CuONPs/MWCNTs/electrodo modificado con pasta de carbón para la determinación de tramadol: investigación teórica y experimental

Aug 12, 2023

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 7999 (2023) Citar este artículo

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Se aplicó una técnica práctica para fabricar nanoestructuras de CuO para su uso como electrocatalizador. En este artículo se describe la síntesis verde de nanopartículas de óxido cúprico (CuO NP) mediante coprecipitación utilizando un extracto acuoso de Origanum majorana como reductor y estabilizador, acompañado de caracterización mediante XRD, SEM y FTIR. El patrón XRD no reveló impurezas, mientras que SEM reveló partículas esféricas poco aglomeradas. Se han utilizado nanopartículas de CuO y nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) para crear un electrodo de pasta de carbono modificado. Se utilizaron métodos voltamperométricos para analizar Tramadol usando CuONPs/MWCNT como electrodo de trabajo. El nanocompuesto producido mostró una alta selectividad para el análisis de Tramadol con potenciales pico de ~ 230 mV y ~ 700 mV y excelentes curvas de calibración lineal para Tramadol que van desde 0,08 a 500,0 µM con un coeficiente de correlación de 0,9997 y límites de detección de 0,025. Además, el sensor CuO NPs/MWCNT/CPE muestra una apreciable sensibilidad de 0,0773 μA/μM al tramadol. Por primera vez, se utilizó el método cuántico B3LYP/LanL2DZ para calcular la DFT a fin de determinar la energía conectada y la energía de banda prohibida de los nanocompuestos. Finalmente, CuO NPs/CNT demostró ser eficaz en la detección de Tramadol en muestras reales, con una tasa de recuperación que va del 96 al 104,3 %.

Tramadol es un analgésico opioide sintético que actúa principalmente sobre el sistema nervioso central. Actúa a través de dos mecanismos fundamentales: la unión agonista a los receptores opioides y el bloqueo de la recaptación de norepinefrina y serotonina. Las cualidades de farmacocinética, eficacia y seguridad de Tramadol lo han convertido en un éxito en pacientes con dolor crónico moderado a intenso que lo toman de tres a cuatro veces al día. Cuando se compara con la forma habitual de Tramadol, Tramadol de liberación prolongada, una tableta de liberación modificada recientemente creada, sería favorable para la duración del día y la variación menor del fármaco en plasma1,2.

Tramadol es una sustancia que actúa como un -agonista. [2-(dimetilaminometil)-1(3-metoxifenil) ciclohexanol] es el nombre químico. Se utiliza para tratar la mayoría de las formas de neuralgia, incluida la neuralgia del trigémino, así como el dolor de moderado a intenso. Se han publicado en la literatura varias técnicas analíticas para la determinación de Tramadol y otros fármacos combinados, incluido el método espectrofotométrico3,4 y los enfoques espectrofotométrico y espectrofluorimétrico5,6,7.

La nanotecnología ahora se considera un tema de investigación de vanguardia que involucra la creación de nanopartículas de varios tamaños, formas y estructuras químicas con una amplia gama de posibles usos8. Se han informado muchos procedimientos para la síntesis y el diseño de nanopartículas, incluida la irradiación de microondas9, la fotorreducción10, la descomposición térmica11 y la molienda mecánica12, pero estos procedimientos son principalmente costosos, consumen energía o son peligrosos para los seres humanos y el medio ambiente. Como resultado, se deben implementar métodos amigables con el medio ambiente. La síntesis verde se refiere al desarrollo de técnicas químicas y físicas que son ambientalmente benignas, económicamente efectivas y pueden ampliarse para la síntesis a gran escala sin el uso de alta presión, energía, temperatura o compuestos dañinos. La biorreducción de iones metálicos empleando biomoléculas como enzimas, bacterias y extractos de plantas es ecológica y químicamente sofisticada13. Entre las diversas estrategias de síntesis verde, la síntesis mediada por plantas parece ser una estrategia prometedora que permite una producción de nanopartículas más rápida y una síntesis más estable14. La creación de nanopartículas bioinspiradas ha recibido mucho interés, así como los enfoques para manipular el tamaño de las nanopartículas6,15.

