Optical Detection of Ketoprofen by Its Electropolymerization on an Indium Tin Oxide-Coated Optical Fiber Probe - Publikacja - MOST Wiedzy

Twoje konto

zaloguj

Wyszukiwarka

Optical Detection of Ketoprofen by Its Electropolymerization on an Indium Tin Oxide-Coated Optical Fiber Probe

Abstrakt

In this work an application of optical fiber sensors for real-time optical monitoring of electrochemical deposition of ketoprofen during its anodic oxidation is discussed. The sensors were fabricated by reactive magnetron sputtering of indium tin oxide (ITO) on a 2.5 cm-long core of polymer-clad silica fibers. ITO tuned in optical properties and thickness allows for achieving a lossy-mode resonance (LMR) phenomenon and it can be simultaneously applied as an electrode in an electrochemical setup. The ITO-LMR electrode allows for optical monitoring of changes occurring at the electrode during electrochemical processing. The studies have shown that the ITO-LMR sensor’s spectral response strongly depends on electrochemical modification of its surface by ketoprofen. The effect can be applied for real-time detection of ketoprofen. The obtained sensitivities reached over 1400 nm/M (nm·mg−1 ·L) and 16,400 a.u./M (a.u.·mg−1 ·L) for resonance wavelength and transmission shifts, respectively. The proposed method is a valuable alternative for the analysis of ketoprofen within the concentration range of 0.25–250 µg mL−1 , and allows for its determination at therapeutic and toxic levels. The proposed novel sensing approach provides a promising strategy for both optical and electrochemical detection of electrochemical modifications of ITO or its surface by various compounds

Cytowania

  • 2 4

    CrossRef

  • 0

    Web of Science

  • 2 3

    Scopus

Autorzy (11)

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 41 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Creative Commons: CC-BY otwiera się w nowej karcie

