RU2433405C1 - Method of noninvasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues and device for its realisation - Google Patents
Method of noninvasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433405C1 RU2433405C1 RU2010125573/15A RU2010125573A RU2433405C1 RU 2433405 C1 RU2433405 C1 RU 2433405C1 RU 2010125573/15 A RU2010125573/15 A RU 2010125573/15A RU 2010125573 A RU2010125573 A RU 2010125573A RU 2433405 C1 RU2433405 C1 RU 2433405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antioxidant activity
- gel
- oxidant
- potential
- electrically conductive
- Prior art date
Links
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 16
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 11
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 3
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 239000012085 test solution Substances 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 150000002432 hydroperoxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004832 voltammetry Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
- A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
- A61B5/0531—Measuring skin impedance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
- A61B2562/0215—Silver or silver chloride containing
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0209—Special features of electrodes classified in A61B5/24, A61B5/25, A61B5/283, A61B5/291, A61B5/296, A61B5/053
- A61B2562/0217—Electrolyte containing
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электрохимических методов анализа, в частности к анализу поверхности биологических тканей (в т.ч. кожи) на предмет определения интегральной оксидант/антиоксидантной активности объекта исследования.The invention relates to the field of electrochemical methods of analysis, in particular to the analysis of the surface of biological tissues (including skin) in order to determine the integral oxidant / antioxidant activity of the object of study.
Известен способ оценки антиоксидантного состояния кожи [Международная публикация WO 2007/077360]. Измерения проводят методом вольтамперометрии с использованием рабочего электрода, электрода сравнения и противоэлектрода, помещенных в контактирующий с кожей раствор.A known method for assessing the antioxidant state of the skin [International publication WO 2007/077360]. Measurements are carried out by voltammetry using a working electrode, a reference electrode and a counter electrode placed in a solution in contact with the skin.
Недостатком этого способа является использование контактирующего с кожей раствора, питающего потенциостата и тока в качестве источника информации. Последний не является однозначной функцией содержания антиоксидантов в объекте исследования. Он зависит, наряду с другими, не поддающимися учету параметрами, также от температуры и состояния поверхности рабочего электрода.The disadvantage of this method is the use of a solution in contact with the skin, a feed potentiostat and current as a source of information. The latter is not an unambiguous function of the content of antioxidants in the object of study. It depends, along with other parameters that cannot be taken into account, also on the temperature and surface state of the working electrode.
Известен способ определения уровня каротиноидов в поверхностном слое биологических тканей как показателя их антиоксидантного состояния. В основе измерения лежит принцип Рамановской спектроскопии. Световой луч определенной длины волны отражается от молекул каротиноидов, при этом происходит смещение из голубой в зеленую часть спектра [Патент США №6205354].A known method for determining the level of carotenoids in the surface layer of biological tissues as an indicator of their antioxidant state. The measurement is based on the principle of Raman spectroscopy. A light beam of a certain wavelength is reflected from carotenoid molecules, and there is a shift from blue to green part of the spectrum [US Patent No. 6205354].
Недостатком этого метода является то, что он позволяет оценить только антиоксидантную активность, обусловленную каротиноидами, которые являются лишь одним из видов большого количества антиоксидантов, содержащихся, в частности, в коже, то есть их концентрация не позволяет судить об общем содержании антиоксидантов в поверхностном слое биологической ткани.The disadvantage of this method is that it allows you to evaluate only the antioxidant activity due to carotenoids, which are only one of the types of a large number of antioxidants contained, in particular, in the skin, that is, their concentration does not allow to judge the total content of antioxidants in the surface layer of the biological tissue.
