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Detecção e contagem de Staphylococcus aureus causador da mastite bovina em amostras de leite pelo método de quantificação da reação em cadeia da polimerase em tempo real / Detection and counting of bovine mastitis causative Staphylococcus aureus in milk samples by real-time polymerase chain reaction methodBotaro, Bruno Garcia 08 February 2012 (has links)
Os objetivos do presente estudo foram os de verificar a validade do método de reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR) para detectar e quantificar o Staphylococcus aureus em amostras de leite conservadas com bronopol oriundas de quartos mamários bovinos subclinicamente infectados, e de avaliar os efeitos da presença e da quantidade de células da bactéria sobre a contagem de células somáticas (CCS), a composição do leite (lactose, gordura, proteína bruta, proteína verdadeira e caseína), e a produção de leite de quartos mamários bovinos subclinicamente infectados pelo patógeno. Para a quantificação do S. aureus e das células somáticas bovinas por meio do qPCR, foi utilizado leite cru bovino para o preparo dos padrões como meio de diluição da inoculação seriada de células somáticas e do S. aureus ATCC 29213, e construídas as equações log10UFC = 37,86 23,54 log10CtSAU e log10CCS = 49,3 - 34,0 log10CtBMCB, com base nos resultados obtidos pelas metodologias de referência para cada procedimento. Para testar a equivalência dessas equações aos respectivos métodos de referência, determinar a sensibilidade e especificidade analíticas e a repetibilidade do método proposto, foram coletadas amostras de leite dos quartos mamários de 60 animais de 2 rebanhos leiteiros da região de Pirassununga dos quais se determinou previamente a ocorrência de casos subclínicos de mastite por S. aureus. Dos quartos mamários também foram mensuradas as produções e coletadas amostras de leite para análise de composição, diagnóstico da mastite, e determinação da sensibilidade e especificidade diagnósticas do procedimento de qPCR estabelecido no estudo. Cada amostra foi submetida à análise de composição, CCS, cultura microbiológica, contagem em placas do S. aureus, processadas para a extração do DNA genômico bovino e do S. aureus, e submetida à reação de qPCR. Para análise da concordância entre os resultados obtidos pelos métodos de referência para o diagnóstico da mastite por S. aureus e o de qPCR foi utilizado o teste Kappa. Para avaliação da equivalência das contagens obtidas pelos métodos de referência do S. aureus e de células somáticas bovinas, foi utilizado o teste das diferenças de Bland-Altman. Para a identificação do efeito da infecção subclínica pelo S. aureus sobre a composição e produção de leite do quarto mamário afetado foi utilizada a análise da variância num delineamento em parcelas subdivididas em faixas. Para estimar o grau de relação entre as contagens de S. aureus, a CCS, produção e composição do leite produzido pelo quarto mamário afetado foi utilizado o coeficiente de correlação de Pearson. A correlação entre os resultados de contagem de células somáticas bovinas determinados pelos métodos de rotina e de qPCR para a quantificação de células somáticas apresentou coeficiente r = - 0,978 (P < 0,001). A correlação entre os resultados da contagem do S. aureus ATCC 29213 determinados pelos métodos de rotina e de qPCR para a quantificação do patógeno apresentou coeficiente r = - 0,989 (P < 0,001). A especificidade analítica do qPCR para a detecção do S. aureus em amostras de leite frente a Escherichia coli, Enterococcus sp., Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae, Streptococcus uberis, os estafilococos coagulase-negativa, e as espécies coagulase-positiva Staphylococcus hyicus e Staphylococcus intermedius foi de 100%. O método de qPCR aplicado à detecção de Staphylococcus aureus ATCC 29213 em amostras de leite é replicável e apresentou sensibilidade analítica com limite de detecção para a faixa de 10 UFC/mL à 4,2 x 106 UFC/mL. Em amostras de leite conservadas com bronopol provenientes de quartos mamários subclinicamente infectados, o S. aureus pôde ser detectado, mas não pôde ser quantificado pelo método de qPCR. Nessas amostras, a CCS pôde ser determinada de forma equivalente ao método de rotina. A CCS independe da contagem de S. aureus viáveis, mas foi observada correlação linear e negativa entre o número total de células do patógeno e a CCS. A mastite subclínica pelo S. aureus aumentou a CCS nos quartos mamários, mas não alterou a composição do leite. A doença diminuiu a produção de leite e de gordura dos quartos mamários anteriores acometidos pela infeção, mas não se observou efeito da interação entre o posicionamento da glândula e a infecção sobre a produção de leite. Houve correlação entre as concentrações de lactose (r = 0,42; P = 0,0051), de gordura (r = 0,46; P = 0,0016), de produção de gordura (r = 0,49; P = 0,001), e de leite com produção ajustada para o teor de 3,5% de gordura (r = 0,41; P = 0,006), e o número de S. aureus presentes na amostra de leite. / The objectives of this study were to verify the validity of the real-time polymerase chain reaction (qPCR) to detect and quantify Staphylococcus aureus in bronopol-preserved milk samples from subclinically infected mammary quarters, and to assess the effects of the presence and amount of the pathogen on the somatic cell count (SCC), the composition of milk and milk yield of bovine mammary quarters subclinically infected by the pathogen. In order to quantify S. aureus and bovine somatic cells through qPCR, raw bovine milk was used as a means of serial inoculation media of somatic cells and S. aureus ATCC 29213. From that, equations based on the reference methods for each procedure were built, log10UFC = 37,86 23,54 log10CtSAU and log10CCS = 49,3 - 34,0 log10CtBMCB, respectively. To test their equivalence with the reference methods, determine the analytical sensitivity and specificity, and repeatability of the proposed method, milk was sampled from quarters of 60 animals from two dairy herds in Pirassununga, where subclinical S. aureus mastitis cases had been previously diagnosed. Also, quarter milk yield had been measured and samples collected for milk composition analysis, diagnosis of mastitis, sensitivity and specificity of the procedure established in the study had been determined. Each sample was subjected to composition analysis, SCC, microbiological culture, plate counting of S. aureus, DNA extraction, and subjected to qPCR reaction. Agreement between results from reference methods and qPCR for the diagnosis of mastitis by S. aureus was assessed by Kappa test. Equivalence between S. aureus, SCC scores obtained by reference and qPCR was assessed with Bland-Altman procedures. The effect of S. aureus subclinical infection on milk composition and milk yield of affected quarters was measured using a strip plot design. To estimate the degree of relationship between the counts of S. aureus, SCC, yield and composition of the milk from affected quarters was assessed by the Pearson Correlation. Correlation between SCC determined by routine methods and qPCR was r = - 0.978 (P <0.001). Correlation between S. aureus ATCC 29213 determined by routine methods and qPCR was r = - 0.989 (P <0.001). Analytical specificity of qPCR to detect S. aureus in milk samples against Escherichia coli, Enterococcus sp., Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae, Streptococcus uberis, coagulase-negative staphylococci and coagulase-positive species, Staphylococcus hyicus and Staphylococcus intermedius was 100%. The use of the qPCR to detect S. aureus ATCC 29213 in milk samples is replicable. Analytical sensitivity detection limit of the method ranged from 10 CFU/mL to 4.2 x 106 CFU/mL. S. aureus could be detected, but not quantified by qPCR in bronopol-conserved milk samples from subclinically infected quarters. In these samples, SCC could be determined by qPCR as it had been done by routine method. SCC was not dependent on S. aureus viable cells, but a negative linear correlation between the total number of cells of the pathogen and SCC was observed. S. aureus subclinical mastitis increased quarters SCC, but did not change milk composition. The disease decreased quarter milk and fat yield, but no interaction effect was observed between the gland positioning and S. aureus subclinical infection on milk production. Correlations between lactose (r = 0.42, P = 0.0051), fat (r = 0.46, P = 0.0016), fat yield (r = 0.49, P = 0.001), and 3.5% fat adjusted milk yield (r = 0.41, P = 0.006), and the number of S. aureus present in the milk sample were observed.