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
Opublikowano w:
SENSORS nr 18, wydanie 5, strony 1361 - 1376,
ISSN: 1424-8220
Język:
angielski
Rok wydania:
2018
Opis bibliograficzny:
Bogdanowicz R., Niedziałkowski P., Sobaszek M., Burnat D., Białobrzeska W., Cebula Z., Sezemsky P., Koba M., Stranak V., Ossowski T., Śmietana M.: Optical Detection of Ketoprofen by Its Electropolymerization on an Indium Tin Oxide-Coated Optical Fiber Probe// SENSORS. -Vol. 18, iss. 5 (2018), s.1361-1376
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3390/s18051361
Bibliografia: test
  1. Sakeena, M.H.F.; Yam, M.F.; Elrashid, S.M.; Munavvar, A.S.; Aznim, M.N. Anti-inflammatory and Analgesic Effects of Ketoprofen in Palm Oil Esters Nanoemulsion. J. Oleo Sci. 2010, 59, 667-671. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  2. Asanuma, M.; Asanuma, S.N.; Gómez-Vargas, M.; Yamamoto, M.; Ogawa, N. Ketoprofen, a non-steroidal anti-inflammatory drug prevents the late-onset reduction of muscarinic receptors in gerbil hippocampus after transient forebrain ischemia. Neurosci. Lett. 1997, 225, 109-112. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  3. Abdel-Hamid, M.E.; Novotny, L.; Hamza, H. Determination of diclofenac sodium, flufenamic acid, indomethacin and ketoprofen by LC-APCI-MS. J. Pharm. Biomed. Anal. 2001, 24, 587-594. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  4. Patrolecco, L.; Ademollo, N.; Grenni, P.; Tolomei, A.; Barra Caracciolo, A.; Capri, S. Simultaneous determination of human pharmaceuticals in water samples by solid phase extraction and HPLC with UV-fluorescence detection. Microchem. J. 2013, 107, 165-171. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  5. Muhammad, N.; Li, W.; Subhani, Q.; Wang, F.; Zhao, Y.-G.; Zhu, Y. Dual application of synthesized SnO 2 nanoparticles in ion chromatography for sensitive fluorescence determination of ketoprofen in human serum, urine, and canal water samples. New J. Chem. 2017, 41, 9321-9329. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  6. Zhuang, Y.; Song, H. Sensitive determination of ketoprofen using flow injection with chemiluminescence detection. J. Pharm. Biomed. Anal. 2007, 44, 824-828. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  7. Roushani, M.; Shahdost-fard, F. Covalent attachment of aptamer onto nanocomposite as a high performance electrochemical sensing platform: Fabrication of an ultra-sensitive ibuprofen electrochemical aptasensor. Mater. Sci. Eng. C 2016, 68, 128-135. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  8. Amankwa, L.; Chatten, L.G. Electrochemical reduction of ketoprofen and its determination in pharmaceutical dosage forms by differential-pulse polarography. Analyst 1984, 109, 57-60. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  9. Emara, K.M.; Ali, A.M.; Abo-El Maali, N. The polarographic behaviour of ketoprofen and assay of its capsules using spectrophotometric and voltammetric methods. Talanta 1994, 41, 639-645. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  10. Ghoneim, M.M.; Tawfik, A. Voltammetric studies and assay of the anti-inflammatory drug ketoprofen in pharmaceutical formulation and human plasma at a mercury electrode. Can. J. Chem. 2003, 81, 889-896. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  11. Kormosh, Z.; Hunka, I.; Bazel, Y.; Matviychuk, O. Potentiometric determination of ketoprofen and piroxicam at a new PVC electrode based on ion associates of Rhodamine 6G. Mater. Sci. Eng. C 2010, 30, 997-1002. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  12. Cheng, Y.; Xu, T.; Fu, R. Polyamidoamine dendrimers used as solubility enhancers of ketoprofen. Eur. J. Med. Chem. 2005, 40, 1390-1393. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  13. Paine, D.C.; Whitson, T.; Janiac, D.; Beresford, R.; Yang, C.O.; Lewis, B. A study of low temperature crystallization of amorphous thin film indium-tin-oxide. J. Appl. Phys. 1999, 85, 8445-8450. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  14. Villar, I.D.; Hernaez, M.; Zamarreño, C.R.; Sánchez, P.; Fernández-Valdivielso, C.; Arregui, F.J.; Matias, I.R. Design rules for lossy mode resonance based sensors. Appl. Opt. 2012, 51, 4298-4307. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  15. Zamarreño, C.R.; Hernaez, M.; Del Villar, I.; Matias, I.R.; Arregui, F.J. Tunable humidity sensor based on ITO-coated optical fiber. Sens. Actuators B Chem. 2010, 146, 414-417. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  16. Śmietana, M.; Dudek, M.; Koba, M.; Michalak, B. Influence of diamond-like carbon overlay properties on refractive index sensitivity of nano-coated optical fibres. Phys. Status Solidi A 2013, 210, 2100-2105. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  17. Michalak, B.; Koba, M.;Śmietana, M. Silicon Nitride Overlays Deposited on Optical Fibers with RF PECVD Method for Sensing Applications: Overlay Uniformity Aspects. Acta Phys. Pol. A 2015, 127, 1587-1591. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  18. Burnat, D.; Koba, M.; Wachnicki, Ł.; Gierałtowska, S.; Godlewski, M.;Śmietana, M. Refractive index sensitivity of optical fiber lossy-mode resonance sensors based on atomic layer deposited TiO x thin overlay. In Proceedings of the 6th European Workshop on Optical Fibre Sensors, Limerick, Ireland, 31 May-3 June 2016. otwiera się w nowej karcie