Наиболее близким техническим решением по способу и устройству, выбранным в качестве прототипа, является способ неинвазивного потенциометрического определения оксидант/антиоксидантной активности биологических тканей, включающий введение исследуемого объекта в контакт с электропроводящим раствором, содержащим Fe(III) или систему I2/NaI, и оценку оксидант/антиоксидантной активности по изменению потенциалов на электродах, введенных в электропроводящий раствор. Способ реализуют с помощью устройства, включающего прибор для измерения потенциалов, открытую с одной стороны и заполненную электропроводящим раствором емкость с рабочим электродом и электродом сравнения, соединенными с прибором для измерения потенциалов [Международная публикация WO/1996/013193].The closest technical solution to the method and device selected as a prototype is a non-invasive potentiometric determination of the oxidant / antioxidant activity of biological tissues, including contacting the test object with an electrically conductive solution containing Fe (III) or I 2 / NaI system, and evaluation oxidant / antioxidant activity by changing potentials on electrodes introduced into an electrically conductive solution. The method is implemented using a device including a potential measuring device, a container open on one side and filled with an electrically conductive solution with a working electrode and a reference electrode connected to a potential measuring device [International publication WO / 1996/013193].
Данные способ и устройство имеют следующие недостатки.These method and device have the following disadvantages.
Для определения количества оксидантов и антиоксидантов используют разные тестовые растворы, т.е. для определения количества оксидантов и антиоксидантов в исследуемом объекте необходимо проводить два измерения, меняя используемый раствор. В качестве компонента тестового раствора для определения суммарного количества антиоксидантов используют раствор Fe(III) или ADP-Fe(III). Отсутствие восстановленной формы железа в растворе при определении антиоксидантов не позволяет измерить начальный потенциал исследуемой системы. Единственный измеряемый потенциал зависит от ряда неучитываемых факторов поскольку является не равновесным, а стационарным. Использование в качестве источника информации единственного потенциала, определяемого в конце процедуры измерения, вносит неопределенность, связанную с начальным состоянием системы. Результат измерения выражают в виде потенциала, определяемого в конце процедуры измерения. Не оценивается собственно величина активности антиоксидантов, что затрудняет интерпретацию результатов. Используется кислый раствор (рН 2), что травмирует кожу. Исследование включает много стадий: установку устройства на кожу, заполнение его раствором, введение в него электродов и лишь затем измерение.Different test solutions are used to determine the amount of oxidants and antioxidants, i.e. to determine the amount of oxidants and antioxidants in the studied object, it is necessary to carry out two measurements, changing the solution used. As a component of the test solution to determine the total amount of antioxidants using a solution of Fe (III) or ADP-Fe (III). The absence of a reduced form of iron in solution in the determination of antioxidants does not allow us to measure the initial potential of the studied system. The only measurable potential depends on a number of unaccounted factors since it is not equilibrium, but stationary. Using a single potential as the source of information, which is determined at the end of the measurement procedure, introduces uncertainty associated with the initial state of the system. The measurement result is expressed as the potential determined at the end of the measurement procedure. The actual value of antioxidant activity is not evaluated, which complicates the interpretation of the results. An acidic solution (pH 2) is used that injures the skin. The study includes many stages: installing the device on the skin, filling it with a solution, introducing electrodes into it, and only then measuring.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение достоверности и точности получаемых результатов.The problem solved by the present invention is to increase the reliability and accuracy of the results.
Технический результат, обеспечиваемый настоящим изобретением, заключается в возможности достоверно определять как начальный, так и конечный потенциал измеряемой системы и определять интегральные значения антиоксидантной и оксидантной активности в одном измерении, что повышает точность и достоверность получаемой информации.The technical result provided by the present invention consists in the possibility to reliably determine both the initial and final potential of the measured system and to determine the integral values of antioxidant and oxidative activity in one dimension, which increases the accuracy and reliability of the information received.
Технический результат и решение поставленной задачи достигаются тем, что в качестве электропроводящей среды используется гель, содержащий медиаторную систему, включающую окисленную и восстановленную формы (Ox/Red пара соединений одного и того же элемента). Измерительный электрод непосредственно контактирует с исследуемым объектом через гель, оксидант/антиоксидантную активность рассчитывают, используя разность конечного и начального потенциалов.The technical result and the solution of the problem are achieved by the fact that a gel containing a mediator system including oxidized and reduced forms (Ox / Red pair of compounds of the same element) is used as an electrically conductive medium. The measuring electrode is in direct contact with the test object through a gel, the oxidant / antioxidant activity is calculated using the difference of the final and initial potentials.