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Detecção e contagem de Staphylococcus aureus causador da mastite bovina em amostras de leite pelo método de quantificação da reação em cadeia da polimerase em tempo real / Detection and counting of bovine mastitis causative Staphylococcus aureus in milk samples by real-time polymerase chain reaction methodBruno Garcia Botaro 08 February 2012 (has links)
Os objetivos do presente estudo foram os de verificar a validade do método de reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR) para detectar e quantificar o Staphylococcus aureus em amostras de leite conservadas com bronopol oriundas de quartos mamários bovinos subclinicamente infectados, e de avaliar os efeitos da presença e da quantidade de células da bactéria sobre a contagem de células somáticas (CCS), a composição do leite (lactose, gordura, proteína bruta, proteína verdadeira e caseína), e a produção de leite de quartos mamários bovinos subclinicamente infectados pelo patógeno. Para a quantificação do S. aureus e das células somáticas bovinas por meio do qPCR, foi utilizado leite cru bovino para o preparo dos padrões como meio de diluição da inoculação seriada de células somáticas e do S. aureus ATCC 29213, e construídas as equações log10UFC = 37,86 23,54 log10CtSAU e log10CCS = 49,3 - 34,0 log10CtBMCB, com base nos resultados obtidos pelas metodologias de referência para cada procedimento. Para testar a equivalência dessas equações aos respectivos métodos de referência, determinar a sensibilidade e especificidade analíticas e a repetibilidade do método proposto, foram coletadas amostras de leite dos quartos mamários de 60 animais de 2 rebanhos leiteiros da região de Pirassununga dos quais se determinou previamente a ocorrência de casos subclínicos de mastite por S. aureus. Dos quartos mamários também foram mensuradas as produções e coletadas amostras de leite para análise de composição, diagnóstico da mastite, e determinação da sensibilidade e especificidade diagnósticas do procedimento de qPCR estabelecido no estudo. Cada amostra foi submetida à análise de composição, CCS, cultura microbiológica, contagem em placas do S. aureus, processadas para a extração do DNA genômico bovino e do S. aureus, e submetida à reação de qPCR. Para análise da concordância entre os resultados obtidos pelos métodos de referência para o diagnóstico da mastite por S. aureus e o de qPCR foi utilizado o teste Kappa. Para avaliação da equivalência das contagens obtidas pelos métodos de referência do S. aureus e de células somáticas bovinas, foi utilizado o teste das diferenças de Bland-Altman. Para a identificação do efeito da infecção subclínica pelo S. aureus sobre a composição e produção de leite do quarto mamário afetado foi utilizada a análise da variância num delineamento em parcelas subdivididas em faixas. Para estimar o grau de relação entre as contagens de S. aureus, a CCS, produção e composição do leite produzido pelo quarto mamário afetado foi utilizado o coeficiente de correlação de Pearson. A correlação entre os resultados de contagem de células somáticas bovinas determinados pelos métodos de rotina e de qPCR para a quantificação de células somáticas apresentou coeficiente r = - 0,978 (P < 0,001). A correlação entre os resultados da contagem do S. aureus ATCC 29213 determinados pelos métodos de rotina e de qPCR para a quantificação do patógeno apresentou coeficiente r = - 0,989 (P < 0,001). A especificidade analítica do qPCR para a detecção do S. aureus em amostras de leite frente a Escherichia coli, Enterococcus sp., Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae, Streptococcus uberis, os estafilococos coagulase-negativa, e as espécies coagulase-positiva Staphylococcus hyicus e Staphylococcus intermedius foi de 100%. O método de qPCR aplicado à detecção de Staphylococcus aureus ATCC 29213 em amostras de leite é replicável e apresentou sensibilidade analítica com limite de detecção para a faixa de 10 UFC/mL à 4,2 x 106 UFC/mL. Em amostras de leite conservadas com bronopol provenientes de quartos mamários subclinicamente infectados, o S. aureus pôde ser detectado, mas não pôde ser quantificado pelo método de qPCR. Nessas amostras, a CCS pôde ser determinada de forma equivalente ao método de rotina. A CCS independe da contagem de S. aureus viáveis, mas foi observada correlação linear e negativa entre o número total de células do patógeno e a CCS. A mastite subclínica pelo S. aureus aumentou a CCS nos quartos mamários, mas não alterou a composição do leite. A doença diminuiu a produção de leite e de gordura dos quartos mamários anteriores acometidos pela infeção, mas não se observou efeito da interação entre o posicionamento da glândula e a infecção sobre a produção de leite. Houve correlação entre as concentrações de lactose (r = 0,42; P = 0,0051), de gordura (r = 0,46; P = 0,0016), de produção de gordura (r = 0,49; P = 0,001), e de leite com produção ajustada para o teor de 3,5% de gordura (r = 0,41; P = 0,006), e o número de S. aureus presentes na amostra de leite. / The objectives of this study were to verify the validity of the real-time polymerase chain reaction (qPCR) to detect and quantify Staphylococcus aureus in bronopol-preserved milk samples from subclinically infected mammary quarters, and to assess the effects of the presence and amount of the pathogen on the somatic cell count (SCC), the composition of milk and milk yield of bovine mammary quarters subclinically infected by the pathogen. In order to quantify S. aureus and bovine somatic cells through qPCR, raw bovine milk was used as a means of serial inoculation media of somatic cells and S. aureus ATCC 29213. From that, equations based on the reference methods for each procedure were built, log10UFC = 37,86 23,54 log10CtSAU and log10CCS = 49,3 - 34,0 log10CtBMCB, respectively. To test their equivalence with the reference methods, determine the analytical sensitivity and specificity, and repeatability of the proposed method, milk was sampled from quarters of 60 animals from two dairy herds in Pirassununga, where subclinical S. aureus mastitis cases had been previously diagnosed. Also, quarter milk yield had been measured and samples collected for milk composition analysis, diagnosis of mastitis, sensitivity and specificity of the procedure established in the study had been determined. Each sample was subjected to composition analysis, SCC, microbiological culture, plate counting of S. aureus, DNA extraction, and subjected to qPCR reaction. Agreement between results from reference methods and qPCR for the diagnosis of mastitis by S. aureus was assessed by Kappa test. Equivalence between S. aureus, SCC scores obtained by reference and qPCR was assessed with Bland-Altman procedures. The effect of S. aureus subclinical infection on milk composition and milk yield of affected quarters was measured using a strip plot design. To estimate the degree of relationship between the counts of S. aureus, SCC, yield and composition of the milk from affected quarters was assessed by the Pearson Correlation. Correlation between SCC determined by routine methods and qPCR was r = - 0.978 (P <0.001). Correlation between S. aureus ATCC 29213 determined by routine methods and qPCR was r = - 0.989 (P <0.001). Analytical