Comportamiento de bromhexina en electrodos de pasta de carbono modificados con líquido iónico y desarrollo analítico

Abstract

En esta memoria se modificó una pasta de carbono convencional, agregando el líquido iónico 1-butil-3-metilimidazolio hexafluorofosfato a grafito, obteniendo una pasta con proporción 59,2:40,8 (p/p) de grafito y líquido iónico, respectivamente. Utilizando esta superficie como electrodo de trabajo, el fármaco bromhexina presentó una señal anódica en disolución metanol/tampón Britton-Robinson 0,1 M (2,5:97,5 v/v), tanto en voltamperometría cíclica como voltamperometría de pulso diferencial en el intervalo de pH 2-6,5. Esta respuesta fue irreversible y controlada por adsorción de la especie electroactiva. El potencial de pico de oxidación de bromhexina tuvo una dependencia lineal respecto al pH de trabajo, con un punto de inflexión a pH 5, lo cual estaría relacionado con cambios en los equilibrios protonación-deprotonación de la especie electroactiva, con lo cual se estima que el pKa voltamperométrico de la bromhexina es cercano a 5, valor cercano con lo reportado en la literatura. Desde el punto de vista analítico pH 6 fue la condición en la que se obtuvo una mejor reproducibilidad en la señal de corriente, por lo que se seleccionó como pH de trabajo para las medidas voltamperométricas. El electrodo modificado con el líquido iónico se caracterizó empleando mediadores redox clásicos. En el caso del ferrocenometanol se obtuvo un incremento de 4,4 veces en el pico anódico y de 2,7 veces en el pico catódico vs el electrodo sin modificar. Con ferricianuro de potasio se obtuvo un incremento en la respuesta anódica de alrededor de 6 veces debido al efecto del líquido iónico. Por otra parte, al comparar el efecto del líquido iónico en la medición de bromhexina por voltamperometría cíclica vs la pasta sin modificar, se encontró que la señal voltamperométrica se incrementa alrededor de 24,5 veces con el electrodo modificado (Ip = 7,49 μA vs 185,9 μA, respectivamente, una disolución 1×10-4 M). Por otro lado se caracterizó morfológicamente cada uno de estos electrodos por medio de microscopía electrónica de barrido (SEM), en la que se pudo observar que el líquido iónico permite obtener mejor calidad de imágenes, además la pasta mostró una mejor aglutinación y una superficie más homogénea. En las condiciones experimentales seleccionadas (disolución metanol/tampón Britton-Robinson 0,1 M (2,5:97,5 v/v), pH 6), se desarrolló una metodología analítica empleando la técnica de voltamperometría de pulso diferencial. Se obtuvo una respuesta corriente-concentración en un amplio intervalo de concentraciones (6×10-6 - 1×10-4 M), describiéndose dos curvas de calibración, para los intervalos 6×10-6 - 3×10-5M (r2: 0,99888; m: 995943 μA/C intercepto: 0,597 μA) y 1×10-5 - 1×10-4 M (r2: 0,99711; m: 758767 μA/C; intercepto: 7,021 μA). Los límites de detección y cuantificación calculados fueron 1,9×10-6 M y 3,4×10-6 M, respectivamente. La reproducibilidad del método desarrollado exhibió un coeficiente de variación de 5,1 % (en una disolución 5×10-5 M), lo que es un valor aceptable para ser un electrodo modificado. En el ensayo de recuperación; en una matriz compuesta por sacarosa, metilparabeno y ácido cítrico anhidro; se obtuvieron porcentajes similares al valor real: 101 ± 2 % de la cantidad agregada, utilizando la curva de calibración de concentraciones elevadas y 102,3 ± 1,6 % utilizando la curva de concentraciones más bajas. En cuanto a la aplicación del método desarrollado, se cuantificó la cantidad de bromhexina en un jarabe comercial (4 mg/5 mL), y la cantidad encontrada fue 100,9 ± 0,1 % de lo declarado por el fabricante, utilizando la curva de calibración de concentraciones más altas y 100,3 ± 1,1 % utilizando la curva de concentraciones más bajas, además no se requiere un tratamiento previo de la muestra. Utilizando la prueba de t-student se comprobó que el promedio de este método no es significativamente diferente comparado con el promedio de las mediciones del mismo jarabe por HPLC y que cada uno tampoco es significativamente diferente comparados con el valor nominal de 4 mg declarado por el fabricante

Conventional carbon paste was modified by adding 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate (ionic liquid) at graphite, obtaining a paste with proportion 59.2:40.8 (w/w) of graphite and ionic liquid, respectively. Using this surface as a working electrode, the drug bromhexine had anodic response in methanol/0.1 M Britton-Robinson buffer solution (2.5:97.5 v/v) both by using cyclic voltammetry and by differential pulse voltammetry in the pH range 2-6.5. This response was irreversible and mainly controlled for adsorption of electroactive species. The peak potential had a linear dependence respect on the working pH, with an inflection point at pH 5, which could be related with changes in protonation-deprotonation equilibrium of the electroactive species, whereby an estimated pKa voltammetric of the bromhexine is close to 5, similar value to that reported in the literature. From analytical point view at pH 6 was the condition which better reproducibility in the current signal was obtained, which was selected as working pH. The modified electrode with ionic liquid was characterized using classics redox mediators. In the case of ferrocenemethanol an increase of 4.4 times in the anodic peak and of 2.7 times in the cathodic peak versus unmodified electrode was obtained. With potassium ferricyanide an increase in the anodic response about 6 times due to the effect of the ionic liquid was obtained. On the other hand, to compare the effect of the ionic liquid in the measurement of bromhexine by cyclic voltammetry versus unmodified paste was found that the voltammetric signal was increased about 24.5 times with the modified electrode (ip = 7.49 μA vs 185.9 μA, respectively, 1×10-4 M solution). Each electrode was characterized morphologically by scanning electron microscopy (SEM), in which it was possible to observe that the ionic liquid allows obtain better image quality, in addition the paste showed a better agglutination and most homogeneous surface. In the selected experimental conditions (methanol/0.1 M Britton-Robinson buffer solution (2.5:97.5 v/v), pH 6), an analytical methodology using the differential pulse voltammetry technique was developed. A current-concentration response in a wide concentration range (6×10-6 - 1×10-4 M) was obtained a, describing two calibration curves, in the ranges 6×10-6 - 3×10-5 M (r2: 0.99888, m: 995943 μA/C intercept: 0.597 μA) and 1×10-5 - 1×10-4 M (r2: 0.99, m: 758767 μA/C, intercept: 7.021 μA). The detection and quantification limits calculated were 1.9×10-6 M and 3.4×10-6 M, respectively. The reproducibility of the developed method showed a variation coefficient of 5.1% (5×10-5 M solution), which is an acceptable value for a modified electrode. Regarding the application of the developed method, the amount of bromhexine in syrup 4 mg/5 mL was measured. The amount found was 100.9 ± 0.1 % of the declared for the manufacturer, using the calibration curve of higher concentrations and 100.3 ± 1.1 %, using the curve of lower concentrations. In the recovery test similar percentage were obtained respect to reference value, these being 101 ± 2 % of the amount added, using the calibration curve of higher concentrations and 102.3 ± 1.6 % using the curve of lower concentrations, further pretreatment of the sample is not required. Using the t-student test found that the average of this method is not significantly different compared to the average of the measurements of the same syrup by HPLC and the value is also not significantly different compared to the value of 4 mg declared by manufacturer