где ΔЕ - разница между начальным потенциалом системы и значением потенциала, установившегося в конце измерения, COx - концентрация окисленной формы медиаторной системы, М; CRed - концентрация восстановленной формы медиаторной системы, М; АОА - антиоксидантная активность, мМ-экв; OA - оксидантная активность, мМ-экв.where ΔЕ is the difference between the initial potential of the system and the value of the potential established at the end of the measurement, C Ox is the concentration of the oxidized form of the mediator system, M; C Red — concentration of the reduced form of the mediator system, M; AOA - antioxidant activity, mm equivalent; OA - oxidative activity, mm equivalent.
Технический результат по способу достигается также тем, что изменение разности потенциалов фиксируют от момента установления контакта геля и электрода с исследуемым объектом и до истечения 5-15 мин.The technical result of the method is also achieved by the fact that the change in the potential difference is fixed from the moment of establishing the contact of the gel and electrode with the studied object until 5-15 minutes have passed.
Предлагаемое устройство обеспечивает достижение технического результата тем, что в качестве электропроводящей среды используют гель, а рабочий электрод выполнен в виде пластины, установленной со стороны открытой части емкости и частично перекрывающей ее.The proposed device ensures the achievement of a technical result in that a gel is used as an electrically conductive medium, and the working electrode is made in the form of a plate mounted on the side of the open part of the tank and partially overlapping it.
Указанные отличительные признаки существенны.These distinguishing features are significant.
Медиаторная система, состоящая из пары соединений с химическим элементом в разных степенях окисления обеспечивает возможность окислять все известные антиоксиданты биологических объектов и восстанавливать продукты окисления и гидропероксиды, что позволяет определять интегральные антиоксидантную и оксидантную активности в одном измерении. Кроме того, наличие одновременно двух компонентов медиаторной системы позволяет достоверно определить как начальный, так и конечный потенциал исследуемой системы. Применение геля в качестве электропроводящей среды, заполняющего пространство с электродами, изначально исключает попадание кислорода воздуха в исследуемую систему, что повышает точность определения начального и конечного потенциалов, а выполнение рабочего электрода в виде пластины создает возможность непосредственного контакта электрода с исследуемым объектом через гель.A mediator system consisting of a pair of compounds with a chemical element in different degrees of oxidation provides the ability to oxidize all known antioxidants of biological objects and restore oxidation products and hydroperoxides, which allows one to determine the integral antioxidant and oxidative activity in one dimension. In addition, the presence of two components of the mediator system simultaneously allows one to reliably determine both the initial and final potential of the studied system. The use of a gel as an electrically conductive medium filling the space with electrodes initially eliminates the ingress of oxygen into the studied system, which increases the accuracy of determining the initial and final potentials, and the working electrode in the form of a plate makes it possible to directly contact the electrode with the studied object through gel.
На фиг.1 изображен общий вид устройства для реализации способа.Figure 1 shows a General view of a device for implementing the method.
На фиг.2 представлен общий вид толстопленочного платинового электрода.Figure 2 presents a General view of a thick film platinum electrode.
На фиг.3 приведена зависимость потенциала медиаторной системы в геле на поверхности кожи от времени. Время измерения составляет 10 минут. Уменьшение потенциала свидетельствует об антиоксидантной активности объекта.Figure 3 shows the dependence of the potential of the mediator system in a gel on the skin surface on time. The measurement time is 10 minutes. A decrease in potential indicates an antioxidant activity of the object.
На фиг.4 приведена зависимость потенциала медиаторной системы в геле на поверхности кожи от времени для случая, когда выражена оксидантная активность. Время измерения составляет 7 минут. Увеличение потенциала свидетельствует об оксидантной активности объекта.Figure 4 shows the time dependence of the potential of the mediator system in a gel on the skin surface for the case when oxidant activity is expressed. The measurement time is 7 minutes. The increase in potential indicates the oxidative activity of the object.
На фиг.5 приведены значения антиоксидантной активности кожи здоровых людей 18-20 лет (n=20).Figure 5 shows the values of the antioxidant activity of the skin of healthy people 18-20 years old (n = 20).