Origanum majorana es una planta perenne tolerante al frío o un arbusto con agradables notas de pino y cítricos. La mejorana a veces se confunde con el orégano en varias naciones del Medio Oriente, y los términos mejorana dulce y mejorana torcida se usan para distinguirla de otras especies de Origanum. A veces se le conoce como mejorana de maceta16, sin embargo, este término también se aplica a otras especies cultivadas de Origanum. Sopas, guisos, aderezos para ensaladas, salsas y tés de hierbas se benefician de la adición de mejorana. La mejorana dulce, también conocida como Origanum majorana L. (O. majorana, familia Lamiaceae), es una hierba destacada aplicada en la medicina tradicional por sus cualidades curativas en problemas gastrointestinales, oftálmicos, cardíacos y neurológicos. Se han identificado y aislado elementos bioactivos significativos de O. majorana, como compuestos volátiles, terpenoides, fenoles, flavonoides y taninos. El conocimiento etnofarmacológico de esta hierba reveló que tiene propiedades antibacterianas, antifúngicas, antiprotozoarias y antioxidantes. La mayoría de los tratamientos requieren mucho tiempo, son costosos y requieren el uso de operadores calificados e instrumentos sofisticados. Los enfoques de determinación electroquímica, por otro lado, son preferibles para determinar varios productos químicos biológicos, ambientales y farmacológicos debido a su rápida reacción y facilidad de uso5,17,18. Sin embargo, la oxidación de Tramadol con electrodos sólidos tradicionales es un proceso lento que requiere un sobrepotencial mayor. Como resultado, se requiere un electrodo mejorado simple y sensible para la medición cuantitativa de tramadol. En la voltametría contemporánea, los electrodos modificados químicamente se han convertido en un tema candente. La medición prevista del analito se vuelve más específica y sensible cuando se utilizan estos electrodos. Los materiales nanoestructurados se han utilizado para cambiar las superficies de los electrodos para mejorar la sensibilidad de los sensores electroquímicos en las últimas décadas19. Las nanopartículas se pueden utilizar para modificar electrodos, lo que permite la detección de cantidades traza de analitos al mejorar la sensibilidad y la estabilidad de los sensores20. Los nanomateriales metálicos, incluido el metal de transición (Co/Ni/Cu) y sus óxidos21, han atraído mucha atención en los últimos años debido a sus diversas ventajas de excelente eficiencia electrocatalítica, estabilidad a largo plazo, relativamente económico y facilidad de fabricación y construcción. de sensores electroquímicos no enzimáticos22, en los que las nanopartículas de óxido cúprico son favorables en la actividad electrocatalítica y la conductividad eléctrica, lo que las convierte en un excelente ingrediente sensor electroquímico no enzimático23,24.

El uso de nanotubos de carbono en sensores y biosensores ha despertado mucho interés recientemente. Debido a sus capacidades físicas y eléctricas unidimensionales excepcionales, los nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) se utilizan ampliamente en química electroanalítica25,26.

Usamos el enfoque de coprecipitación para hacer CuO NP en este estudio. Además, se emplearon MWCNT para modificar un electrodo de pasta de carbono. El estudio actual presenta un sensor electroquímico de tramadol basado en CuONPs/MWCNTs que es tanto selectivo como sensible. Finalmente, se analizaron muestras reales de Tramadol y acetaminofeno utilizando este electrodo modificado. Por lo tanto, el estudio actual presenta un sensor electroquímico de tramadol basado en CuONPs/MWCNTs que es tanto selectivo como sensible.

Todos los compuestos aplicados en este estudio eran de grado analítico y se utilizaron tal cual, sin purificación adicional. Para este trabajo se adquirieron nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) y nitrato cúprico (Cu(NO3)2,5H2O) de Merck en Alemania. Además, se utilizó agua doblemente destilada (DW) en todas las pruebas. Se utilizó un Metrohm 797 para cada experimento electroquímico. En una celda electroquímica de un compartimento de 10 ml, SPE (DropSens; DRP-110) empleó tres electrodos estándar: electrodos activos de carbono (4 mm de diámetro), un contraelectrodo de grafito y un pseudoelectrodo de plata de referencia.

