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Introdução: a olanzapina é um dos fármacos antipsicóticos benzodiazepínicos mais usados no mundo. Apesar da sua eficiência, em concentrações excessivas, ela sói ser tóxica, como quaisquer outros fármacos desta classe. Assim, neste trabalho, se avaliou, pela primeira vez, a possibilidade da detecção eletroquímica do fármaco olanzapina, assistida pelo compósito do oxihidróxido de cobalto (III), emparelhado com o dióxido, com um corante esquaraínico. Método: o modelo matemático trivariante correspondente inclui dois cenários de oxidação do fármaco, possíveis para o caso, incluindo a eletropolimerização indireta da molécula da benzodiazepina condensada, bem como a oxidação do fármaco pelo átomo do enxofre. Este modelo tem sido desenvolvido e analisado mediante a teoria de estabilidade linear e análise de bifurcações. Resultados e discussão: a análise do modelo há mostrado que a hibridez do mecanismo do processo eletroanalítico, aliada à composição e descomposição dos compostos iônicos aquando da sua realização, aumenta a probabilidade da ocorrência do comportamento oscilatório, em relação ao caso mais simples e mais comum. No entretanto, a instabilidade oscilatória se realiza nos valores dos parâmetros, que estão além do limite de detecção. Por sua vez, o estado estacionário se obtém e se mantém facilmente, indicando um processo eletroanalítico eficiente, controlado pela difusão do analito. Conclusões: trata-se de um processo eletroanalítico eficiente, em que o composto de cobalto funciona como substância ativa, e o corante desempenha o papel de mediador
SUMMARY Introduction: olanzapine is one of the most used antipsychotic drugs in the world. Although it is efficient, it may be toxic in excess. Therefore, in this work the possibility of olanzapine electrochemical determination over an electrode, modified by the cobalt (III) oxyhydroxide in pair with its dioxide in a composite with squaraine dye. Methods: the trivariant correspondent mathematical model includes two scenarios of the drug oxidation, possible for the case, including the indirect electropolymerization of the condensed benzodiazepine molecule, like also its oxidation by sulfur atom. This model has been developed and analyzed by means of stability theory and bifurcation analysis. Results and discussion: the analysis of the model has shown that the mechanism hybridity of the electroanalytical process, alongside with the formation and decomposition of ionic compounds during its realization, augments the possibility for the oscillatory behavior realization, relatively to the simplest and commonest case. Nevertheless, the oscillatory instability is realized in parameter values far beyond the detection limit. On the other hand, the stable steady-state is easy to obtain and maintain, indicating an efficient electroanalytical process, controlled by the analyte diffusion. Conclusions: the electroanalytical process is efficient. The cobalt compound is acting as an active substance, and the dye is the mediator.
Introducción: la olanzapina es uno de los fármacos antipsicóticos más utilizados en el mundo. Aunque es eficaz, puede resultar tóxico en exceso. Por tanto, en este trabajo se plantea la posibilidad de la determinación electroquímica de olanzapina sobre un electrodo, modificado por el oxihidróxido de cobalto (III) en pareja con su dióxido en un composito con colorante de escuaraína. Métodos: el modelo matemático correspondiente incluye dos escenarios de oxidación del fármaco, posibles para el caso, que incluyen la electropolimerización indirecta de la molécula de benzodiazepina condensada, así como su oxidación por átomo de azufre. Este modelo ha sido desarrollado y analizado mediante teoría de estabilidad y análisis de bifurcación. Resultados y discusión: el análisis del modelo ha demostrado que el mecanismo de hibridación del proceso electroanalítico, junto con la formación y descomposición de compuestos iónicos durante su realización, aumenta la posibilidad de realización del comportamiento oscilatorio, relativamente al caso más simple y común. Sin embargo, la inestabilidad oscilatoria se realiza en valores de parámetros mucho más allá del límite de detección. Por otro lado, el estado estacionario estable es fácil de obtener y mantener, lo que indica un proceso electroanalítico eficiente, controlado por la difusión del analito. Conclusiones: el proceso electroanalítico es eficiente. El compuesto de cobalto actúa como sustancia activa y el colorante es el mediador.
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RESUMO O desempenho dos polímeros condutores dos corantes azoicos durante a detecção eletroquímica de indigo-carmim foi investigado do ponto de vista teórico, sendo o modelo, correspondente ao caso, descrito e analisado mediante a teoria de estabilidade lineal e da análise de bifiircações. Foi mostrado que o sistema eletroanalítico depende fortemente do pH, pois as concentrações excessivas dos prótons levam à ineficiência eletroanalítica, haja vista o bloqueio dos centros ativos da reação. No entretanto, malgrado o supracitado, os polímeros dos corantes azoicos são modificadores eficientes para determinação do indigo-carmim. A possibilidade das instabilidades oscilatória e monotônica também foi verificada.