На фиг.6 приведены результаты определения антиоксидантной активности кожи добровольцев, принимавших орально аскорбиновую кислоту (АК) в количестве 1000 мг. Измерена антиоксидантная активность кожи через 60 и 180 мин после приема.Figure 6 shows the results of determining the antioxidant activity of the skin of volunteers who took orally ascorbic acid (AA) in an amount of 1000 mg. The antioxidant activity of the skin was measured 60 and 180 minutes after administration.
Реализация способа заключается в следующем.The implementation of the method is as follows.
Электропроводный гель с введенной в него медиаторной системой в виде пары соединений химического элемента в разных степенях окисления K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] наносится на поверхность биологической ткани (кожи человека), на которой размещают также рабочий электрод, который контактирует с гелем, содержащим медиаторную систему. В контакт с гелем вводят электрод сравнения и измеряют изменение потенциала системы с использованием цифрового анализатора. При этом взаимодействие с антиоксидантами кожи описывается следующей схемой:An electrically conductive gel with a mediator system introduced into it in the form of a pair of compounds of a chemical element in different oxidation states K 3 [Fe (CN) 6 ] / K 4 [Fe (CN) 6 ] is applied to the surface of biological tissue (human skin), on which also a working electrode, which is in contact with a gel containing a mediator system. A reference electrode is introduced into contact with the gel and a change in the potential of the system is measured using a digital analyzer. In this case, interaction with skin antioxidants is described by the following scheme:
a·Fe(III)+b·АО(в коже)=a·Fe(II)+b·AOOx (в коже),a · Fe (III) + b · AO (in the skin) = a · Fe (II) + b · AO Ox (in the skin),
где АО - антиоксиданты в коже, AOOx - продукты окисления антиоксиданта в коже; a, b - стехиометрические коэффициенты реакции.where AO are antioxidants in the skin, AO Ox are the oxidation products of the antioxidant in the skin; a, b are stoichiometric reaction coefficients.
Способ иллюстрируется следующими примерами.The method is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
Электропроводный гель с введенной в него медиаторной системой, содержащей 0,001М K3[Fe(CN)6]+0,00001М K4[Fe(CN)6], наносится на поверхность кожи человека, на которой размещают также рабочий электрод, который контактирует с указанным гелем. В контакт с гелем вводят электрод сравнения и измеряют начальный потенциал системы, который оказывается равным 281 мВ, значение потенциала, измеренное через 5 минут, составляет 258 мВ. Антиоксидантную активность рассчитывают по формуле:An electrically conductive gel with a mediator system introduced into it containing 0.001 M K 3 [Fe (CN) 6 ] + 0.00001 M K 4 [Fe (CN) 6 ] is applied to the surface of human skin, on which a working electrode is placed, which contacts with the indicated gel. A reference electrode is introduced into contact with the gel and the initial potential of the system is measured, which turns out to be 281 mV, the potential value measured after 5 minutes is 258 mV. Antioxidant activity is calculated by the formula:
где ΔЕ - разница между начальным потенциалом системы и значением потенциала, установившегося в конце измерения, COx - концентрация окисленной формы медиаторной системы, М; CRed - концентрация восстановленной формы медиаторной системы, М; АОА - антиоксидантная активность, мМ-экв.where ΔЕ is the difference between the initial potential of the system and the value of the potential established at the end of the measurement, C Ox is the concentration of the oxidized form of the mediator system, M; C Red — concentration of the reduced form of the mediator system, M; AOA - antioxidant activity, mm equivalent.
Концентрацию окисленной и восстановленной форм медиаторной системы определяют известными методами.The concentration of oxidized and reduced forms of the mediator system is determined by known methods.
Расчет показывает, что для данных значений потенциалов и концентраций АОА равна 1,58·10-5 М-экв.The calculation shows that for these values of potentials and concentrations of AOA is equal to 1.58 · 10 -5 M-equiv.
