEW. Pompa 4-jarum suntik (Chemyx Inc.,
Stafford, TX, USA) digunakan untuk memasok reagen sampel dan derivatisasi melalui masing-masing
syringe Hamilton yang kedap gas (Reno, Nevada, USA). Gerbang aliran dan antarmuka lainnya dibuat
dengan poli (dimeth ylsiloxane) (PDMS) seperti yang dijelaskan dalam referensi [10].
Sebuah kapiler panjang 17 cm dengan panjang efektif 10 cm, ID 10 μm, dan OD 360 μm digunakan
untuk melakukan pemisahan dan deteksi. Injeksi flow-gated dijalankan pada −5 kV × 0,5 s dengan
tegangan tinggi diterapkan ke sisi outlet kapiler, dan sisi inlet dibumikan. Pemisahan dilakukan di
bawah −23 kV, dan buffer pemisahan adalah 20-mM tetraborate dengan pH 9,2
Author Manuscript
1.3. Derivatisasi sianida
Author Manuscript
Derivatisasi dilakukan melalui pencampuran secara offline atau online dari tiga solusi: NDA dalam
DMF / air dengan volume 50/50 volume, glisin dalam buffer dengan EDTA (5,0 mM), dan KCN dalam
buffer atau dalam urin pada suhu kamar. Rasio pencampuran NDA / glisin / sampel adalah 1: 1: 1 atau
1: 1: 2 dengan volume seperti yang ditunjukkan pada Gambar c aptions dan / atau teks. Konsentrasi
NDA, Gly dan CN - menunjukkan konsentrasi asli dalam tiga larutan terpisah sebelum
pencampuran. Sampel urin disumbangkan oleh tiga pria perokok reguler dan tiga pria non-perokok di
usia mereka 20-30 tahun. Tidak ada informasi pribadi yang dicatat kecuali mereka perokok atau bukan
perokok. Sampel urin dikumpulkan segar pada hari percobaan dan diencerkan dengan menambahkan
larutan NaOH (15 mM akhir dalam urin) untuk menghemat sianida. Sampel
dengan penambahan standar disiapkan melalui solusi standar KCN; dan volume akhir masing-masing
sampel terdiri dari 95% urin ditambah NaOH (15 mM) dan KCN standar (berbagai konsentrasi).
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 4
Author Manuscript
1.4 Tambahan standar dan analisis data
Sianida standar (KCN) disiapkan dalam air DI, dan diencerkan dengan konsentrasi yang
sesuai. Konsentrasi yang ditambahkan ke sampel urin adalah 0, 100, 200, 300, 400, dan 500
nM sebelum dicampur dengan reagen derivatisasi. Sianida yang mungkin ada dalam air dan
/ atau DMF dikurangi dengan menggunakan sinyal latar belakang yang diperoleh melalui
penggantian cabang sampel urin dengan larutan NaCl dengan konduktivitas yang setara
dengan jumlah urin yang cukup. Setelah pemisahan, puncak turunan sianida diintegrasikan
dan daerah puncak dicatat dan dirata-rata (> 5 injeksi berulang). Kurva kalibrasi dibangun
dan kadar sianida dalam urin dihitung sebagai nilai absolut intersep sumbu x.
2. Hasil dan Diskusi
Author Manuscript
2.1 Derivatisasi fluorogenik dari ion sianida
NDA pertama kali dikembangkan untuk menderivatisasi amina primer secara efisien pada
keberadaan ion sianida pada tahun 1986 [11]. Beberapa tahun terakhir telah terlihat
penerapan luas NDA-derivatisasi neurotransmiter asam amino untuk deteksi fluoresensi
yang diinduksi laser (LIF) yang sensitif [12-14]. Untuk mengukur amina dalam sampel,
NDA dan CN - yang berlebihan (biasanya dalam kisaran mM) sering digunakan untuk
menderivatisasi amina sampai batas tertinggi. Di sisi lain, strategi derivatisasi ini juga telah
digunakan untuk mengukur ion sianida dengan menggunakan konsentrasi tinggi NDA dan
senyawa amina seperti glisin dan taurin [15-19]. Demikian pula, NDA dan amina yang
berlebihan digunakan untuk memfasilitasi derivatisasi ion sianida sehingga secara kuantitatif
menentukan tingkat sianida dalam air limbah, darah, dan urin.
