Olovu se v poslední době věnuje značná pozornost kvůli jeho nepříznivým účinkům na životní prostředí a lidské zdraví.(Omar et al., 2019). Pro stanovení olova se kromě tradičních metod, jako je např. vysokoúčinná kapalinová chromatografie nebo atomová fluorescenční spektrometrie, hojně využívají také elektrochemické senzory (Li et al., 2021). Pro stanovení iontů Pb2+ se zkoušeli sestrojit elektrochemické senzory jež byly založeny na modifikaci skleněné uhlíkové elektrody (GCE) jednak deriváty celulózy tak i cyklodextríny (CD). Tyto materiály byly zvoleny z důvodů poměrně dobré cenové dostupnosti, relativně jednoduché aplikace na povrch elektrody, také tyto materiály disponují funkčními skupinami, jež mohou na sebe vázat toxické kovy a jsou přírodního původu. Dalším faktorem pro zvolení derivátů celulózy a CD byl fakt, že tyto materiály se pro přípravu senzorů těžkých kovů většinou používají jen jako nosný substrát (Daniel et al., 2020; Senna et al., n.d.), a tak jsme chtěli dokázat, zda by se dali využít jako matrice vázající analyt. Z derivátů celulózy se GCE modifikovaly karboxymethylcelulózou (CMC) tak i hydroxyethylcelulózou (HEC). Modifikace spočívala v nanesení vodného roztoku derivátu celulózy na povrch elektrody a následném umístění do sušárny kde se nechaly po dobu 1 h při 110 °C sušit. Samotné deriváty celulózy byly ale rozpustné, což mělo za následek neudržení na povrchu elektrody, proto bylo přistoupeno k síťování těchto derivátů pomocí kyseliny citronové, čímž se vyřešila fixace na povrch elektrody. Při této modifikaci se na povrch elektrody nanesly vodné roztoky derivátu celulózy smíchané z vodným roztokem kyseliny citronové. Z výsledků vyplívá, že nejvyšší citlivost vykazovala elektroda modifikovaná HEC síťovaná kyselinou citronovou, ale elektroda modifikovaná CMC síťovanou kyselinou citronovou měla zase lepší mez detekce. Vůbec poprvé tak byly použity uhlíkové elektrody potažené udržitelnými deriváty celulózy zesíťovanými kyselinou citrónovou pro elektrochemickou detekci Pb2+ (Sotolářová et al., 2021). Stejně jako u derivátů celulózy i β-CD se v této práci poprvé testoval jako modifikátor zlepšující detekční vlastnosti elektrochemického senzoru Pb2+. Modifikace elektrod se prováděla elektropolymerizací β-CD pomocí cyklické voltametrie. Ze srovnání s elektrodou bez elektropolymerizovaného CD lze usoudit, že přítomnost β-CD zlepšuje citlivost i mez detekce elektrody. Takto připravené elektrody, ať už modifikované deriváty celulózy nebo CD, můžeme navíc označit za šetrné k životnímu prostředí.
Tento projekt vznikl za finanční podpory Interní grantové agentury. Číslo projektu IGA/2022/006.
Daniel, A. B., Zahir, E., Hussain, I., Naz, S., & Asghar, M. A. (2020). Citric acid modified cellulose: a cost effective adsorbent for the immobilization of Cr (III) ions from the aqueous phase. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 1–13. https://doi.org/10.1080/15567036.2020.1773963
Li, D., Qiu, X., Guo, H., Duan, D., Zhang, W., Wang, J., Ma, J., Ding, Y., & Zhang, Z. (2021). A simple strategy for the detection of Pb(II) and Cu(II) by an electrochemical sensor based on Zn/Ni-ZIF-8/XC-72/Nafion hybrid materials. Environmental Research, 202. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.111605
Omar, S., Muhamad, M. S., Te Chuan, L., Hadibarata, T., & Teh, Z. C. (2019). A Review on Lead Sources, Occurrences, Health Effects, and Treatment Using Hydroxyapatite (HAp) Adsorbent Made from Fish Waste. In Water, Air, and Soil Pollution (Vol. 230, Issue 12). Springer. https://doi.org/10.1007/s11270-019-4312-9
Senna, D., Tan, Y., Grace, M., Impas, W., Camacho, D. H., & Palisoc, S. T. (n.d.). PAPER-BASED ELECTRODE USING CLADOPHORA CELLULOSE-POLYANILINE COMPOSITE FOR ELECTROCHEMICAL QUANTIFICATION OF TOXIC LEAD (II).
Sotolářová, J., Vinter, Š., & Filip, J. (2021). Cellulose derivatives crosslinked by citric acid on electrode surface as a heavy metal absorption/sensing matrix. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 628. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2021.127242