specificity of qPCR to detect S. aureus in milk samples against Escherichia coli, Enterococcus sp., Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae, Streptococcus uberis, coagulase-negative staphylococci and coagulase-positive species, Staphylococcus hyicus and Staphylococcus intermedius was 100%. The use of the qPCR to detect S. aureus ATCC 29213 in milk samples is replicable. Analytical sensitivity detection limit of the method ranged from 10 CFU/mL to 4.2 x 106 CFU/mL. S. aureus could be detected, but not quantified by qPCR in bronopol-conserved milk samples from subclinically infected quarters. In these samples, SCC could be determined by qPCR as it had been done by routine method. SCC was not dependent on S. aureus viable cells, but a negative linear correlation between the total number of cells of the pathogen and SCC was observed. S. aureus subclinical mastitis increased quarters SCC, but did not change milk composition. The disease decreased quarter milk and fat yield, but no interaction effect was observed between the gland positioning and S. aureus subclinical infection on milk production. Correlations between lactose (r = 0.42, P = 0.0051), fat (r = 0.46, P = 0.0016), fat yield (r = 0.49, P = 0.001), and 3.5% fat adjusted milk yield (r = 0.41, P = 0.006), and the number of S. aureus present in the milk sample were observed.
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Síntese de novos materiais à base de grafeno para aplicação em microextração por sorvente empacotado MEPS na extração de tetraciclinas presentes no leite com posterior análise por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas sequencial <i / MEPS-HPLC-MS/MS determination of tetracyclines in milk sample utilizing graphene-particles supported on sílica as sorbent phaseMaciel, Edvaldo Vasconcelos Soares 27 July 2017 (has links)
O crescimento da população mundial e a expansão industrial são fatores que atualmente desencadeiam um aumento no consumo de produtos e geração de resíduos. Frequentemente utilizados na medicina tradicional e veterinária, os antibióticos são classificados como uma classe emergente de poluentes, pois, devido à sua baixa taxa de degradação e à ineficácia dos sistemas de tratamentos de água, encontram-se disseminados no meio ambiente e nos alimentos. Em consequência desse fato, estudos para o desenvolvimento de novos materiais e métodos que removam estes contaminantes utilizando menor quantidade de consumíveis químicos e a baixo custo, têm sido um campo em desenvolvimento na química analítica. Inserido nesse contexto encontra-se o grafeno, que devido à sua estrutura de anéis aromáticos com elétrons π deslocalizados e elevada área superficial (3600 m2/g), pode favorecer fenômenos de sorção, elevando a eficiência na extração de contaminantes presentes em matrizes complexas. O objetivo do projeto foi sintetizar e caracterizar novas fases sorventes à base de grafeno para atuar no preparo da amostra avaliando a eficácia destas na remoção de tetraciclinas presentes em leite. Para isso, utilizou-se da microextração por sorvente empacotado MEPS como método de preparo de amostra com posterior análise por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas HPLC-MS/MS. A caracterização dos materiais foi feita através de microscopia eletrônica de varredura MEV e espectroscopia vibracional na região do infravermelho IV revelando eficácia na síntese das folhas de óxido de grafeno, assim como, no recobrimento das partículas de sílica com os novos materiais. Foram avaliadas as fases extratoras: G, GO-SIL, G-Sil e C18-G-Sil com relação a eficiência na extração das tetraciclinas. A fase G-Sil mostrou-se a mais apropriada para continuidade do estudo, pois apresentou os melhores resultados. Com o objetivo de otimizar a etapa de preparo de amostra, foi feito um planejamento fatorial fracionário 24-1 avaliando as variáveis químicas: solvente de eluição, força iônica, pH da solução de lavagem e inclusão de EDTA na solução tampão de Mcllvaine (pH 4.2). Posteriormente foi feito um planejamento fatorial completo 23 visando a otimização dos ciclos de extração da MEPS, possibilitando determinar a condição ótima de extração do método. Baseando-se no documento: ICH - Q2 (R1) guideline, a metodologia foi submetida a testes para avaliar as figuras de mérito referentes a validação analítica. O método apresentou faixa linear de 15 - 110 µg/L, LQ entre 0,05 e 0,9 µg/L e boa seletividade. A precisão foi avaliada intra e inter-dia apresentando desvio padrão relativo - RSD abaixo de 18%. Ao final do desenvolvimento do estudo foram analisadas onze amostras reais incluindo leite bovino, caprino, ovino e leite em pó. A aplicação em amostras de diferentes espécies reforça a versatilidade do método desenvolvido, além de evidenciar o elevado potencial dos novos materiais de grafeno para atuar como sorvente no preparo da amostra. / Nowadays, the rise of world population and industrial expansion are leading to an increase in consumption and consequently waste generation. Large quantities of chemical residues are released into the environment affecting humans and wildlife. Among these residues, antibiotics used in medicine and veterinary are classified as an emerging contaminant due to their low degradation rate, ineffectiveness of wastewater treatment and consequently water and food contamination. An effort has been made to develop microextraction techniques to remove these drugs using reduce volume of solvent and chemical consumable and researches of new sorbent phases are increasing due the high potential to improve these microextraction techniques. Recent studies pinpoint graphene (G) as an effectively sorbent phase to act in sample preparation. G has a structure composed by carbon nanosheets arranged in a honeycomb pattern with large surface area (3600 m2 /g) and delocalized π-electrons system that suggests good interaction between them and contaminants compounds such as veterinary drugs, pesticides, personal care products etc. This study focuses to evaluate sorbent phases based upon graphene particle supported on silica to analyze Tetracycline residues present in milk. For this purpose, was used microextraction by packed sorbent - MEPS as sample preparation method with analysis by liquid chromatography and mass spectrometry. The characterization of synthesized materials was performed by scanning electron microscopy - SEM and vibrational spectroscopy in infrared region - FTIR. The results suggest that synthesis of graphene\'s particles as well as the coating of silica surface with these materials were both performed. To evaluate extraction efficiency each sorbent material: GO-Sil, G-Sil, G, C18-GO-Sil were tested in MEPS and confronted to commercial phases: C8 and C18. By the results, G-Sil was choose to application as sorbent phase. MEPS extractions were optimized and the effect of some factors was investigated by application of experimental design. Firstly, a factorial experimental design 2(4-1) was executed to evaluate chemistry variables such as elution solvent, washing solution, media ionic strength and inclusion of EDTA salt in Mcllvaine solution. After, an experimental design 23 was made in order to estimate the cycles of MEPS extraction like sampling, washing and elution steps. By the results, an optimized extraction conditional was achieved and evaluation of validation parameters was carried out on sequence based on the ICH - Q2 (R1) guide. The method showed linearity ranging from 15 - 110 µg/L, LOQ values from 0,05 to 0,9 µg/L and good selectivity. Precision showed relative standard deviation RSD less than 18% to intra and inter-day analysis. The developed method was applied in analysis of eleven milk samples including bovine, caprine and ovine milk and milk powder. Application in samples from different species enhances the versatility of this analytical method and show the great potential for graphene\'s particles to act as sorbent phase in sample preparation.