Author Manuscript
Author Manuscript
Namun, NDA dan amina primer bereaksi untuk menghasilkan imina. Spesies yang tidak
larut dalam air menyebabkan larutan berwarna kuning, coklat, dan akhirnya hitam seperti
yang ditunjukkan pada Gambar. 1a. NDA pada 5,0 mM dan glisin atau taurin pada 20 mM
dicampur pada 1: 1 dengan volume pada pH 9,2; campuran berubah warna dengan cepat (~
2 mnt). Eksperimen juga menunjukkan bahwa konsentrasi amina dan / atau NDA yang
lebih tinggi mempercepat perubahan warna, yang menunjukkan bahwa laju reaksi
bergantung pada konsentrasi amina dan / atau NDA . Jackson et al. mengamati fenomena
serupa ketika mereka mencampur NDA dan taurin [1], dan pembentukan spesies NDAditaurine diusulkan mengingat molekul NDA memiliki dua kelompok aldehida yang dapat
bereaksi dengan amina primer. Ketika campuran reaksi dianalisis dengan CE, penyumbatan
kapiler mungkin terjadi karena curah hujan dan harus dihindari. Untuk mengkonfirmasi
reaksi antara NDA dan amina primer, FL-Gly dan NDA dicampur dan kemudian dipisahkan
dengan CE, dan sinyal dideteksi dengan LI F pada eksitasi 491-nm dan emisi 520nm. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 1b, imina turunan dari FL-Gly dan NDA
diamati sebagai puncak lebar dengan tampilan, yang mungkin termasuk turunan dari NDA
dengan bi-glisin dan / atau mono-glisin. Konsentrasi NDA yang lebih tinggi ( sama dengan
80 μM versus 20 μM dari FL-Gly) menghasilkan puncak NDA-FL-Gly maksimum
sementara puncak FL-Gly menghilang. Peningkatan konsentrasi lebih lanjut (0,5 atau 1,0
mM) dari NDA tidak mengubah magnitudo sinyal turunan dan bentuk puncak, yang
menunjukkan bahwa de rivative dari NDA dan FL-Gly tidak tergantung pada konsentrasi
NDA ketika konsentrasi NDA cukup untuk membuat turunan semua FL -Gly dalam
campuran. Telah diantisipasi bahwa glisin, mirip dengan FL-Gly, bereaksi dengan NDA
untuk membentuk endapan gelap (Gambar 1a). Ada kedepan, diusulkan untuk campuran
Gly dan NDA secara online.
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 5
Author Manuscript
Untuk meningkatkan throughput analitik, pencampuran online dari reagen derivatisasi dan
sampel dilakukan dengan menggunakan tiga jarum suntik untuk pengiriman cairan, masingmasing, ke mixer 4 arah yang disiapkan dengan PDMS [10]. Format ini dapat
menghindari petting pi berurutan yang terlibat dalam pencampuran offline, dapat
mempertahankan kondisi derivatisasi, terutama waktu reaksi (waktu dari mixer ke gerbang
aliran), dan dapat mengurangi risiko penyumbatan kapiler oleh presipitasi. Kapiler
reaksi 100μm (ID) × 30 cm digunakan untuk memiliki 2-4 menit untuk reaksi derivatisasi
dengan laju aliran total dalam kisaran 600-1200 nL / mnt. Sampel baru dalam jarum suntik
alternatif dapat diganti dengan cepat sambil mempertahankan reagen derivatisasi.
Author Manuscript
Solusi stok NDA dapat disiapkan dalam metanol atau asetonitril [1,13,16]. Namun,
asetonitril tidak sesuai karena mengandung jumlah mikro hidrogen sianida seperti yang
ditunjukkan pada Gambar. 2, yang juga diamati oleh Sano et al. [20] Kelarutan NDA
dalam metanol tidak mencukupi , dan keberadaan metanol sering mendorong pembentukan
gelembung karena volatilitasnya. Gelembung ini dapat mengganggu injeksi dan pemisahan
sampel. Untuk melarutkan NDA secara efisien tetapi mentolerir isi garam saat
pencampuran, pelarut polar adalah opsi potensial seperti DMSO dan DMF. Namun,
DMSO, seperti asetonitril, mengandung hidrogen sianida yang ditunjukkan pada Gambar.
2. Oleh karena itu, DMF akhirnya dipilih sebagai pelarut untuk menyiapkan larutan stok
NDA dan digunakan untuk percobaan berikut.