  19. Zamarreño, C.R.; Hernáez, M.; Del Villar, I.; Matías, I.R.; Arregui, F.J. Optical fiber pH sensor based on lossy-mode resonances by means of thin polymeric coatings. Sens. Actuators B Chem. 2011, 155, 290-297. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  20. Ascorbe, J.; Corres, J.M.; Arregui, F.J.; Matías, I.R. Optical Fiber Current Transducer Using Lossy Mode Resonances for High Voltage Networks. J. Light. Technol. 2015, 33, 2504-2510. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  21. Sobaszek, M.; Dominik, M.; Burnat, D.; Bogdanowicz, R.; Stranak, V.; Sezemsky, P.;Śmietana, M. Optical monitoring of thin film electro-polymerization on surface of ITO-coated lossy-mode resonance sensor. In Proceedings of the 25th International Conference on Optical Fiber Sensors, Jeju, Korea, 24-28 April 2017. otwiera się w nowej karcie
  22. Smietana, M.; Szmidt, J.; Dudek, M.; Niedzielski, P. Optical properties of diamond-like cladding for optical fibres. Diam. Relat. Mater. 2004, 13, 954-957. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  23. Miller, D.J.; Biesinger, M.C.; McIntyre, N.S. Interactions of CO2 and CO at fractional atmosphere pressures with iron and iron oxide surfaces: One possible mechanism for surface contamination? Surf. Interface Anal. 2002, 33, 299-305. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  24. Wysocka, J.; Krakowiak, S.; Ryl, J. Evaluation of citric acid corrosion inhibition efficiency and passivation kinetics for aluminium alloys in alkaline media by means of dynamic impedance monitoring. Electrochim. Acta 2017, 258, 1463-1475. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  25. Villar, I.D.; Zamarreño, C.R.; Sanchez, P.; Hernaez, M.; Valdivielso, C.F.; Arregui, F.J.; Matias, I.R. Generation of lossy mode resonances by deposition of high-refractive-index coatings on uncladded multimode optical fibers. J. Opt. 2010, 12, 095503. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  26. Zubiate, P.; Zamarreño, C.R.; Sánchez, P.; Matias, I.R.; Arregui, F.J. High sensitive and selective C-reactive protein detection by means of lossy mode resonance based optical fiber devices. Biosens. Bioelectron. 2017, 93, 176-181. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  27. Dominik, M.; Siuzdak, K.; Niedziałkowski, P.; Stranak, V.; Sezemsky, P.; Sobaszek, M.; Bogdanowicz, R.; Ossowski, T.;Śmietana, M. Annealing of indium tin oxide (ITO) coated optical fibers for optical and electrochemical sensing purposes. In Proceedings of the 2016 Electron Technology Conference, Wisla, Poland, 11-14 September 2016. otwiera się w nowej karcie
  28. Śmietana, M.; Sobaszek, M.; Michalak, B.; Niedziałkowski, P.; Białobrzeska, W.; Koba, M.; Sezemsky, P.; Stranak, V.; Karczewski, J.; Ossowski, T.; et al. Optical Monitoring of Electrochemical Processes with ITO-Based Lossy-Mode Resonance Optical Fiber Sensor Applied as an Electrode. J. Light. Technol. 2018, 36, 954-960. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  29. Stranak, V.; Bogdanowicz, R.; Sezemsky, P.; Wulff, H.; Kruth, A.; Smietana, M.; Kratochvil, J.; Cada, M.; Hubicka, Z. Towards high quality ITO coatings: The impact of nitrogen admixture in HiPIMS discharges. Surf. Coat. Technol. 2018, 335, 126-133. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  30. Del Villar, I.; Zamarreño, C.R.; Hernaez, M.; Sanchez, P.; Arregui, F.J.; Matias, I.R. Generation of Surface Plasmon Resonance and Lossy Mode Resonance by thermal treatment of ITO thin-films. Opt. Laser Technol. 2015, 69, 1-7. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  31. Feng, L.; Oturan, N.; Hullebusch, E.D.; van Esposito, G.; Oturan, M.A. Degradation of anti-inflammatory drug ketoprofen by electro-oxidation: Comparison of electro-Fenton and anodic oxidation processes. Environ. Sci. Pollut. Res. 2014, 21, 8406-8416. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  32. Vidal, L.; Chisvert, A.; Canals, A.; Psillakis, E.; Lapkin, A.; Acosta, F.; Edler, K.J.; Holdaway, J.A.; Marken, F. Chemically surface-modified carbon nanoparticle carrier for phenolic pollutants: Extraction and electrochemical determination of benzophenone-3 and triclosan. Anal. Chim. Acta 2008, 616, 28-35. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  33. Wu, B.; Zhao, N.; Hou, S.; Zhang, C. Electrochemical Synthesis of Polypyrrole, Reduced Graphene Oxide, and Gold Nanoparticles Composite and Its Application to Hydrogen Peroxide Biosensor. Nanomaterials 2016, 6. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  34. Sun, Y.; Ren, Q.; Liu, X.; Zhao, S.; Qin, Y. A simple route to fabricate controllable and stable multilayered all-MWNTs films and their applications for the detection of NADH at low potentials. Biosens. Bioelectron. 