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Síntese de novos materiais à base de grafeno para aplicação em microextração por sorvente empacotado MEPS na extração de tetraciclinas presentes no leite com posterior análise por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas sequencial <i / MEPS-HPLC-MS/MS determination of tetracyclines in milk sample utilizing graphene-particles supported on sílica as sorbent phaseEdvaldo Vasconcelos Soares Maciel 27 July 2017 (has links)
O crescimento da população mundial e a expansão industrial são fatores que atualmente desencadeiam um aumento no consumo de produtos e geração de resíduos. Frequentemente utilizados na medicina tradicional e veterinária, os antibióticos são classificados como uma classe emergente de poluentes, pois, devido à sua baixa taxa de degradação e à ineficácia dos sistemas de tratamentos de água, encontram-se disseminados no meio ambiente e nos alimentos. Em consequência desse fato, estudos para o desenvolvimento de novos materiais e métodos que removam estes contaminantes utilizando menor quantidade de consumíveis químicos e a baixo custo, têm sido um campo em desenvolvimento na química analítica. Inserido nesse contexto encontra-se o grafeno, que devido à sua estrutura de anéis aromáticos com elétrons π deslocalizados e elevada área superficial (3600 m2/g), pode favorecer fenômenos de sorção, elevando a eficiência na extração de contaminantes presentes em matrizes complexas. O objetivo do projeto foi sintetizar e caracterizar novas fases sorventes à base de grafeno para atuar no preparo da amostra avaliando a eficácia destas na remoção de tetraciclinas presentes em leite. Para isso, utilizou-se da microextração por sorvente empacotado MEPS como método de preparo de amostra com posterior análise por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas HPLC-MS/MS. A caracterização dos materiais foi feita através de microscopia eletrônica de varredura MEV e espectroscopia vibracional na região do infravermelho IV revelando eficácia na síntese das folhas de óxido de grafeno, assim como, no recobrimento das partículas de sílica com os novos materiais. Foram avaliadas as fases extratoras: G, GO-SIL, G-Sil e C18-G-Sil com relação a eficiência na extração das tetraciclinas. A fase G-Sil mostrou-se a mais apropriada para continuidade do estudo, pois apresentou os melhores resultados. Com o objetivo de otimizar a etapa de preparo de amostra, foi feito um planejamento fatorial fracionário 24-1 avaliando as variáveis químicas: solvente de eluição, força iônica, pH da solução de lavagem e inclusão de EDTA na solução tampão de Mcllvaine (pH 4.2). Posteriormente foi feito um planejamento fatorial completo 23 visando a otimização dos ciclos de extração da MEPS, possibilitando determinar a condição ótima de extração do método. Baseando-se no documento: ICH - Q2 (R1) guideline, a metodologia foi submetida a testes para avaliar as figuras de mérito referentes a validação analítica. O método apresentou faixa linear de 15 - 110 µg/L, LQ entre 0,05 e 0,9 µg/L e boa seletividade. A precisão foi avaliada intra e inter-dia apresentando desvio padrão relativo - RSD abaixo de 18%. Ao final do desenvolvimento do estudo foram analisadas onze amostras reais incluindo leite bovino, caprino, ovino e leite em pó. A aplicação em amostras de diferentes espécies reforça a versatilidade do método desenvolvido, além de evidenciar o elevado potencial dos novos materiais de grafeno para atuar como sorvente no preparo da amostra. / Nowadays, the rise of world population and industrial expansion are leading to an increase in consumption and consequently waste generation. Large quantities of chemical residues are released into the environment affecting humans and wildlife. Among these residues, antibiotics used in medicine and veterinary are classified as an emerging contaminant due to their low degradation rate, ineffectiveness of wastewater treatment and consequently water and food contamination. An effort has been made to develop microextraction techniques to remove these drugs using reduce volume of solvent and chemical consumable and researches of new sorbent phases are increasing due the high potential to improve these microextraction techniques. Recent studies pinpoint graphene (G) as an effectively sorbent phase to act in sample preparation. G has a structure composed by carbon nanosheets arranged in a honeycomb pattern with large surface area (3600 m2 /g) and delocalized π-electrons system that suggests good interaction between them and contaminants compounds such as veterinary drugs, pesticides, personal care products etc. This study focuses to evaluate sorbent phases based upon graphene particle supported on silica to analyze Tetracycline residues present in milk. For this purpose, was used microextraction by packed sorbent - MEPS as sample preparation method with analysis by liquid chromatography and mass spectrometry. The characterization of synthesized materials was performed by scanning electron microscopy - SEM and vibrational spectroscopy in infrared region - FTIR. The results suggest that synthesis of graphene\'s particles as well as the coating of silica surface with these materials were both performed. To evaluate extraction efficiency each sorbent material: GO-Sil, G-Sil, G, C18-GO-Sil were tested in MEPS and confronted to commercial phases: C8 and C18. By the results, G-Sil was choose to application as sorbent phase. MEPS extractions were optimized and the effect of some factors was investigated by application of experimental design. Firstly, a factorial experimental design 2(4-1) was executed to evaluate chemistry variables such as elution solvent, washing solution, media ionic strength and inclusion of EDTA salt in Mcllvaine solution. After, an experimental design 23 was made in order to estimate the cycles of MEPS extraction like sampling, washing and elution steps. By the results, an optimized extraction conditional was achieved and evaluation of validation parameters was carried out on sequence based on the ICH - Q2 (R1) guide. The method showed linearity ranging from 15 - 110 µg/L, LOQ values from 0,05 to 0,9 µg/L and good selectivity. Precision showed relative standard deviation RSD less than 18% to intra and inter-day analysis. The developed method was applied in analysis of eleven milk samples including bovine, caprine and ovine milk and milk powder. Application in samples from different species enhances the versatility of this analytical method and show the great potential for graphene\'s particles to act as sorbent phase in sample preparation.