2.1. Optimalisasi Kondisi
Author Manuscript
Author Manuscript
Untuk membuat percobaan nyaman, tiga solusi kerja disiapkan: (1) NDA, NDA pada konsentrasi
spesifik disiapkan dalam DMF / air pada 50/50 volume; (2) Gly, glisin pada konsentrasi yang sesuai
disiapkan dalam buffer borat dengan EDTA (5,0 mM) ditambahkan ed; dan (3) sampel, KCN standar
yang larut dalam buffer borat atau sampel urin dengan / tanpa penambahan standar. NDA sedikit larut
dalam air dan larutan kerjanya disiapkan dalam DMF / air pada volume 50/50. Konsentrasi NDA pada
2,0-10,0 mM biasanya digunakan untuk mendeteksi amina primer [14]. Untuk melakukan pencampuran
dan derivatisasi online, waktu reaksi dimanipulasi dengan memilih kombinasi laju aliran dan panjang
kapiler reaksi ( ID 100 μm ). Selain itu, kombinasi yang tepat dari konsentrasi NDA dan amina
dioptimalkan pada laju aliran yang dipilih (total 800 nL / mnt) dan kapiler reaksi (panjang ID 100 m ×
30 cm). Rasio pencampuran NDA / Gly / sampel adalah 1: 1: 1 atau 1: 1: 2 volume yang
menghasilkan konsentrasi setara dari [NDA] / 3, [Gly] / 3, dan [CN - ] / 3, atau [NDA] / 4, [Gly] / 4, dan
[CN - ] / 2 dalam campuran reaksi, masing-masing (Catatan: tanpa notasi khusus, konsentrasi
menunjukkan sebelum pencampuran). Untuk mempelajari efek matriks pada kinetika
derivatisasi, variasi puncak adalah dengan waktu dicatat untuk KCN dilarutkan dalam buffer borat dan
dalam urin. Campuran diperoleh dengan mencampur tiga larutan NDA 2,0mM, 80,0mMGly dan
5,0 μMCN - dalam buffer borat mencapai dataran tinggi fluoresensi dalam 3,0 menit (data
tidak ditampilkan), sementara itu butuh 11 menit untuk campuran disiapkan dengan CN - dalam matriks
urin (Gbr. 3a, [NDA] = 2,0 mM). Rupanya, matriks urin memperlambat kinetika reaksi. Untuk
mempercepat reaksi, konsentrasi NDA ditingkatkan menjadi 8,0 mM, dan waktu reaksi dipersingkat
menjadi 3,0 menit (Gbr. 3a, [NDA] = 8,0 mM). Karena itu, 8,0 mM NDA dipilih untuk pencampuran
online bila menggunakan rasio pencampuran 1: 1: 2 yang menghasilkan konsentrasi NDA reaksi akhir
pada 2,0 mM. Demikian pula, konsentrasi Gly dioptimalkan dengan tetap mempertahankan konsentrasi
NDA pada 8,0 mM dan sianida pada 5,0 μM di
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 6
Author Manuscript
air seni. Seperti dapat dilihat pada Gambar. 3b, 80 mM dari Gly menghasilkan sinyal
optimal. Oleh karena itu, 80 mMGly digunakan untuk rasio pencampuran 1: 1: 2.
Author Manuscript
Sampel target adalah cairan biologis dari urin yang mengandung ion anorganik (Na + , K + ,
Cl - , Mg 2+ , Ca 2+ , NH + , SO 2 - , dan PO 3− , dll.), Asam amino, urea, kreatinin, dan
kreatin, dll. [21]. Kompleksitas komposisi urin mungkin memiliki efek matriks pada
CN - pengukuran. Misalnya, asam amino dalam urin mungkin memiliki persaingan dengan
Gly standar untuk jumlah ion sianida yang terbatas , yang akan mengurangi ukuran puncak
analit yang terkait dengan Gly. Namun, kadar khas asam amino urin pada orang dewasa
yang sehat rendah (<0,5 mM) [21,22]. Selain itu, konsentrasi urea (~ 150mM) dan kreatinin
(~ 5mM) relatif besar ada dalam urin [22]. Untungnya, kedua senyawa memiliki amina
terkonjugasi yang jarang bereaksi dengan NDA pada keberadaan ion sianida sehingga
kurang berpengaruh pada deteksi sianida.