La especie de planta Origanum majorana se obtuvo del suburbio de Kerman y fue validada por un especialista en plantas biosistemáticas. Una persona del centro de herbario de la universidad de ciencias médicas de Kerman nos ayudó a recolectar e identificar el Origanum majorana.

Origanum majorana es una hierba perenne sensible al frío o arbusto inferior con sabores dulces a pino y cítricos. En algunos países del Medio Oriente, la mejorana es sinónimo de orégano, y allí se usan los nombres de mejorana dulce y mejorana anudada para distinguirla de otras plantas del género Origanum. También se le llama mejorana de olla, aunque este nombre también se usa para otras especies cultivadas de Origanum. La mejorana se ha utilizado durante mucho tiempo como hierba medicinal. La mejorana o aceite de mejorana se ha utilizado para tratar el cáncer, resfriados, tos, calambres, depresión, como diurético, infecciones de oído, problemas gastrointestinales, dolores de cabeza y parálisis, así como artritis, congestión en el pecho y dolores musculares. También se ha utilizado como afrodisíaco, enjuague bucal, té y en cataplasmas, tinturas e infusiones. Aunque no todos sus usos históricos están respaldados científicamente, la planta tiene un uso médico verificable. Por ejemplo, contiene el fenol carvacrol, que es antibacteriano, antifúngico y antimicrobiano. El extracto de etanol es citotóxico contra las líneas celulares de fibrosarcoma, el extracto de acetato de etilo tiene propiedades antiproliferativas contra las células C6 y HeLa, al igual que la hesperetina y la hidroquinona, que pueden aislarse del extracto de mejorana. También se encontraron efectos cardioprotectores, hepatoprotectores, antiulcerogénicos, anticolinesterásicos, anti-SOP y antiinflamatorios en la mejorana seca, el té de mejorana o en compuestos extraídos de la mejorana. La mejorana generalmente no es tóxica, pero no debe ser utilizada por mujeres embarazadas o lactantes. Sin embargo, siempre es importante tener cuidado y consultar a un médico cuando se usan hierbas medicinales27.

La Figura 1 indica la imagen de Origanum majorana. Para hacer el extracto a base de agua, las hojas de O. majorana se lavaron primero con agua DW para eliminar las partículas de polvo adheridas, luego se cortaron en pedazos muy pequeños y se secaron al sol. Después de calentar 100 mL de agua destilada a 100 °C, se añadieron 20 g de polvo de hojas secas de O. majorana y se dejó incubar durante 10 min. Como resultado, el extracto de hojas suministrado se dejó enfriar a temperatura ambiente antes de filtrarlo con papel de filtro Whatman. Se diluyó 1 mmol de Cu(NO3)02 en agua destilada hasta obtener una solución transparente para formar las nanopartículas de CuO. Posteriormente, se añadió una pequeña cantidad de extracto de O. majorana a la mezcla y se agitó rápidamente a 80 °C durante 30 min. Los productos resultantes después de la filtración se secaron durante 2 horas a 80 °C al vacío y luego se calcinaron durante 3 horas a 600 °C.

La imagen de Origanum majorana.

Se utilizó un potenciostato/galvanostato Autolab para los experimentos electroquímicos, y el software del Sistema Electroquímico de Propósito General (GPES) regula la configuración experimental. A 25 ± 1 °C, se aplicó una celda estándar de tres electrodos. Los electrodos de referencia, auxiliares y de trabajo fueron un electrodo de Ag/AgCl/KCl (3,0 M), un alambre de platino y CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón. Se utilizó un medidor de pH Metrohm 710 para determinar el pH. Las soluciones tampón con un rango de pH de 2,0 a 9,0 se prepararon con ácido ortofosfórico y sus sales. A continuación, CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón se hizo combinando 0,01 g de MWCNT con 0,95 g de polvo de grafito y 0,04 g de nanopartículas de CuO en un mortero a mano. Luego, la mezcla mencionada anteriormente se combinó durante 20 min con 0,7 ml de aceite de parafina hasta lograr una pasta humedecida uniformemente. Después de eso, la pasta se metió en el extremo de un tubo de vidrio (aprox. 3,4 mm de diámetro interior y 15 cm de largo) y se implantó un cable de cobre dentro de la pasta de carbón para hacer la conexión eléctrica.