SUMMARY The function of the conducting polymers of azo-dyes during the indigo-carmine electrochemical detection has been investigated from the theoretical point of view. The correspondent model has been described and analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. It has been shown that the electroanalytical system depends strongly on pH, as the excessive protons concentrations drive the system to the electroanalytical inefficiency, as they block the reaction active sites. Nevertheless, despite of the mentioned, the azo-dyes conducting polymers are efficient modifiers for indigo-carmine electrochemical determination. The possibility of oscillatory and monotonic instabilities has also been verified.
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RESUMO Pela primeira vez, foi feita uma abordagem teórica do desempenho dos novos derivados triazólicos durante a determinação química dos alcaloides acridínicos do grupo insubosina, na presença de uma concentração pequena de um composto de ligação. A detecção eletroanalítica é realizada mediante um mecanismo híbrido, envolvendo ou não a formação de novos compostos iónicos. É possível mostrar que o estado estacionário é estabilzado, apesar de a região topológica, que lhe é correspondente, ser mais estreita que no caso da detecção mais comum. O comportamento oscilatório, neste caso, é mais provável que nos casos mais comuns, mas o fator adicional é relacionado apenas com a introdução de um composto de ligação.
SUMMARY For the first time, a theoretical investigation of novel triazolic derivatives during the chemical determination of acridinic alkaloids of insubosin group in the presence of the presence of the small quantity of the link compound has been realized. The electrochemical determination is realized by a hybrid mechanism, involving or not the formation of novel ionic compounds. It is possible to show that the steady-state is stabilized, despite ofthe narrower correspondent topological region, while compared to the more common detection case. The oscillatory behavior is more probable than in more common cases, due to the introduction of the link compound.
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RESUMO O desempenho do polímero condutor, dopado pelo íon triiodeto, na detecção eletroquímica do ácido ascórbico foi avaliado matematicamente. O modelo matemático, correspondente ao sistema, foi desenvolvido e analisado mediante a teoria de estabilidade linear e de bifurcações. Verificou-se que o polímero condutor pode servir de excelente modificador de elétrodo para a detecção do ácido ascórbico, sendo o triiodeto a substância ativa, e o polímero condutor o mediador. O estado estacionário mantém-se estável facilmente, o que corresponde à vasta zona da linearidade da dependência entre a concentração do fármaco e o parâmetro eletroquímico. A possibilidade das instabilidades oscilatória e monotônica também foi verificada.
SUMMARY The function of the conducting polymer, doped by triiodide ion in the electrochemical determination of the ascorbic acid has been mathematically evaluated. The mathematical model, correspondent to the system, was developed and analyzed by linear stability theory and bifurcation analysis. It was confirmed that the conducting polymer might be an excellent electrode modifier for ascorbic acid determination. The triiodide ion acts as the active substance, and the conducting polymer, as a mediator. The stable steady-state is easy maintain, which is correspondent to the vast zone of the linear dependence between the drug concentration and electrochemical parameter The possibility of oscillatory and monotonic instabilities has also been verified.
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RESUMO A possibilidade do uso de um novo derivado de acridina, munido de um grupo doador de elétrons, como modificador de elétrons para a detecção do conteúdo total do ácido gálico em goma de alfarroba tem sido avaliada mediante uma análise teórica. O modelo matemático correspondente foi analisado mediante a teoria de estabilidade linear e análise de bifurcações. Foi mostrado que o derivado fosfazoico da acridina pode servir de modificador eficiente para a detecção eletroanalítica do conteúdo total do ácido gálico em alfarroba. As causas dos comportamentos oscilatório e monotônico também foram detectadas.
SUMMARY The possibility of the use of the novel acridinic derivative, containing an electron donor moiety in the total gallic acid content determination in carob gum has been evaluated by means of a theoretical analysis. The correspondent mathematical model has been analyzed by linear stability theory and bifurcation analysis. It was shown that the phosphazoic acridine derivative may serve as an efficient electrode modifier for electroanalytical determination of the total content of gallic acid in carob. The causes for the oscillatory and monotonic behavior have also been stipulated.
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RESUMO Um caso interessante da aplicação dos polímeros condutores funcionalizados na análise do fármaco hidroxizina em soluções ácidas vem sendo descrito do ponto de vista teórico. Um modelo matemático, correspondente ao caso, é desenvolvido e analisado mediante a teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. Foi detectado que o uso de um polímero condutor de natureza ácida no processo pode deixar o uso das soluções menos ácidas do fármaco sem prejuízo para a eficiência eletroanalítica. Outrossim, foi avaliada a influência para o processo do comportamento dos grupos amina. A possibilidade das instabilidades oscilatória e monotônica também foi verificada.