Glycine dipilih karena penelitian sebelumnya telah membuktikan bahwa Gly memiliki tine
kine reaksi cepat lebih dari yang lain, dan konsentrasi inheren Gly urin lebih besar dari asam
amino lainnya [11,19,21,23]; dan taurin juga bisa menjadi opsi yang menjanjikan yang telah
dilaporkan [17]. Konsentrasi Gly di satu sisi mempengaruhi kinetika derivatisasi, dan di sisi
lain itu mengurangi efek dari amina primer kompetitif yang melekat dalam urin. Seperti
yang ditunjukkan pada Gambar.3b, peningkatan konsentrasi Gly dapat meningkatkan
sinyal turunan fluoresen terkait - CN sampai mencapai maksimum pada 80 mM. Namun ,
konsentrasi tinggi Gly juga mempromosikan reaksi antara NDA dan Gly yang membentuk
imina atau endapan sehingga mengarah ke masalah eksperimental (Gbr. 1). Oleh karena itu,
80 mMGly (20mM setelah pencampuran) dipilih bersama dengan 8,0 mM NDA yang
mencapai CN - recovery ~ 88% dalam urin.
2.2. Gangguan Potensial
Author Manuscript
Selain efek matriks urine, gangguan potensial lainnya termasuk tiosianat (SCN - ), tiol (R-SH),
sulfida (S 2- ), dan sulfit (SO 2- ) [9,24]. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar.4, potensi
gangguan ini pada konsentrasi CN 3 kali lipat - sedikit menurunkan ketinggian puncak
derivatif CN - . S 2- , tiol, dan SCN - menurun sinyal CN-derivatif sebesar 10% sedangkan
SO 2- efek itu sepele. Di sisi lain, tidak ada puncak tambahan yang diamati, yang menunjukkan
bahwa spesies yang berpotensi mengganggu tidak bereaksi dengan NDA / Gly atau produk
mereka tidak berfluoresensi pada panjang gelombang eksitasi / emisi yang dipilih.
Author Manuscript
Mempertimbangkan efek matriks dan gangguan potensi yang ada dalam sampel urin, metode
penambahan standar dipekerjakan untuk secara kuantitatif menentukan CN - tingkat dalam
urin. Tingkat komposisi dari masing - masing individu pada berbagai waktu juga dapat bervariasi,
sehingga efek matriks pada CN - bervariasi, yang dapat diamati pada berbagai kemiringan kurva
kalibrasi seperti yang terlihat pada Tabel 1.
2.3. Penggunaan Sianida untuk Perokok dan bukan perokok
Kondisi optimal dan metode penambahan standar yang diterapkan untuk CN - deteksi dalam
sampel urin dari perokok dan non-perokok. Sampel dikumpulkan segar dengan 15mMNaOH
ditambahkan. Serangkaian larutan sampel urin disiapkan dengan menambahkan larutan KCN
standar dalam air, dan urin asli mengambil 95% volume. Tiga solusi: sampel NDA, Gly, dan urin,
dikirim melalui tiga jarum suntik kedap gas individu dengan perbandingan volume 1: 1: 2 yang
dilakukan dengan menggunakan pompa jarum suntik Hamilton. Itu
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 7
Author Manuscript
tiga aliran dicampur pada mixer PDMS dengan kapiler reaksi dengan panjang 100 μm ID ×
30 cm. Laju aliran total dalam kapiler reaksi adalah 800 nL / mnt yang menjamin waktu
reaksi ~ 3 menit. Seperti ditunjukkan pada Gambar.5, CN - ketinggian puncak turunan
meningkat dengan konsentrasi penambahan standar. . The electropherograms pada Gambar
5 juga menunjukkan sinyal tambahan sebelum dan sesudah puncak derivatif, yang
con vinced bahwa pemisahan elektroforesis yang diperlukan meskipun puncak utama adalah
CN - derivatif. Puncak-puncak tambahan yang tidak teridentifikasi ini kemungkinan
disebabkan oleh produk sampingan dari glisin dan reaksi NDA. Untuk penentuan
CN - dalam sampel urin, setiap seri sampel menghasilkan kurva kalibrasi, dan hasilnya
dirangkum dalam Tabel 1. Sampel urin disumbangkan oleh tiga perokok pria biasa dan tiga
pria bukan perokok pria. Perokok mendapat CN - level urin 518 ± 123nM, sementara yang
bukan perokok memiliki 217 ± 6nM. Hasil ini dalam perjanjian yang adil dengan hasil yang
dipublikasikan [8,25] mungkin karena perbedaan lingkungan
hidup. Uji t siswa menunjukkan bahwa perbedaan tingkat perokok dan bukan perokok
adalah signifikan.