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Voltametrijske metode zasnovane na primeni jednostavnih i savremenih elektroda/senzora na bazi ugljeničnih materijala za određivanje vodonik-peroksida u odabranim uzorcima / Voltammetric methods based on the application of simple and contemporary carbonaceousmaterials-based electrodes/sensors for the determination of hydrogen-peroxide in the selected samplesAnojčić Jasmina 22 November 2018 (has links)
<p>Cilj ove doktorske disertacije je bio razvoj brzih i pouzdanih voltametrijskih metoda zasnovanih na primeni jednostavnih i savremenih elektroda/senzora na bazi ugljeničnih materijala (ugljenične paste napravljene od grafitnog praha i parafinskog ulja i štampanih ugljeničnih elektroda) za određivanje H <sub>2</sub>O<sub>2 </sub>u odabranim složenim model i realnim uzorcima. U tu svrhu, ispitana je primenljivost različitih radnih elektroda. Amperometrijska metoda zasnovana na elektrodi od ugljenične paste (CPE) zapreminski modifikovane sa 5% (m:m) MnO2 je, pri optimizovanim uslovima i pri radnom potencijalu od 0,40 V u odnosu na zasićenu kalomelovu elektrodu (ZKE) u fosfatnom puferu pH 7,50 kao pomoćnom elektrolitu, omogućila kvantifikaciju H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> u opsegu koncentracija od 1,4 do 65 µg mL -1 sa relativnom standardnom devijacijom (RSD) manjom od 10%. Ova metoda je primenjena za određivanje sadržaja H <sub>2</sub>O<sub>2 </sub>u uzorcima podzemne vode iz centralnog Banata (Pokrajina Vojvodina, Srbija) tretirane Fentonovim (Fe<sup> 2+</sup> i H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> ) i Fentonu-sličnim (Fe <sup>3+</sup> i H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> ) reagensima u cilju uklanjanja prirodnih organskih materija (POM) pri čemu su korišćene različite početne koncentracije gvožđa i različiti odnosi molarnih koncentracija gvožđa i H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> . Utvrđeno je da oksidaciono stanje gvožđe (Fe<sup> 2+</sup> ili Fe <sup>3+</sup>) i molarni odnos jona Fe i H<sub> 2</sub>O<sub>2</sub> utiču na stepen potrošnje/razgradnje H<sub> 2</sub>O<sub>2</sub><br />u podzemnoj vodi sa visokim sadržajem POM. Takođe, u slučaju Fentonu-sličnog procesa, za sve početne koncentracije Fe <sup>3+</sup> i H <sub>2</sub>O<sub>2 ,</sub> signifikantna količina H <sub>2</sub>O<sub>2 </sub>ostaje neiskorišćena, što ukazuje na nižu efikasnost ovakvog sistema u poređenju sa Fentonovim procesom.Štampana ugljenična elektroda (SPCE) zapreminski modifikovana sa MnO 2 kao medijatorom je primenjena za određivanje sadržaja H<sub> 2</sub>O<sub>2</sub> u toku Fentonovog (Fe <sup>2+</sup> , H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> ) i vidljivom svetlošću potpomognutog foto-Fentonovog (Fe<sup> 2+ </sup>, H <sub>2</sub>O<sub>2 </sub>, hν) procesa uklanjanja neonikotinoidnog insekticida acetamiprida (ACT). Pri optimizovanim uslovima (radni potencijal 0,40 V u odnosu na ZKE, fosfatni pufer pH 7,50 kao pomoćni elektrolit) amperometrijskog određivanja H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> , postignuta je linearnost u opsegu koncentracija 0,01–1,24 mmol L-1(0,34– 42,2 µg mL -1<br />) i vrednost RSD nije prelazila 4,2%. U ispitivanimuzorcima (nakon odgovarajućeg<br />podešavanja pH vrednosti od 2,8 do 7,5 odmah nakon uzorkovanja radi stopiranja ili maksimalnog usporavanja procesa oksidacije, filtriranja, zamrzavanja i odmrzavanja neposredno pre merenja) sadržaj H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> je određen metodom standardnog dodatka analiziranjem odgovarajućih amperometrijskih krivi. Paralelna HPLC-DAD merenja su vršena u cilju praćenja koncentracije/uklanjanja ACT. U slučaju foto-Fentonovog procesa (početne koncentracije 0,31; 2,0 i 3,0 mmol L -1 (70,0; 111,7 i 102,1 µg mL -1 ) za ACT, Fe<br /><sup>2+</sup> i H <sub>2</sub>O<sub>2</sub>, redom) nakon 10 min H <sub>2</sub>O<sub>2 </sub>je izreagovao, a može se smatrati da je ACT uklonjen nakon 5 min. U toku Fentonovog procesa ACT je uklonjen nakon 20 min tretmana i oko 10% početne koncentracije H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> je ostalo u sistemu<br />neiskorišćeno.CPE je površinski modifikovane kompozitom na bazi nanočestica Pt (< 5 nm) i grafitizovanog ugljenika (Pt-C, 10% Pt na Vulkanu XC72) etodom nanošenja kapi. Nemodifikovana CPE i modifikovana (Pt-C/CPE) su okarakterisane primenom SEM/EDS i CV merenja. Pt-C/CPE je pokazala izuzetne elektrokatalitičke osobine u pogledu elektrohemijskeredoks reakcije H<br /><sub>2</sub>O<sub>2</sub> u poređenju sa nemodifikovanom CPE u fosfatnom puferu (0,1 mol L -1 ;<br />pH 7,50), a takođe i u acetatnom puferu (0,1 mol L -1 ; pH 4,50) kao pomoćnim elektrolitima. Prilikom amperometrijskog određivanja H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> primenom Pt-C/CPE u model sistemima, zadovoljavajuća linearnost je postignuta u koncentracionom opseguH<sub>2</sub>O<sub>2</sub>od 0,15 do 1,45 µg mL -1 ,dok su vrednosti GO iznosile 0,06 µg mL -1 (pH 7,50, radni potencijal 0,20 V) i 0,10 µg mL -1 (pH<br />4,50, radni potencijal 0,50 V). Optimizovane analitičke metode su primenjene za određivanje sadržaja H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> u komercijalno dostupnim proizvodima za ličnu negu: rastvoru za dezinfekciju (pH 7,50) i rastvoru za čišćenje kontaktnih sočiva (pH 4,50). Amperometrijski dobijeni rezultati su u dobrom slaganju sa rezultatima dobijenim primenom tradicionalne spektrofotometrijske metode bazirane na titanijum-sulfatu kao reagensu sa određenim koncentracijama 2,91% i 2,94% za<br />dezinfekcioni rastvor i 3,04% i 3,17% za rastvor zakontaktna sočiva, redom. RSD je bila manja od 2%. Postignuti rezultati su u dobrom slaganju sa sadržajem H<br /><sub>2</sub>O<sub>2 </sub>deklarisanim od strane proizvođača (3%) u oba ispitivana uzorka. Pt-C/CPE je takođe testirana za praćenje koncentracije