SUMMARY An interesting case of the application of the functionalized conducting polymer in the analysis of hydroxyzine drug in acid solutions is described from the theoretical point of view. A mathematical model, correspondent to the case, is developed and analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. It was detected that the use of an acid conducting polymer may permit the use of less acid solution without mischief of the electroanalytical efficiency. Moreover, the influence of the aminogroups' behavior to the process was also evaluated. The possibility of the oscillatory and monotonic instabilities has also been verified.
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RESUMO A possibilidade da detecção eletroquímica de tramadol in vivo e in vitro por meio do sensor, baseado em oxihidróxido de cobalto trivalente e no seu compósito com polímeros condutores, foi avaliada do ponto de vista mecanístico. O modelo matemático, correspondente ao mecanismo de oxidação sugerido, foi desenvolvido e analisado, mediante a teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. Foi detectado que CoO(OH) pode aplicar-se na detecção eletroquímica de tramadol nos valores de pH neutros e levemente alcalinos, correspondentes à oxidação mais eficiente do composto. A possibilidade da aparição de instabilidades oscilatória e monotônica também foi verificada.
SUMMARY The possibility of tramadol in vivo and in vitro electrochemical determination by means of the sensor, based on cobalt (III) oxyhydroxide and its composite with conducting polymers was evaluated from the mechanistic point of view. The mathematical model, correspondent to the suggested mechanism, was developed and analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. It was shown that CoO(OH) may be applied to the tramadol electrochemical determination in neutral and lightly alkaline pH values, correspondent to the more efficient oxidation of the compound. The possibility of oscillatory and monotonic instabilities has also been modified.
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O desempenho de poli-2-mercaptobenzimidazol na detecção eletroquímica de colesterol foi avaliado fenomenológica e matematicamente. O modelo matemático correspondente foi desenvolvido e analisado por meio de teoria de estabilidade lineal e análise de bifurcações. Os dados teóricos foram comparados com os experimentais e com os teóricos para os sistemas análogos.
The electroanalytical function of poly-2-mercaptobenzimidazole in cholesterol electrochemical detection was evaluated phenomenologically and mathematically. The corresponding mathematical model was developed and analyzed by linear stability theory and bifurcation analysis. The theoretical data were compared with the experimental data and with theoretical data for analogous systems.
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O desempenho do sensor de nitrito, baseado no elétrodo, modificado pelo sistema de hexacianoferratos (II) e (III) como mediador, foi descrito matematicamente, sendo o modelo matemático correspondente analisado mediante a teoria de estabilidade lineal e análise de bifurcações. O modelo foi comparado com os análogos e com os sistemas experimentais.
The work of nitrite sensor, based on the electrode, modified by the system of hexacianoferrates (II) and (III) as mediator, was mathematically described, and the corresponding mathematical model was analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. The model was compared with its analogues and experimental systems.
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Neste trabalho vem sendo descrito matematicamente o desempenho do sensor eletroquímico de dopamina, baseado no elétrodo da pasta de carbono, modificado pelos nanotubos de carbono e fragmentos da banana. O modelo matemático correspondente foi analisado por meio da teoria de estabilidade linear e análise de bifurcações. A modelagem, além de explicar o comportamento do sensor, fornece as informações adicionais, como a dependência do desempenho do sensor da espécie de banana usada.
In this work, the function of the electrochemical dopamine sensor, based on carbon paste electrode, modified by nanotubes and banana tissues, is mathematically described. The correspondent mathematical model was analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. The modeling, besides of explaining the sensor's behavior, gives the additional information, like dependence of the work of the sensor of the type of banana used.
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Para o processo da eletrooxidação da hidrazina sobre a camada do composto carbonílico derivado de ferroceno, foi sugerido o mecanismo do desempenhoeletroanalítico. Para ele, também foi desenvolvido e analisado (por meio da teoria de estabilidade lineal e análise de bifurcações) o modelo matemático, capaz de descrever os processos no sistema. Os resultados da modelagem foram comparados com os experimentais, bem como com os teóricos, observados para sistemas análogos.
For the process of hydrazine electrooxidation over the layer of ferrocene-carbonylic derivative, the electroanalytic functionmechanism has been suggested. Also there has been developed and analyzed (by means of linear stability theory and bifurcation analysis) the mathematical model, capable to describe the processes in the system. The results of the modeling have been compared with experimental and theoretical for analogous systems.