Author Manuscript
Perhatikan bahwa area puncak telah ditentukan untuk kuantifikasi CN - dalam urin. Matriks
urin mengandung sejumlah besar elektrolit yang menyebabkan ketidaksesuaian
konduktivitas antara campuran derivatisasi dan buffer pemisahan. Ketidakcocokan ini
menghasilkan perluasan puncak dan variasi puncak ketinggian yang tidak sebanding dengan
konsentrasi penambahan standar. Koreksi area puncak tidak dilakukan karena waktu migrasi
setiap seri penambahan standar memiliki% RSD di <1,3%.
Keterangan Penutup
Author Manuscript
Metode yang dilaporkan mengambil keuntungan dari properti derivatisasi CN - fluorogenic
dengan NDA pada keberadaan amina primer. Strategi pencampuran dan derivatisasi online
dengan tiga jarum suntik terpisah untuk pengiriman reagen dan sampel menyederhanakan
dan mempercepat prosedur analisis. Reaksi membutuhkan waktu sekitar 2-4 menit untuk
derivasi, dan pemisahan cepat memfasilitasi analitik melalui put yang penting ketika hasil
awal diinginkan. Strategi ini juga menghindari hilangnya oksidatif ion sianida dalam sampel
dengan pencampuran online, dan deteksi LIF sensitif (LOD 4.0 nM pada 3 kali lipat S / N
untuk sianida standar dalam buffer). Metode penambahan standar dengan banyak titik
mungkin melemahkan manfaat pemisahan cepat dalam 25 detik, tetapi penambahan standar
dua-titik alternatif dapat digunakan untuk memperkirakan kadar sianida dalam urin dalam
hitungan menit. Juga diantisipasi bahwa metode yang dikembangkan dapat berpotensi
diperluas untuk mendeteksi ion sianida dalam sampel darah setelah pretreatment sampel
yang tepat dan optimalisasi kondisi.
Ucapan Terima Kasih
Para penulis berterima kasih kepada Dr. Susan M. Lunte (University of Kansas) atas bimbingannya yang
konstruktif dan saran-saran berharga. Penelitian ini didukung secara finansial oleh Institut Nasional Ilmu
Kedokteran Umum dengan nomor hibah P20 GM103418.
Author Manuscript
Referensi
1. Jackson R, Oda RP, Bhandari RK, Mahon SB, Brenner M, Rockwood GA, Logue BA. Development
of a Fluorescence-Based Sensor for Rapid Diagnosis of Cyanide Exposure. Anal. Chem. 2014;
86:1845–1852. [PubMed: 24383576]
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 8
Author Manuscript
Author Manuscript
Author Manuscript
Author Manuscript
2. Ma JA, Dasgupta PK, Blackledge W, Boss GR. Cobinamide-Based Cyanide Analysis by
Multiwavelength Spectrometry in a Liquid Core Waveguide. Anal. Chem. 2010; 82:6244–6250.
[PubMed: 20560532]
3. Reade MC, Davies SR, Morley PT, Dennett J, Jacobs IC. Review article: Management of cyanide
poisoning. Emerg. Med. Australas. 2012; 24:225–238. [PubMed: 22672162]
4. Logue BA, Kirschten NP, Petrikovics I, Moser MA, Rockwood GA, Baskin SI. Determination of
the cyanide metabolite 2-aminothiazoline-4-carboxylic acid in urine and plasma by gas
chromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. B. 2005; 819:237–244.
5. Xu Z, Chen X, Kim HN, Yoon J. Sensors for the optical detection of cyanide ion. Chem. Soc. Rev.
2010; 39:127–137. [PubMed: 20023843]
6. Tian Y, Dasgupta PK, Mahon SB, Ma J, Brenner M, Jian H, Boss GR. A disposable blood cyanide
sensor. Anal. Chim. Acta. 2013; 768:129–135. [PubMed: 23473259]
7. Ma JA, Dasgupta PK. Recent developments in cyanide detection: A review. Anal. Chim. Acta.
2010; 673:117–125. [PubMed: 20599024]
8. Logue BA, Hinkens DM, Baskin SI, Rockwood GA. The Analysis of Cyanide and its Breakdown
Products in Biological Samples. Crit. Rev. Anal. Chem. 2010; 40:122–147.