Una gama de tecnologías utilizadas para caracterizar las muestras sintetizadas, incluidos los patrones de difracción de rayos X (XRD). El modelo FTIR alfa de Bruker utilizado para registrar espectros infrarrojos transformados de Fourier. Además, se aplicó microscopía electrónica de barrido para examinar las morfologías de las NP generadas. El modelo Vasco de Nanosizer cordouan utilizado para determinar el tamaño de partícula y el potencial zeta (Francia). Para las mediciones de pH, se empleó un medidor de pH de laboratorio Metrohm 827.

Pruebas t de Student y análisis de varianzas utilizadas para determinar la significancia del grupo. Todos los datos proporcionados como media ± SD. Significación estadística definida como un umbral de probabilidad de p = 0,05.

La energía de adsorción (Ead) para Tramadol en MWNT calculada usando cálculos DFT usando el software Guassian 03. Cálculos DFT realizados únicamente con 6–311 + (d) para minimizar las dificultades de cálculo y la demanda de un inmenso potencial de cálculo. Todos los edificios que construyeron fueron optimizados geométricamente primero. Luego, las estructuras más antiguas cambiaron utilizando las ubicaciones atómicas optimizadas geométricamente, y se ejecutaron algoritmos para determinar las energías SCF antes de que finalmente se calculara Ead.

Este estudio se realizó siguiendo el cumplimiento de las normas éticas y no involucró participantes humanos, animales y posibles conflictos de interés.

La figura 2A muestra el patrón XRD de las nanoplacas de CuO producidas. Se calculó que los picos de difracción de las nanopartículas de CuO generadas tenían valores de 2θ de 32,34° (110), 35,36° (−111), 38,56° (111), 48,57° (−202), 53,39° (020), 58,14° ( 202), 61.40° (−113), 66.17° (− 311), 67.98° (220), 72.48° (311) y 75.02° (004), que confirma por CuO (JCPDS 80-1916) e indica la formación de Nanoestructuras de CuO28. Se determinó que el tamaño de los cristalitos de las nanopartículas de CuO era de 38,2 nm utilizando la ecuación de Deby-Scherer29. Las nanoestructuras sintetizadas eran puras y no se detectaron impurezas.

(A) patrón XRD y (B) espectros FTIR de nanoestructuras de CuO sintetizadas.

La figura 2B demuestra el espectro FTIR de las NP de óxido cúprico sintetizadas. Como se ve, el espectro del CuO existe en tres áreas. En la primera área, aquellos picos de 500 a 800 cm−1 exhibieron una banda de absorción más fuerte relacionada con el estiramiento vibracional de las vibraciones de Cu–O, lo que confirma la síntesis de nanopartículas de CuO30. Sin embargo, en la segunda zona (1350 cm−1 a 1650 cm−1) podemos observar picos debido a la presencia de CO2 en el aire. Finalmente, la tercera área está entre 2800 y 3500 cm−1. Por lo tanto, se puede concluir que el CuO hidratado y el H2O en el aire contribuyen a la formación del pico. Por tanto, las NPs de CuO sintetizadas presentan una fase pura y monolítica según los espectros FTIR.

Figura 3A, B representa las imágenes SEM de nanopartículas de CuO. Como se presenta en la Fig. 3, las nanopartículas tenían un tamaño uniforme y forma esférica. El tamaño de las partículas se estima en aproximadamente 52 nm. Se ha encontrado que la síntesis biológica de CuO NPs produce partículas cuasi-esféricas relativamente pequeñas de dimensión homogénea. El uso de componentes biológicos en el proceso de síntesis podría describir la ligera aglomeración en las nanopartículas sintetizadas. Las NP de CuO sintetizadas a partir del extracto de hoja tenían una forma esférica, lo que concordaba con hallazgos previos31.