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O desempenho de sensores e biossensores de pH, baseados nos polímeros condutores, usados no modo de voltagem constante para medir o pH da cavidade bucal, foi descrito matematicamente. Por meio da análise do respetivo modelo, foram inferidas as condições da melhor precisão do indicador, da multiplicidade de estado estacionário e do comportamento oscilatório em parâmetro eletroquímico.
The work of pH-sensors and biosensors, based on conducting polymers, used in constant-voltage mode for mouth cavity pH-measurement, was mathematically described. By the analysis of the respective model, the best accuracy of the indicator, the steady-states´ multiplicity and oscillatory behavior conditions were derived.
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O comportamento de elétrodos modificados por camada de ferroceno nos processos da eletrooxidação de certos compostos orgânicos em meios neutro e ácido foi descrito matematicamente, sendo os modelos correspondentes analisados por meio da teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. Através da comparação dos modelos foi avaliada a influência do pH ao comportamento dos elétrodos, modificados por ferroceno.
The behavior of the electrodes modified by ferrocene layer in the electrooxidation of certain organic compounds in neutral and acid media was mathematically described and the mathematical models were analyzed by linear stability theory and bifurcation analysis. Comparing the models, the influence of pH on the electrodes´ behavior was evaluated.
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O comportamento dos sensores e biossensores eletroquímicos, baseados nos polímeros condutores (pc), no processo da detecção de duas substâncias com um grupo funcional comum foi matematicamente descrito, sendo o respectivo modelo analisado por meio da teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. Foram inferidas as condições de estabilidade do estado estacionário, como também das instabilidades oscilatória e monotônica. Também foi demonstrada a ligação entre este modelo e os descritos anteriormente.
The behavior of the electrochemical sensors and biosensors, based on conducting polymers (cp) in the detection process for two substances with a common functional group has been described mathematically and the respective model was analyzed by the linear stability theory and bifurcational analysis. The conditions for the stability of the steady-state, for the oscillatory and monotonic instability have been inferred. The connection between the present model and the yet described has been shown.
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O desempenho de biossensores eletroquímicos baseados em polímeros condutores (PC), modificados pelos fragmentos da enzima, foi descrito matematicamente nos modos potenciostático e potenciodinâmico de voltagem constante. Os modelos matemáticos foram analisados por meio da teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. As condições da estabilidade dos estados estacionários foram inferidas com o uso dos requisitos da estabilidade do estado estacionário para os sistemas de duas dimensões (para o modo potenciostático) e usando o critério de Routh- Hurwitz (para o modo potenciodinâmico de voltagem constante). As causas das oscilações eletroquímicas, possíveis durante o funcionamento do sensor, são: a influência da oxidação eletroquímica dos redutores fortes, que se formam durante a reação específica entre o polímero e o analito, sobre a camada dupla e também a formação da forma menos condutora do polímero (para o modo potenciodinâmico). Caso a detecção se realize por meio das reações autocatalíticas, estas também são responsáveis pelo comportamento oscilatório no processo.
The work of CP-based biosensors was described mathematically in potentiostatic and potentiodynamic mode with constant voltage was mathematically described. The mathematical models were analyzed by linear-stability theory and bifurcation analysis. The stable-state conditions were derived by using the stable-state requirements for 2-dimensional systems (for the potentiostatic mode) and Routh-Hurwitz criterion (for the potentiodynamic mode). The causes for the oscillatory behavior are the influence of the anodic oxidation of strong reducents forming during the work of the sensor and the formation of the less conductive polymer form (for the potentiodynamic mode). For the case of the presence of autocatalytic stage, its influence is the third oscillations´ cause. The causes of monotonic instability and respective critical values of parameters for potentiostatic mode were also found.
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Given the increasing demand for practical and low-cost analytical techniques, biosensors have attracted attention for use in the quality analysis of drugs, medicines, and other analytes of interest in the pharmaceutical area. Biosensors allow quantification not only of the active component in pharmaceutical formulations, but also the analysis of degradation products and metabolites in biological fluids. Thus, this article presents a brief review of biosensor use in pharmaceutical analysis, focusing on enzymatic electrochemical sensors.
Em virtude do aumento da demanda por técnicas analíticas simples e de baixo custo, os biossensores têm atraído a atenção para a análise de fármacos, medicamentos e outros analitos de interesse em controle de qualidade de medicamentos. Os biossensores permitem a quantificação não somente de princípio ativo em formulações farmacêuticas, mas também de produtos de degradação e metabólitos em fluídos biológicos, bem como análise de amostras de interesse clínico e industrial, além de possibilitar a determinação de enantiômeros. Desta forma, este artigo objetiva fazer uma breve revisão a respeito do emprego de biossensores em análise farmacêutica, com ênfase em sensores eletroquímicos enzimáticos.