9. Lindsay AE, Greenbaum AR, O'Hare D. Analytical techniques for cyanide in blood and published
blood cyanide concentrations from healthy subjects and fire victims. Anal. Chim. Acta. 2004;
511:185–195.
10. Zhang Q, Gong M. Prototyping of poly(dimethylsiloxane) interfaces for flow gating, reagent
mixing, and tubing connection in capillary electrophoresis. J. Chromatogr. A. 2014; 1324:231–
237. [PubMed: 24331370]
11. De Montigny P, Stobaugh JF, Givens RS, Carlson RG, Srinivasachar K, Sternson LA, Higuchi T.
Naphthalene-2,3-dicarboxyaldehyde/cyanide ion: a rationally designed fluorogenic reagent for
primary amines. Anal. Chem. 1987; 59:1096–1101.
12. Nandi P, Scott DE, Desai D, Lunte SM. Development and optimization of an integrated PDMS
based-microdialysis microchip electrophoresis device with on-chip derivatization for continuous
monitoring of primary amines. Electrophoresis. 2013; 34:895–902. [PubMed: 23335091]
13. Wang M, Roman GT, Schultz K, Jennings C, Kennedy RT. Improved Temporal Resolution for in
Vivo Microdialysis by Using Segmented Flow. Anal. Chem. 2008; 80:5607–5615. [PubMed:
18547059]
14. Shou M, Ferrario CR, Schultz KN, Robinson TE, Kennedy RT. Monitoring Dopamine in Vivo by
Microdialysis Sampling and On-Line CE-Laser-Induced Fluorescence. Anal. Chem. 2006;
78:6717–6725. [PubMed: 17007489]
15. Akiyama H, Toida T, Sakai S, Amakura Y, Kondo K, Sugita-Konishi Y, Maitani T. Determination
of cyanide and thiocyanate in Sugihiratake mushroom using HPLC method with fluorometric
detection. J. Health Sci. 2006; 52:73–77.
16. Lu Q, Collins GE, Evans T, Hammond M, Wang J, Mulchandani A. Vapor and liquid phase
detection of cyanide on a microchip. Electrophoresis. 2004; 25:116–122. [PubMed: 14730575]
17. Chinaka S, Tanaka S, Takayama N, Tsuji N, Takou S, Ueda K. High-Sensitivity Analysis of
Cyanide by Capillary Electrophoresis with Fluorescence Detection. Anal. Sciences. 2001; 17:649–
652.
18. Chinaka S, Takayama N, Michigami Y, Ueda K. Simultaneous determination of cyanide and
thiocyanate in blood by ion chromatography with fluorescence and ultraviolet detection. J
Chromatogr. B. 1998; 713:353–359.
19. Gamoh K, Sawamoto H. Determination of cyanide ion by high-performance liquidchromatography with fluorometric detection. Anal. Sciences. 1988; 4:665–666.
20. Sano A, Takezawa M, Takitani S. High-performance liquid-chromatography determination of
cyanide in urine by pre-column fluorescence derivatization. Biomed. Chromatogr. 1989; 3:209–
212. [PubMed: 2804427]
21. Tan IK, Gajra B. Plasma and urine amino acid profiles in a healthy adult population of Singapore.
Ann. Acad. Med. Singap. 2006; 35:468–475. [PubMed: 16902722]
22. Brooks T, Keevil CW. A simple artificial urine for the growth of urinary pathogens. Lett. Appl.
Microbiol. 1997; 24:203–206. [PubMed: 9080700]
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 9
Author Manuscript
23. Carlson RG, Srinivasachar K, Givens RS, Matuszewski BK. New derivatizing agents for amino
acids and peptides. 1. Facile synthesis of N-substituted 1-cyanobenz[f]isoindoles and their
spectroscopic properties. J. Org. Chem. 1986; 51:3978–3983.
24. Sano A, Takezawa M, Takitani S. Spectrofluorimetric determination of cyanide in blood and urine
with naphthalene-2,3-dialdehyde and taurine. Anal. Chim. Acta. 1989; 225:351–358.
25. Jermak S, Pranaityte B, Padarauskas A. Headspace single-drop microextraction with in-drop
derivatization and capillary electrophoretic determination for free cyanide analysis.