Imágenes SEM de nanoestructuras de CuO sintetizadas.

La figura 4A, B denigra a SEM de nanotubos de carbono de paredes múltiples. Las imágenes SEM muestran la integridad estructural de los CNT que tienen concentraciones muy altas de MWCNT.

Imágenes SEM de MWCNT usados.

Sensor electroquímico de CuONPs/MWCNTs/pasta de carbono examinado en PBS 0,1 M (pH 7,0). la Figura 5 indica voltamogramas cíclicos para CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón de Tramadol; Los recuadros muestran la relación lineal de la corriente máxima anódica frente a la raíz cuadrada de la velocidad de exploración (v1/2).

Voltamogramas cíclicos de (a) CuONP/MWCNT/CPE, (b) MWCNT/pasta de carbón, (c) CuONP/electrodo de pasta de carbón y (d) electrodo de pasta de carbón sin modificar en presencia de tramadol 400,0 μM a un pH de 7,0 de PBS 0,1 M, respectivamente.

Para CuONP/MWCNT/pasta de carbón en una solución acuosa, los resultados de la prueba revelan picos anódicos y catódicos bien definidos y repetibles con actividad casi reversible. La estabilidad a largo plazo de CuONPs/MWCNTs/pasta de carbono también se examinó durante un período de tres semanas. Una vez que el electrodo de referencia se mantuvo a 20–22 °C, la potencia máxima para la oxidación de tramadol permaneció idéntica. Sin embargo, las señales actuales disminuyeron un b2,4 por ciento en comparación con la primera respuesta. Se examinaron las características antiincrustantes del electrodo mejorado contra la oxidación del tramadol y sus metabolitos de oxidación para evaluar los CV del electrodo modificado antes y después de la aplicación en la corporación de tramadol. CV obtenidos después de ciclar el potencial 15 veces a una velocidad de exploración de 10 mV s−1 en presencia de Tramadol. Los potenciales máximos se mantuvieron constantes, mientras que las corrientes cayeron alrededor del b2,4 por ciento. Como resultado, no solo aumentó la sensibilidad del analito y su producto de oxidación en la superficie de CuONPs/MWCNTs/pasta de carbono, sino que también se redujo el impacto del ensuciamiento.

El nivel de pH de la solución acuosa influye en el comportamiento electroquímico del tramadol. Como resultado, parece ser necesario ajustar el pH de la solución para la oxidación electrocatalítica de tramadol. Por CV, la actividad electroquímica de tramadol examinada en la superficie de CuONPs/MWCNTs/pasta de carbono en PBS 0,1 M a valores de pH variados (2,0 b pH b 9,0). En circunstancias neutras, la oxidación electrocatalítica de tramadol en la superficie de CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón demostró ser más favorable que en un medio ácido o básico. En los CV de CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón, esto se manifiesta como un aumento progresivo en la corriente máxima anódica y una caída paralela en la corriente máxima catódica. Por lo tanto, se encontró que el pH óptimo para la electrocatálisis de oxidación de tramadol en la superficie de CuONPs/MWCNTs/pasta de carbono era 7,0. El esquema 1 representa el presunto mecanismo de oxidación del tramadol.

Probable mecanismo de oxidación para tramadol en CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón.

Para investigar el comportamiento del tramadol y también la respuesta del electrodo producido para determinar el tramadol, se comparó el rendimiento de CuONPs/MWCNTs/CPE con el de MWCNTs/CPE, CuONPs/CPE y CPE no modificado. La Figura 5 muestra las curvas CV obtenidas para CuONPs/MWCNTs/CPE (curvas a), MWCNTs/CPE (curvas b), CuONPs/CPE (curvas c) CPE sin modificar (curvas d) en presencia de tramadol 400,0 μM que contiene 0,1 M PBS a la velocidad de exploración de 50 mV/s.

