Electrical studies of methacrylic acid hydrogels molecularly imprinted with hydrocortisone

Abstract

Electrical studies of cross-linked methacrylic acid hydrogels molecularly imprinted with hydrocortisone were conducted by means of electrical resistivity estimates. A factorial experimental design method was followed to investigate the effect of several factors (hydrogel morphologies, solution pH, hydrocortisone concentration and signal frequency) and interactions between them in the electrical resistance of the hydrogels. It was possible to identify and sort by significance the factors that had the most effect in the electrical response of the hydrogels. Of the studied factors the solution pH had the most significant effect on the electrical response of hydrogels while frequency was the least significant. In average, the response of every combination tested at saturation levels of hydrocortisone concentration (0.24 mg/ml) for the molecularly imprinted group more than doubled the response of the non-imprinted group. Sensitivity and selectivity studies were performed with favorable outcomes at intermediate concentrations (0.12 mg/ml) of hydrocortisone in solution. Finally, this study presents a methodology which can be employed to characterize the electrical response of hydrogels that, when combined with statistical fundamentals, could aid in finding an optimum operating region for an application while reducing the number of testing iterations.

La caracterización eléctrica de hidrogeles entrecruzadas de acido metacrilico con impresión molecular con hidrocortisona fue efectuada a través de estimados de resistencia eléctrica. Un diseño de experimento factorial fue desarrollado con el fin de investigar el efecto de varias variables (morfología de los hidrogeles, pH de la solución, concentración de hidrocortisona y frecuencia de la señal) e interacciones entre las mismas en la resistencia eléctrica de los hidrogeles. Fue posible identificar y ordenar por significancia las variables que tuvieron mayor efecto en la respuesta eléctrica de los hidrogeles. El valor de pH resultó ser el factor más significativo en la respuesta eléctrica de los hidrogeles, mientras que la frecuencia fue el factor menos significativo. En promedio la respuesta de los hidrogeles con impresión molecular fue al menos el doble que las del grupo de control en todas pruebas efectuadas a niveles de saturación de hidrocortisona (0.24 mg/ml) en solución. Estudios de sensitividad y selectividad fueron efectuados con resultados favorables a concentraciones intermedias (0.12 mg/ml) en solución de hidrocortisona. Finalmente, este estudio presenta una metodología que puede ser utilizada para caracterizar la respuesta eléctrica de hidrogeles que al ser combinada con fundamentos estadisticos puede ayudar a encontar un punto de operación optimo para una aplicación mientras se reduce el número de iteracciones durante la fase experimental.