Electrophoresis. 2006; 27:4538–4544. [PubMed: 17058310]
Author Manuscript
Author Manuscript
Author Manuscript
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 10
Author Manuscript
Author Manuscript
Fig. 1.
(a) Gambar warna gelap untuk taurin (20,0 mM) dan glisin (20,0 mM) dicampur dengan
NDA (5,0 mM) setelah 2,0 menit. (B) Electropherograms FL-Gly (20,0 μM) pada
berbagai ko nentrasi NDA ditambahkan. Buffer 20,0 mM borat pada pH 9,2.
Author Manuscript
Author Manuscript
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 11
Author Manuscript
Author Manuscript
Fig. 2.
Tinggi puncak turunan oleh NDA, glisin dan CN - . NDA (5,0 mM) dilarutkan dalam pelarut organik /
air pada volume 50/50; glisin dilarutkan dalam buffer borat 60,0mM pH9.2; dan air DI. Ketiganya
dicampur offline pada rasio 1: 1: 1 berdasarkan volume. CN - itu disumbangkan oleh pelarut organik
dan / atau air.
Author Manuscript
Author Manuscript
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 12
Author Manuscript
Fig. 3.
Author Manuscript
(a) Area puncak berubah dengan waktu pada dua konsentrasi NDA yang berbeda. Glisin pada 80,0
mM. Catatan: Ada 60 detik sebelum injeksi pertama. (B) Area puncak (maksimum) pada berbagai
konsentrasi glisin. NDA pada 8,0 mM. Untuk keduanya, NDA dalam DMF / air (50/50 menurut
volume e), glisin dalam buffer borat (80,0 mM, pH 9,2) dan EDTA (5,0 mM), dan KCN (5,0μM)
dalam urin / air (95/5 oleh volume). Rasio pencampuran offline adalah 1: 1: 2 (2 untuk KCN)
berdasarkan volume.
Author Manuscript
Author Manuscript
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 13
Author Manuscript
Author Manuscript
Fig. 4.
Efek gangguan pada CN - turunan puncak ketinggian. NDA (5,0 mM) dalam DMF / air
(50/50 volume), glisin (80,0 mM) dalam buffer borat (80,0 mM, pH 9,2), dan KCN
(1,0μM dalam air DI) saja, KCN (1,0 μM) ditambah Na 2 S, Na 2 SO 3 ,
mercaptoethanol, dan KSCN pada 3 μM, masing-masing. Mencampur tikus secara
offline io adalah volume 1: 1: 2 (2 untuk KCN).
Author Manuscript
Author Manuscript
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 14
Author Manuscript
Author Manuscript
Fig. 5.
Electropherograms dari penambahan standar dengan urin dari bukan perokok. Konsentrasi
KCN yang ditambahkan ditunjukkan. Puncak utama menunjukkan turunan dari NDA, KCN
dan glisin. NDA (8,0 mM) dalam DMF / air (50/50 volume), glisin dalam buffer borat (80,0
mM, pH 9,2) dan EDTA (5,0 mM), dan KCN dalam urin / air (95/5 volume). Rasio
pencampuran online adalah 1: 1: 2 (2 untuk KCN) dengan laju aliran.
Author Manuscript
Author Manuscript
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Zhang et al.
Page 15
Table 1
Author Manuscript
Summarized results of smokers and non-smokers.
*
Calibration Curve
R2
CN− (nM) in Urine
Non-smoker 1
y = 0.606x + 129
0.9943
224
Non-smoker 2
y = 0.556x + 112
0.9981
212
Non-smoker 3
y = 0.624x + 127
0.9998
214
Smoker 1
y = 0.709x + 300
0.9970
445
Smoker 2
y = 0.687x + 294
0.9972
450
Smoker 3
y = 1.058x + 663
0.9973
660
*
Ave±s
217±6
518±123
CN− concentrations were calculated for urine of 95% sample volumes.
Author Manuscript
Author Manuscript
Author Manuscript
J Chromatogr A. Author manuscript; available in PMC 2016 October 02.
Download
Random flashcards
Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

Rekening Agen Resmi De Nature Indonesia

9 Cards denaturerumahsehat

sport and healty

2 Cards Nova Aulia Rahman

English Training Melbourne

2 Cards Einstein College of Australia

PENGANTAR ILMU EKONOMI

2 Cards junianto97

Create flashcards