Los potenciales anódicos máximos para la oxidación de tramadol en CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón y CPE no modificado son 875 y 915 mV, mientras que el potencial equivalente en CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón es 655 mV. Estos hallazgos muestran que, en comparación con CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón y CPE no modificado, el valor máximo de oxidación de tramadol en los electrodos de CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón cambia en 220 y 260 mV en la dirección de valores negativos. CuONPs/MWCNTs/pasta de carbono, por otro lado, tiene una corriente máxima anódica sustancialmente mayor para la oxidación de tramadol que CuONPs/MWCNTs/pasta de carbono.

Las mediciones de voltamogramas de barrido lineal se llevaron a cabo para evaluar la asociación de la corriente máxima con la velocidad de barrido a velocidades de barrido variadas (10–400 mV/s) en PBS 0,1 M que contiene tramadol 400,0 μM (pH 7,0) en CuONPs/MWCNTs/ CPE (Fig. 6). Como se muestra en la Fig. 6, las corrientes máximas de tramadol crecen con velocidades de exploración crecientes y existen buenas relaciones lineales entre las corrientes máximas (Ip) y la raíz cuadrada de la velocidad de exploración (ν1/2). Los resultados también mostraron que la acción es la transferencia de masa de tramadol controlada en el proceso de difusión.

Voltamogramas de barrido lineal de tramadol (400,0 μM) en CuONPs/MWCNTs/CPE a diferentes velocidades de exploración de 1, 2, 3, 4, 5 y 6 mV/s en PBS 0,1 M (pH 7,0). Insertar: gráfico de Ip frente a ν1/2 para la oxidación de tramadol en CuONPs/MWCNTs/CPE.

Para las diferentes dosis de Tramadol en 0,1 MPBS (pH 7,0), las medidas cromatoamperométricas de Tramadol en CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón se realizaron colocando el potencial del electrodo de trabajo a 0,70 V (en el primer paso de potencial) y 0,40 V (en el segundo paso). paso potencial) (Fig. 7). Mediante estudios cronoamperométricos, determinamos el coeficiente de difusión, D, de tramadol en solución tampón.

Cronoamperogramas obtenidos en CuONPs/MWCNTs/CPE en presencia de (1) 3,0, (2) 6,0, (3) 9,0 y (4) tramadol 1,0 mM en la solución tampón 0,1 M (pH 7,0). (A) Gráfico de I frente a t-1/2 para la electrooxidación de tramadol obtenido a partir de cronoamperomas 1–4. (B) Gráfico de pendiente de líneas rectas versus nivel de tramadol.

Para un fármaco electroactivo (tramadol en este caso) con un coeficiente de difusión de D, la ecuación de Cottrell describe la corriente observada para el proceso electroquímico por debajo del estado limitado de transporte de masa.

Los mejores ajustes para dosis variadas de tramadol se encontraron utilizando gráficas experimentales de I frente a t − 1/2. Las pendientes de las líneas rectas resultaron trazadas sobre el nivel de tramadol. Se encontró que la tasa promedio de D era 6,85 × 10−6 cm2/s usando la pendiente resultante y la ecuación de Cottrell.

La concentración de tramadol se determinó utilizando la técnica de voltametría de onda cuadrada (SWV) (Fig. 8). Dos segmentos lineales con pendientes de 0,7441 y 0,1378 μA μM conformaron el gráfico de la corriente máxima frente a la dosis de tramadol. Es probable que la restricción cinética sea la culpable de reducir la sensibilidad del segundo segmento lineal. El límite de detección de tramadol (3σ) fue de 25 ± 2 nM. Este número es comparable a las determinaciones de tramadol en el exterior de electrodos alterados químicamente publicados por grupos de investigación similares.

Curvas SWV de CuONPs/MWCNTs/CPE en la solución tampón 0,1 M (pH 7,0) que contiene diferentes concentraciones de tramadol. Recuadro: Gráficas de corriente máxima electrocatalítica en función de la concentración de tramadol.

Por lo tanto, la Tabla 1 muestra que CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón pueden competir con otros sensores para la determinación de tramadol.

La figura 8 indica las SWV para CuONP/MWCNT/pasta de carbono en 4 mmol L−1 de tramadol a varios pH (pH 5,5, 7, 8,5, 10) (d a a).