H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> u rastvoru za kontaktna sočiva u toku procesa njegove neutralizacije/razgradnje. Nakon 6 h procesa neutralizacije, 24,68 µg mL -1 je bila određena koncentracija H <sub>2</sub>O<sub>2 ,</sub> što je ispod dozvoljene<br />H<sub>2</sub>O<sub>2 </sub>koncentracije u rastvoru za kontaktna sočiva imajući u vidu granicu koja izaziva iritaciju oka. CPE je površinski modifikovana višezidnim ugljeničnim nanocevima (MWCNT) i kompozitima MnO 2 -MWCNT ili Pt-MWCNT metodom nanošenja kapi radi pripreme jednostavnih, osetljivih i pouzdanih voltametrijskih senzora za određivanje H <sub>2</sub>O<sub>2 </sub>u odabranom uzorku. Rezultati SEM/EDS analize kompozitnih materijala su potvrdili da su medijatori, čestice MnO 2 i Pt, nasumično raspoređeni na površini MWCNT i zastupljeni sa blizu 5% (m:m) u kompozitu izraženo<br />preko Mn i Pt. CV merenja su vršena sa pripremljenim radnim elektrodama u acetatnom (pH 4,50), fosfatnom (pH 7,50) i boratnom (pH 9,18) puferu kako bi se okarakterisalo osnovno elektrohemijsko ponašanje H <sub>2</sub>O<sub>2 </sub>i odabrali pogodni radni potencijali za amperometrijsko određivanje ovog ciljnog analita. Pt- WCNT/CPE je primenljiva za rad kako u fosfatnom puferu pH 7,50 tako i u acetatnom puferu pH 4,50 V kako pri negativnim tako i pri pozitivnim radnim<br />potencijalima, pri čemu su vrednosti RSD uglavnom ispod 2,5%. U slučaju MnO 2<br />-MWCNT/CPE, na potencijalu 0,30 V i višim vrednostima, oksidacioni signali H<br /><sub>2</sub>O<sub>2</sub> su signifikantni u blago alkalnoj sredini (pH 7,50), pri pH 4,50 ova elektroda pokazuje nezadovoljavajuće ponašanje, dok pri pH 9,18 ima prihvatljive performanse. Granice određivanja (GO) su bile u oblasti µg mL -1 . H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> je određen u spajkovanom uzorku mleka metodom standardnog dodatka nakon odgovarajuće pripreme uzorka (pH podešavanje i centrifugiranje) i primenom optimizovane amperometrijske procedure (acetatni pufer pH 4,50, radni potencijal-0,75 V) koristeći Pt-MWCNT/CPE kao radnu elektrodu. RSD za tri ponovljena merenja je iznosila 2,5%, dok je prinos metode bio nešto veći od 71%.<br />Kompozitni materijali koji se sastoje od MWCNT i čestica na bazi Pd (Pd-MWCNT) ili Pt (Pt-MWCNT) su primenjeni za pripremu zapreminski modifikovanih SPCE (Pd-MWCNT-SPCE i Pt-MWCNT-SPCE) i površinski modifikovane SPCE (Pd-MWCNT/SPCE). Ove elektrode, kao i nemodifikovana SPCE i MWCNT-SPCE, su okarakterisane primenom CV i amperometrije u fosfatnom puferu pH 7,50 radi određivanja H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> . Pd-MWCNT-SPCE i Pd-MWCNT/SPCE su se pokazale pogodnim za određivanje H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> na radnim potencijalima između -0,50 i 0,50 V, a PtMWCNT-SPCE na ispitivanim radnim potencijalima od -0,80 do 0,70 V. Ove elektrode su zatim modifikovane enzimom glukoza oksidazom (GOx) metodom nanošenja kapi rastvora GOx i Nafion ® -a na njihovu površinu, pri čemu je optimizovana količina nanetog biofilma. GOx/PdMWCNT-SPCE je pokazala bolje analitičke performanse za određivanje glukoze u poređenju sa GOx/Pd- WCNT/SPCE. Kao optimalan radni potencijal GOx/Pd-MWCNT-SPCE je odabrana<br />vrednost potencijala -0,40 V u odnosu na ZKE, sa zadovoljavajućom linearnošću u ispitivanom opsegu koncentracija glukoze od 0,16 do 0,97 mmol L -1 (od 29,1 do 174 µg mL -1), dok je GO iznosila 0,14 mmol L -1 (25 µg mL<br />-1 ). Optimizovana metoda zasnovana na GOx/Pd-MWCNT-SPCE je uspešno primenjena za određivanje glukoze u uzorku livadskog meda. Dobijeni rezultati su u dobroj saglasnosti sa onima dobijenim primenom komercijalno dostupnog aparata za merenje glukoze. Pogodan radni potencijal za GOx/Pt-MWCNT-SPCE je bio -0,50 V u odnosu na ZKE, pri čemu je zadovoljavajuća linearnost postignuta u ispitivanom opsegu koncentracija glukoze od 65,8 do 260,6 µg mL -1 , sa GO 35 µg mL -1 . Optimizovana metoda zasnovana na GOx/Pt-MWCNT-SPCE je uspešno primenjena za određivanje glukoze u u uzorku belog grožđa i uzorku tableta (Traubenzucker-bonbons), pri čemu su dobijeni rezultati u dobroj saglasnosti sa rezultatima dobijenim primenom Accu-Chek aparata.<br />Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da su razvijene analitičke metode pre svega jednostavne, pouzdane i pogodne za dobijanje brzih informacija o sadržaju H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> u različitim tipovima uzoraka. Svakako odabir pogodne radne elektrode, kao i optimizacija eksperimentalnih uslova su ključni faktori za uspešno određivanje H <sub>2</sub>O<sub>2</sub></p> / null / <p>The aim of this doctoral dissertation was the development of fast and reliable voltammetric methods based on the application of simple and contemporary electrodes/sensors based on carbonaceous materials (carbon paste made of graphite powder and paraffin oil and screen printed carbon electrodes) for the determination of H <span id="cke_bm_571S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_571E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> in the selected complex model and real samples.For this purpose, applicability of different working electrodes was investigated.The amperometric method based on carbon paste electrode (CPE) bulk- modified with 5% (m:m) MnO 2 , under optimized conditions, with a working potential of 0.40 V vs. the saturated calomel elect<span id="cke_bm_572E" style="display: none;"> </span>rode (SCE) and a phosphate buffer solution (pH 7.50) as supporting electrolyte, enabled the quantitation of H <span id="cke_bm_577S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_577E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub>in the concentration interval from 1.4 to 65 µg mL −1 with a relative standard deviation (RSD) of less than 10%. This meth<span id="cke_bm_578E" style="display: none;"> </span>od was applied for the determination of the H<span