Determination of Some Neurochemical Compounds in Brain Tissue by Voltammetry

Abstract

Dopamin (DA) ve Serotonin (5-HT) moleküllerinin, pek çok beyin fonksiyonunun kontrolünde ve düzeninde nörotransmiter olarak davrandıkları çok iyi bilinmektedir. Bu çalışmada; sıçan beyin dokusundan mikrodiyaliz yöntemiyle toplanan örneklerde DA ve 5-HT′nin in vitro ölçümleri için yeni kimyasal modifiye elektrotların uygulanabilirliği araştırılmıştır. Bu nedenle; poli-glutamik asid (PGA) ve poli-taurin modifiye karbon pasta elektrot (CPE) tasarlanmış ve bu biyomoleküllerin elektrokimyasal davranışlarının incelenmesi için kullanılmıştır. Moleküllerin elektrokimyasal özelliklerinin ayrıntılı çalışması; işlem görmemiş ve modifiye edilmiş karbon pasta elektrotlar kullanılarak dönüşümlü, diferansiyel puls ve kare-dalga voltametrisi teknikleriyle gerçekleştirilmiştir. Elektrot tepkime işlemini etkileyen deneysel koşullar (pH, modifiye edicilerin derişimi, elektro-polimerizasyon döngü sayısı, gerilim tarama hızı) araştırılmıştır. DA ve 5-HT′nin sırasıyla 1.0×10-8 M (1.53 ng mL-1) ve 4.8×10-9 M (0.85 ng mL-1) gözlenebilirlik sınırı değerlerine sahip olan tayininde PGA/CPE elektrot varlığında kare-dalga voltametrisi kullanılmıştır. PGA/CPE elektrotunun elektrokimyasal yanıtı artırmış olmasından yararlanılarak, önerilen voltametrik yöntem sıçan beyninin corpus striatum bölgesinden alınan mikrodiyaliz örneklerine başarıyla uygulanmıştır.

Dopamine (DA) and Serotonin (5-HT) are well known to act as neurotransmitters in the control and regulation of many brain functions. In the current work, the practical applicability of novel chemically modified electrodes was demonstrated for the in vitro measurement of DA and 5-HT in rat brain after using of microdialysis sampling. For this purpose, poly-glutamic acid (PGA) and poly-taurin modified carbon paste electrodes (CPE) were fabricated and used to investigate the electrochemical behavior of these biomolecules. A detailed study of the electrochemical properties of these compounds at bare and chemically modified CPEs was carried out by means of cyclic, differential pulse and square-wave voltammetry. The experimental conditions that affect the electrode reaction process were studied in terms of pH, concentration of glutamic acid, electro-polymerization cycle and scan rate. Square-wave voltammetry at PGA/CPE could be used to determine DA and 5-HT with detection limits of 1.0×10-8 M (1.53 ng mL-1) and 4.8×10-9 M (0.85 ng mL-1), respectively. Taking advantage of the enhanced electrochemical response of PGA/CPE, the application of the proposed voltammetric method was satisfactory for the in vitro measurements of DA and 5-HT in microdialysis samples deriving from corpus striatum of rat brain.