La estabilidad de las CuONP/MWCNT/CPE se examinó almacenando el electrodo en el laboratorio a temperatura ambiente. Luego, el electrodo se usó para el análisis de tramadol 50 μM en intervalos de 1 a 21 días en PBS 0.1 M (pH 7.0). Los resultados mostraron que la señal del electrodo retuvo el 92 % de su valor inicial después de 7 días y el 90 % de su valor inicial después de 21 días. estos resultados indicaron que el sensor electroquímico propuesto tenía una excelente estabilidad a largo plazo.

La energía de adsorción (Ead) para Tramadol en MWNT calculada usando cálculos DFT usando el software Guassian 0336. El valor de Ead calculado para la adsorción de tramadol en el MWNT fue de 5,06 × 10–19 kcal y 4,94 × 10–19 kcal en e inter del MWNT, respectivamente. Sin embargo, dependiendo de los parámetros de entrada de DFT utilizados, los valores de Ead pueden variar mucho, y los valores de Ead también pueden fluctuar para diferentes poses de un adsorbente para un adsorbente en particular37. El signo de Ead se usa con frecuencia para determinar si un proceso de adsorción es exotérmico o endotérmico. Un signo negativo en la fórmula para calcular Ead denota una reacción endotérmica. Así, los cálculos de DFT, que concuerdan con los resultados experimentales, también apuntan al carácter endotérmico del mecanismo de adsorción (para ser más específicos, los cálculos de DFT apuntan a la característica endotérmica de la adsorción de Tramadol en el MWNT). La Figura 9 indica una vista diferente de Tramadol en e inter de MWNT y la Fig. 10 muestra varias vistas de Tramadol en e inter de MWNT.

Vista diferente de Tramadol en e inter de MWNT.

Vista diferente de Tramadol en e inter de MWNT.

En este estudio se describió el uso de Origanum majorana como agente alcalino en la producción verde de nanoestructuras de CuO. Uno de los materiales innovadores empleados para la determinación de tramadol fue un electrodo modificado con CuONPs/MWCNTs/pasta de carbón. El nanocompuesto CuONPs/MWCNTs mejoró la selectividad de oxidación de tramadol y la actividad electroquímica. La curva de calibración lineal en rangos entre 0,07 y 300 µM con un LOD de 0,01 µM para MO se produjo usando la condición óptima. Finalmente, el electrodo modificado se usó sustancialmente para el análisis de tramadol en muestras reales. El método propuesto ofrece un enfoque sensible para detectar tramadol en formulaciones farmacéuticas y biológicas. Además, este electrodo modificado se puede usar para identificar tramadol en plasma y orina humanos y también en muestras de drogas.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Los autores agradecen al Centro de Investigación de Neurociencia, Instituto de Neurofarmacología, Universidad de Ciencias Médicas de Kerman por sus incansables esfuerzos para brindar asistencia financiera para esta investigación a través de la subvención no. (400000415).

Departamento de Química, Facultad de Ciencias, Universidad de Jiroft, Jiroft, Irán

Razieh Razavi

Centro de Investigación de Neurociencia, Instituto de Neurofarmacología, Universidad de Ciencias Médicas de Kerman, Kerman, Irán

Mahnaz Amiri y Kouros Divsalar

Departamento de Química Médica, Facultad de Farmacia, Centro de Investigación de Diseño y Desarrollo de Fármacos, Instituto de Ciencias Farmacéuticas (TIPS), Universidad de Ciencias Médicas de Teherán, Teherán, Irán

Alireza Foroadi

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Todos los autores escribieron el texto principal del manuscrito, realizaron el experimento, analizaron los datos y los resultados.

Correspondencia a Mahnaz Amiri.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Razavi, R., Amiri, M., Divsalar, K. et al. CuONPs/MWCNTs/electrodo modificado con pasta de carbón para la determinación de tramadol: investigación teórica y experimental. Informe científico 13, 7999 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-34569-y

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Recibido: 08 noviembre 2022

Aceptado: 03 mayo 2023

Publicado: 17 mayo 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-34569-y

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