id="cke_bm_583S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_583E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>consumption in samples of groundwater fro<span id="cke_bm_584E" style="display: none;"> </span>m the Central Banat region (Province of Vojvodina, Serbia) treated by the Fenton (Fe <sup>2+ </sup>and H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> ) and Fenton- like (Fe <sup>3+</sup>and H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> ) reagents to remove natural organic matter (NOM) at differentinitial concentrations of iron species, and of their molar ratios to the initial concentration of H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> . It was found that the form of Fe (Fe <sup>2+</sup> or Fe <sup>3+</sup> )and the molar ratio to H <sub>2</sub>O<sub>2</sub>influenced the degree of the H<sub> 2</sub>O<sub>2</sub> decomposition in the groundwater with high NOM content. Besides, in the case of the Fenton-like process, for all initial doses of Fe <sup>3+</sup> and H<span id="cke_bm_604S" style="display: none;"> </span><sub> 2</sub><span id="cke_bm_604E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub>, a sign<span id="cke_bm_605E" style="display: none;"> </span>ificant amount of H<span id="cke_bm_610S" style="display: none;"> </span><sub> 2</sub><span id="cke_bm_610E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> remained unused, whi<span id="cke_bm_611E" style="display: none;"> </span>ch also indicates a lower efficiency of such system compared to the Fenton process. Screen printed carbon electrode (SPCE) bulk-modified with MnO <sub> 2</sub> as a mediator was applied for amperometric determination of the H <span id="cke_bm_617S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_617E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> content during the Fenton (Fe <sup>2+</sup> , H <span id="cke_bm_624S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_624E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>) and <span id="cke_bm_625E" style="display: none;"> </span>visible light-assisted<span id="cke_bm_618E" style="display: none;"> </span>, photo-Fenton (Fe <sup>2+ </sup> , H <span id="cke_bm_631S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_631E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> , hν)<span id="cke_bm_632E" style="display: none;"> </span> based removal of neonicotinoid insecticide acetamiprid (ACT). Under optimized conditions (working potential of 0.40 V vs. SCE, phosphate buffer pH 7.50 as supporting electrolyte) amperometric determination of H <span id="cke_bm_637S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_637E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>showed a linear dynamic range from 0.01 to 1.24 mmol L -1 (from 0.34 to 42.2 µg mL -1) and the RSD did not exceed 4.2%. In the investigated samples (after appropriate pH adjustment from 2.8 to 7.5 instantly after the sampling<span id="cke_bm_638E" style="display: none;"> </span> to stop or maximum decelerate the oxidation processes, filtering, and storage of the deep- frozen sample with defrosting immediately before the measurements) the H <span id="cke_bm_643S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_643E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> contents were determined by the standard addition method by analyzing the corresponding amperometric curves. Parallel HPLC-DAD measurements were performed to monito<span id="cke_bm_644E" style="display: none;"> </span>r the concentration/removal of ACT. In the case of the photo- Fenton process (initial concentrations: 0.31; 2.0 and 3.0 mmol L -1 (70.0; 111.7 and 102.1 µg mL -1 ) of ACT, Fe<sup> 2+</sup> and H <span id="cke_bm_650S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_650E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub>, respec<span id="cke_bm_651E" style="display: none;"> </span>tively) after 10 min of irradiation H <span id="cke_bm_656S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_656E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> was consumed and it can be consi<span id="cke_bm_657E" style="display: none;"> </span>dered that ACT was removed after 5 min. During the Fenton process ACT was removed after 20 min of treatment and around 10% of the initial concentration of the H 2O2 remained still unused.<br />CPE was surface modified with a composite of Pt nanoparticles (< 5 nm) on graphitized carbon (Pt-C, 10% Pt on Vulcan XC72) by simply dropcoating method. The unmodified CPE and the modified one (Pt-C/CPE) were characterized by EM/EDS and CV measurements. The PtC/CPE showed remarkable electrocatalytic propertiestoward the electrochemical redox reaction of H<span id="cke_bm_662S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_662E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> compared to modified CPE in phosphate buffer (0.1 mol L -1 ; pH 7.50), as well in acetatebuffer (0.1 mol L -1 ; pH .50) supporting electrolytes. Amperometry of H2O2 in the concentration range from 0.15 to 1.45 µg mL -1 with the Pt-C/CPE showed acceptable linearity, while the obtained values of LOQs were 0.06 µg mL -1 (pH 7.50, working potential 0.20 V) and 0.10 µg mL -1 (pH 4<span id="cke_bm_663E" style="display: none;"> </span>.50, working potential 0.50 V). The proposed analytical methods were applied to the determination of the H 2O2 content in commercially available personal care products; i.e., disinfection (pH 7.50) and contact lens cleaning solutions (pH 4.50). The obtained amperometric results are in good agreement with those measured by traditional titanium sulfatereagent based spectrophotometric method with determined concentrations as 2.91% and 2.94% for the disinfection product, and 3.04% and 3.17% for the contact lens solution, respectively. RSD was lower than 2%. The obtained results are in a good agreement with the amounts of the H<span