2013, 39, 289-295. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  35. Murugananthan, M.; Latha, S.S.; Bhaskar Raju, G.; Yoshihara, S. Anodic oxidation of ketoprofen-An anti-inflammatory drug using boron doped diamond and platinum electrodes. J. Hazard. Mater. 2010, 180, 753-758. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  36. Yang, H.; Zhu, Y.; Chen, D.; Li, C.; Chen, S.; Ge, Z. Electrochemical biosensing platforms using poly-cyclodextrin and carbon nanotube composite. Biosens. Bioelectron. 2010, 26, 295-298. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  37. Kannan, P.; Chen, H.; Lee, V.T.-W.; Kim, D.-H. Highly sensitive amperometric detection of bilirubin using enzyme and gold nanoparticles on sol-gel film modified electrode. Talanta 2011, 86, 400-407. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  38. Oztekin, Y.; Tok, M.; Bilici, E.; Mikoliunaite, L.; Yazicigil, Z.; Ramanaviciene, A.; Ramanavicius, A. Copper nanoparticle modified carbon electrode for determination of dopamine. Electrochim. Acta 2012, 76, 201-207. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  39. Radi, A.-E.; Muñoz-Berbel, X.; Lates, V.; Marty, J.-L. Label-free impedimetric immunosensor for sensitive detection of ochratoxin A. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 1888-1892. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  40. Rahman, M.M.; Jeon, I.C. Studies of electrochemical behavior of SWNT-film electrodes. J. Braz. Chem. Soc. 2007, 18, 1150-1157. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  41. Nikitin, L.N.; Vasil'kov, A.Y.; Banchero, M.; Manna, L.; Naumkin, A.V.; Podshibikhin, V.L.; Abramchuk, S.S.; Buzin, M.I.; Korlyukov, A.A.; Khokhlov, A.R. Composite materials for medical purposes based on polyvinylpyrrolidone modified with ketoprofen and silver nanoparticles. Russ. J. Phys. Chem. A 2011, 85, 1190-1195. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  42. Bosselmann, S.; Owens, D.E.; Kennedy, R.L.; Herpin, M.J.; Williams, R.O. Plasma deposited stability enhancement coating for amorphous ketoprofen. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2011, 78, 67-74. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  43. Zhuo, N.; Lan, Y.; Yang, W.; Yang, Z.; Li, X.; Zhou, X.; Liu, Y.; Shen, J.; Zhang, X. Adsorption of three selected pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) onto MIL-101(Cr)/natural polymer composite beads. Sep. Purif. Technol. 2017, 177, 272-280. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  44. Thøgersen, A.; Rein, M.; Monakhov, E.; Mayandi, J.; Diplas, S. Elemental distribution and oxygen deficiency of magnetron sputtered indium tin oxide films. J. Appl. Phys. 2011, 109, 113532. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  45. Brumbach, M.; Veneman, P.A.; Marrikar, F.S.; Schulmeyer, T.; Simmonds, A.; Xia, W.; Lee, P.; Armstrong, N.R. Surface Composition and Electrical and Electrochemical Properties of Freshly Deposited and Acid-Etched Indium Tin Oxide Electrodes. Langmuir 2007, 23, 11089-11099. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  46. Li, Y.; Zhao, G.; Zhi, X.; Zhu, T. Microfabrication and imaging XPS analysis of ITO thin films. Surf. Interface Anal. 2007, 39, 756-760. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  47. Sanchez, P.; Zamarreño, C.R.; Hernaez, M.; Villar, I.D.; Fernandez-Valdivielso, C.; Matias, I.R.; Arregui, F.J. Lossy mode resonances toward the fabrication of optical fiber humidity sensors. Meas. Sci. Technol. 2012, 23, 014002. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
  48. Pickl, K.E.; Magnes, C.; Bodenlenz, M.; Pieber, T.R.; Sinner, F.M. Rapid online-SPE-MS/MS method for ketoprofen determination in dermal interstitial fluid samples from rats obtained by microdialysis or open-flow microperfusion. J. Chromatogr. B 2007, 850, 432-439. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
  49. Zakeri-Milani, P.; Barzegar-Jalali, M.; Tajerzadeh, H.; Azarmi, Y.; Valizadeh, H. Simultaneous determination of naproxen, ketoprofen and phenol red in samples from rat intestinal permeability studies: HPLC method development and validation. J. Pharm. Biomed. Anal. 2005, 39, 624-630. [CrossRef] [PubMed] otwiera się w nowej karcie
Źródła finansowania:
  • Działalność statutowa/subwencja
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 110 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Optical monitoring of electrochemical processes with ITO-based lossy-mode resonance optical fiber sensor applied as an electrode

2018

Electro-optical transducer based on indium-tin-oxide-coated optical fiber for analysis of ionized media

  • P. Sezemsky,
  • M. Koba,
  • P. Curda
  • + 3 autorów
2023

Electrochemical performance of indium-tin-oxide-coated lossy-mode resonance optical fiber sensor

2019

Study on Combined Optical and Electrochemical Analysis Using Indium-tin-oxide-coated Optical Fiber Sensor

  • M. Śmietana,
  • P. Niedziałkowski,
  • W. Białobrzeska
  • + 7 autorów
2019
Meta Tagi