Пример 2Example 2
В качестве объекта исследования выбрана поверхность кожи человека. Подготовку, измерения и расчет проводят, как в примере 1, но время выдержки между измерениями потенциалов составляет 10 мин. В результате измеренные величины потенциалов составляют E1=280 мВ, Е2=255 мВ. В результате расчетов получаем значения АОА=1,80·10-5 М-экв.The surface of human skin was chosen as the object of study. Preparation, measurement and calculation are carried out, as in example 1, but the exposure time between potential measurements is 10 minutes As a result, the measured potentials are E 1 = 280 mV, E 2 = 255 mV. As a result of the calculations, we obtain the values of AOA = 1.80 · 10 -5 M-equiv.
Пример 3Example 3
В качестве объекта исследования выбрана поверхность кожи человека. Подготовку, измерения и расчет проводят, как в примере 1, но время выдержки между измерениями потенциалов составляет 15 мин. В результате измеренные величины потенциалов составляют E1=280 мВ, Е2=254 мВ. В результате расчетов получаем значения АОА=1,91·10-5 М-экв.The surface of human skin was chosen as the object of study. Preparation, measurement and calculation are carried out, as in example 1, but the exposure time between potential measurements is 15 minutes As a result, the measured potentials are E 1 = 280 mV, E 2 = 254 mV. As a result of the calculations, we obtain the values of AOA = 1.91 · 10 -5 M-equiv.
Пример 4Example 4
В качестве объекта исследования выбрана поверхность кожи человека. Подготовку, измерения и расчет проводят, как в примере 1, но время выдержки между измерениями потенциалов составляет 5 мин. В результате измеренные величины потенциалов составляют E1=280 мВ, Е2=308 мВ.The surface of human skin was chosen as the object of study. Preparation, measurement and calculation are carried out, as in example 1, but the exposure time between potential measurements is 5 minutes As a result, the measured potentials are E 1 = 280 mV, E 2 = 308 mV.
Оксидантную активность рассчитывают по формуле:Oxidative activity is calculated by the formula:
где ΔЕ - разница между начальным потенциалом системы и значением потенциала, установившегося в конце измерения, COx - концентрация окисленной формы медиаторной системы, М; CRed - концентрация восстановленной формы медиаторной системы, М; OA - оксидантная активность, мМ-экв.where ΔЕ is the difference between the initial potential of the system and the value of the potential established at the end of the measurement, C Ox is the concentration of the oxidized form of the mediator system, M; C Red — concentration of the reduced form of the mediator system, M; OA - oxidative activity, mm equivalent.
Расчет показывает, что для данных значений потенциалов и концентраций OA равна 6,88·10-6 М-экв.The calculation shows that for these potential values and concentrations, OA is 6.88 · 10 -6 M-equiv.
Пример 5Example 5
В качестве объекта исследования выбрана поверхность кожи человека. Подготовку, измерения и расчет проводят, как в примере 1, но время выдержки между измерениями потенциалов составляет 10 мин. В результате измеренные величины потенциалов составляют E1=281 мВ, Е2=312 мВ. В результате расчетов получаем значения АОА=7,25·10-6 М-экв.The surface of human skin was chosen as the object of study. Preparation, measurement and calculation are carried out, as in example 1, but the exposure time between potential measurements is 10 minutes As a result, the measured values of the potentials are E 1 = 281 mV, E 2 = 312 mV. As a result of the calculations, we obtain the values of AOA = 7.25 · 10 -6 M-equiv.
Способ реализуют с помощью устройства, которое включает рабочий электрод в виде пластины 1, установленной со стороны открытой части емкости 3 и частично перекрывающей ее, электрод сравнения 2 и соединенный с ними прибор для измерения потенциалов 7. На нижнюю часть емкости 3 нанесен клеящий слой 4, а сама емкость заполнена электропроводящим гелем 5. Рабочий электрод 1 и гель 5 контактируют с исследуемым объектом 6.The method is implemented using a device that includes a working electrode in the form of a
Пластина рабочего электрода 1 выполнена в виде керамической подложки 8 с контактной зоной платиносодержащего слоя 9 и отделенной от последней изолятором 10 рабочей зоной платиносодержащего слоя 11.The plate of the working
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Рабочий электрод 1 крепится на поверхности биологической ткани, в частности кожи (фиг.1), с помощью клейкого слоя 4. В качестве электрода сравнения 2 используется хлоридсеребряный электрод, вмонтированный в верхнюю часть емкости 3.The working
Электропроводный гель 5 с введенной в него медиаторной системой заполняет емкость 3 и наносится на поверхность кожи 6. Необходимым условием является нахождение хлоридсеребряного электрода и рабочей зоны платинового электрода в контакте с проводящим гелем.An electrically
Окислительное действие кислорода воздуха на медиаторную систему исключается за счет ее изоляции от внешних воздействий клеем 4 и гелем 5.The oxidizing effect of air oxygen on the mediator system is eliminated due to its isolation from external influences by
Установившийся в системе электрический потенциал измеряют с помощью прибора 7.The electrical potential established in the system is measured using an
В качестве рабочего электрода используется толстопленочный платиновый электрод, изготовленный методом трафаретной печати, или любой плоский электрод, потенциал которого определяется составом медиаторной системы.As a working electrode, a thick-film platinum electrode made by screen printing or any flat electrode, the potential of which is determined by the composition of the mediator system, is used.