id="cke_bm_668S" style="display: none;"> </span><sub> 2</sub><span id="cke_bm_668E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>declared by producers (3%) in the both investigated samples. The Pt-C/CPE was also tested for monitoring of the H<span id="cke_bm_674S" style="display: none;"> </span><sub> 2</sub><span id="cke_bm_674E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> residual concentration in contact lens solution during its neutralization/decomposition rocess. At 6 h of<span id="cke_bm_675E" style="display: none;"> </span> neutralization treatment 24.68 µg mL -1 of the H <span id="cke_bm_680S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_680E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>was determined which is almost half of the allowedH2<span id="cke_bm_681E" style="display: none;"> </span>O2 concentration in the case of the contact lens solution concerningthe limit of eye irritation. CPE was surface modified with multiwalled carbon nanotubes (MWCNT) and with composites of MnO<sub> 2 </sub>-MWCNT or Pt-MWCNT by drop coating method to prepare simply, sensitive and reliable volta<span id="cke_bm_669E" style="display: none;"> </span>mmetric sensors for the determination of H <span id="cke_bm_687S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_687E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>in selected sample. The results of the SEM/<span id="cke_bm_688E" style="display: none;"> </span>EDS analysis of composite materials have confirmed that the mediators, MnO <sub>2</sub> and Pt articles, are randomly distributed on the surface of MWCNT and represent nearly 5% (m:m) of the composite expressed as Mn and Pt. CV measurements were performed with prepared electrodes in acetate (pH 4.50), phosphate (pH 7.50) and borate (pH 9.18) buffers to characterize the basic electrochemical behavior of H <span id="cke_bm_694S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_694E" style="display: none;"> </span>O<sub>2</sub> and to select the working potentials suitable for amperometric determination of this target analyte. The Pt-MWCNT/CPE performs well in phosphate buffer pH .50 and acetate buffer solution pH 4.50 in the negative as well as in the positive polarization range with RSD mainly lower than 2.5%. In case of MnO<sub> 2 </sub>-MWCNT/CPE at <span id="cke_bm_695E" style="display: none;"> </span>0.30 V and above the H<span id="cke_bm_701S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_701E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>oxidation signal is rem<span id="cke_bm_702E" style="display: none;"> </span>arkable in slightly alkaline media (pH 7.50), at pH 4.50 this electrode showed poor behavior and at pH 9.18 offered acceptable performance. LOQs were in the µg mL -1 concentration range. H<span id="cke_bm_707S" style="display: none;"> </span><sub>2</sub><span id="cke_bm_707E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>was determined in a spiked milk sample by standard addition method after appropriate sample preparation (pH adjustment and centrifugation) and using optimized amperometric p<span id="cke_bm_708E" style="display: none;"> </span>rocedure (acetate buffer pH 4.50, working potential -0.75 V) by Pt-MWCNT/CPE as a working electrode. RSD for three repeated measurements was 2.5%, while the recovery of the method was a bit higher than 71%. The composite materials consisting of MWCNT and Pd (Pd-MWCNT) or Pt containing particles (Pt-WCNT) were applied to the preparation of bulk- modified SPCEs (Pd-MWCNTSPCE and Pt-MWCNT-SPCE) and surface modifiedSPCE (Pd- MWCNT/SPCE). These electrodes, as well as unmodified SPCE and MWCNT-SPCE, were characterized by CV and amperometry in phosphate buffer solution of pH 7.50 for the H<span id="cke_bm_713S" style="display: none;"> </span><sub> 2</sub><span id="cke_bm_713E" style="display: none;"> </span>O<sub>2 </sub>determination. Pd-MWCNT-SPCE and PdMWCNT/SPCEare convenient for the etermination of H 2O2 at working potentials from -0.50 to 0.50 V, and Pt-MWCNT-SPCE at investigated working potentials in the range from -0.80 to 0.70 V. These electrodes were then modified with glucose oxidase (GOx) by drop coating a solution of GOxand Nafion ® on their surface, whereby the applied amount of biococktail was optimized. GOx/PdMWCNT-SPCE showed better analytical performance for glucose determination in comparison with GOx/Pd-MWCNT/SPCE. The optimal working potential for GOx/Pd-MWCNT- SPCE was -0.40 V vs. SCE and <span id="cke_bm_714E" style="display: none;"> </span>satisfactory linearity was obtained in the investigated glucose concentration range from 0.16 to 0.97 mmol L -1 (from 29.1 to 174 µg mL -1 ), hile the LOQ was 0.14 mmol L -1 (25 µg mL -1 ). The optimized method based on GOx/Pd-MWCNT-SPCE was successfully applied to the determination of glucose in multifloral honey sample. The results are in a good agreement with those obtained by commercially available equipment for determination of glucose. Optimal working potential for GOx/Pt-MWCNT-SPCE was -0.50 V vs. SCE, and the satisfactory linearity was obtained in the investigated concentration range ofglucose from 65.8 to 260.6 µg mL -1 , with LOQ of 35 µg mL -1 . The optimized method based on GOx/Pt- MWCNT-SPCE was successfully applied for determination of glucose in white grape and glucose tablets (Traubenzucker-bonbons) samples, whereby the obtained results were in a good agreement with the results obtained by Accu-Chek device. Based on the results, the developed analytical methods are first of all simple, reliable and suitable for obtaining fast information about the content of H <sub>2</sub>O<sub>2</sub> in different types of samples. Certainly the selection of a suitable working electrode, as well as the optimization of experimental conditions are key factors for the successful determination of H<sub>2</sub>O<sub>2 </sub>.</p>
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