Окислительное действие кислорода воздуха на медиаторную систему исключается благодаря ее изоляции от внешних воздействий клеящим слоем 4.The oxidizing effect of air oxygen on the mediator system is eliminated due to its isolation from external influences by the
Установившийся в системе электрический потенциал измеряют с помощью прибора 3.The electric potential established in the system is measured using an
Предлагаемые способ и устройство обеспечивают достоверное и точное определение оксидант/антиоксидантного состояния живой биологической ткани.The proposed method and device provide reliable and accurate determination of the oxidant / antioxidant state of living biological tissue.
Claims (4)
где ΔЕ - разница между начальным потенциалом системы и значением потенциала, установившегося в конце измерения, COx - концентрация окисленной формы медиаторной системы, М; CRed - концентрация восстановленной формы медиаторной системы, М; АОА - антиоксидантная активность, мМ-экв; ОА - оксидантная активность, мМ-экв.1. The method of non-invasive potentiometric determination of the oxidant / antioxidant activity of biological tissues, comprising bringing the test object into contact with an electrically conductive medium containing a mediator system, and assessing oxidant / antioxidant activity by changing the potential difference on the electrodes introduced into the electrically conductive medium, characterized in that the electrically conductive the medium is a gel containing as a mediator system a pair of chemical compounds containing an element in varying degrees oxidation of the electrodes through the gel in contact with the test object, and oxidant / antioxidant activity was determined by the formulas
where ΔЕ is the difference between the initial potential of the system and the value of the potential established at the end of the measurement, C Ox is the concentration of the oxidized form of the mediator system, M; C Red — concentration of the reduced form of the mediator system, M; AOA - antioxidant activity, mm equivalent; OA - oxidative activity, mm equivalent.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125573/15A RU2433405C1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Method of noninvasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues and device for its realisation |
| PCT/RU2010/000687 WO2011162635A1 (en) | 2010-06-23 | 2010-11-24 | Method for non-invasive potentiometric determination of the oxidant/antioxidant activity of biological tissues and device for implementing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125573/15A RU2433405C1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Method of noninvasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues and device for its realisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2433405C1 true RU2433405C1 (en) | 2011-11-10 |
Family
ID=44997328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010125573/15A RU2433405C1 (en) | 2010-06-23 | 2010-06-23 | Method of noninvasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues and device for its realisation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2433405C1 (en) |
| WO (1) | WO2011162635A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523564C1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы | Method for measuring antioxidant activity of biological fluids |
| RU2552942C2 (en) * | 2013-10-28 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") | Device for non-invasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues |
| RU2565838C1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-10-20 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный медицинский унивреситет Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России) | Method for integrated assessment of predicted clinical course and effectiveness in hypertrophy of pharyngeal tonsil and chronic adenoiditis in children shown by skin oxidant/antioxidant activity |
| RU2595814C1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный экономический университет" | Method of determining integral antioxidant/oxidant activity of organic condensed media |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL111228A (en) * | 1994-10-10 | 1998-10-30 | Yissum Res Dev Co | Non-invasive device and method for quantitative determination of oxidants and/or antioxidants in the skin |
| RU2235998C2 (en) * | 2002-11-14 | 2004-09-10 | Уральский государственный экономический университет | Method of determination of oxidant/anti-oxidant activity of solutions |
| RU2294135C1 (en) * | 2005-06-16 | 2007-02-27 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННО-КОНСТРУКТОРСКАЯ ФИРМА "Медиком МТД" | Electrode device for measuring biopotentials |
-
2010
- 2010-06-23 RU RU2010125573/15A patent/RU2433405C1/en active
- 2010-11-24 WO PCT/RU2010/000687 patent/WO2011162635A1/en active Application Filing
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WO/1996/013193 A2, 09.05.1996. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2523564C1 (en) * | 2012-12-03 | 2014-07-20 | Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы Научно-исследовательский институт скорой помощи имени Н.В. Склифосовского Департамента здравоохранения г. Москвы | Method for measuring antioxidant activity of biological fluids |
| RU2552942C2 (en) * | 2013-10-28 | 2015-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный экономический университет" (ФГБОУ ВПО "УрГЭУ") | Device for non-invasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues |
| RU2565838C1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-10-20 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный медицинский унивреситет Министерства здравоохранения Российской Федерации" (ГБОУ ВПО УГМУ Минздрава России) | Method for integrated assessment of predicted clinical course and effectiveness in hypertrophy of pharyngeal tonsil and chronic adenoiditis in children shown by skin oxidant/antioxidant activity |
| RU2595814C1 (en) * | 2015-06-17 | 2016-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный экономический университет" | Method of determining integral antioxidant/oxidant activity of organic condensed media |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2011162635A1 (en) | 2011-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2491549C2 (en) | Amperometry with strobing and fast reading | |
| JP5022033B2 (en) | Methods and apparatus for assaying electrochemical properties | |
| KR102068949B1 (en) | Slope-based compensation including secondary output signals | |
| EP1596189A1 (en) | Measuring instrument for biosensor and measuring method using same | |
| JP6698919B2 (en) | Normalized calibration for analyte concentration determination | |
| US8317997B2 (en) | Method and apparatus for measuring oxidation-reduction potential | |
| TWI681189B (en) | System error compensation of analyte concentration determinations | |
| KR20140040171A (en) | Peak offset correction for analyte test strip | |
| RU2433405C1 (en) | Method of noninvasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues and device for its realisation | |
| RU2013116993A (en) | METHOD FOR MEASURING ANALYTES AND SYSTEM WITH HEMATOCRIT COMPENSATION | |
| WO2020078756A1 (en) | Means for the quantitative determination of cationic electrolyte concentration and creatinine concentration and of their ratios | |
| Levent et al. | Application of a pencil graphite electrode for voltammetric simultaneous determination of ascorbic acid, norepinephrine, and uric acid in real samples | |
| CN111474216B (en) | Analyte detection meter and related methods of use | |
| US11353417B2 (en) | Risk factor monitoring | |
| Brainina et al. | Noninvasive potentiometric method of determination of skin oxidant/antioxidant activity | |
| RU2486499C1 (en) | Method of determining oxidant/antioxidant activity of substances and apparatus for realising said method | |
| US4952300A (en) | Multiparameter analytical electrode structure and method of measurement | |
| KR20080088290A (en) | Glucose concentration measuring device and method for measuring glucose concentration using the same | |
| ES2715407T3 (en) | Progressive approach to the concentration of a sample analyte | |
| RU60222U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING AN INTEGRAL ANTIOXIDANT CAPACITY OF BIOLOGICAL MEDIA | |
| RU2552942C2 (en) | Device for non-invasive potentiometric determination of oxidant/antioxidant activity of biological tissues | |
| RU2825002C1 (en) | Method for determining antioxidant capacity of substances | |
| JPS59188550A (en) | Electrical connecting terminal assembly for device for measuring ionic activity | |
| Michalkiewicz et al. | Anodic oxidation of 3, 4-dihydroxyphenylacetic acid on carbon electrodes in acetic acid solutions | |
| ES2823199T3 (en) | Pulse amperometry with fast reading |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 31-2011 FOR TAG: (73) Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 31-2011 |
|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120829 |