Василий Григорьевич Амелин
600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87
123022, Москва, Звенигородское шоссе, д. 2 5
Vasily G. Amelin
87, Gor’kogo ul., Vladimir, 600000
5, Zvenigorodskoye shosse, Moscow, 123022
Зин Алабдин Чалави Шаока
600000, г. Владимир, ул. Горького, д. 87
Zen Alabden Ch. Shogah
87, Gor’kogo ul., Vladimir, 600000
Дмитрий Сергеевич Большаков
600005, г. Владимир, ул. Токарева, д. 2 5
Dmitry S. Bolshakov
5, Tokareva ul., Vladimir, 600005
Алексей Викторович Третьяков
123022, Москва, Звенигородское шоссе, д. 2 5
Alexey V. Tretyakov
5, Zvenigorodskoye shosse, Moscow, 123022
Изучена возможность идентификации и определения антибиотиков тетрациклинового ряда (тетрациклина, доксициклина, окситетрациклина, демеклоциклина, метациклина и хлортетрациклина) в природных водах с использованием цифровой цветометрии по сенсибилизированной флуоресценции европия (III) на его гидроксиде. Установлено, что комплексы европия (III) с тетрациклинами в щелочной среде адсорбируются на гидроксиде европия с сохранением их флуоресцентных свойств. При облучении осадка монохроматическим ультрафиолетовым излучением наблюдается розовая флуоресценция. Измерение цветометрических параметров осадка в аддитивной системе RGB после его центрифугирования проводили с помощью смартфона. Использование хемометрического анализа позволяет сократить время определения и визуализировать данные исследования. Обработку массива данных проводили методами главных компонент, иерархического кластерного анализа и метода k-средних c применением программного обеспечения XLSTAT. Дополнительное привлечение хемометрических методов для обработки аналитического сигнала способствует увеличению достоверности идентификации аналитов. Используемые в работе подходы позволяют количественно оценить содержание антибиотиков в водных объектах. Градуировочные зависимости для определения тетрациклина с использованием методов главных компонент и k-средних имеют логарифмический вид и линейны в диапазонах определяемых содержаний — 0,005 – 0,1 мкг/мл (R2≥ 0,99). Предложена методика определения содержания антибиотиков тетрациклинового ряда в природных водах, которая отличается простотой и доступностью аппаратурного состава. Экологичность предполагает обязательность малым набором неорганических солей, пищевых добавок для концентрирования хелатных комплексов тетрациклинов с ионами европия (III) на его гидроксиде. Применение мобильных цифровых технологий (смартфонов) и современных программных продуктов для обработки данных высокой частоты экспресс-методологии. Апробация методики проведена с использованием пробы речной воды, ее правильность определения метода применения. Относительная погрешность результатов анализа не превышает 15 %.
The possibility of identification and determination of tetracycline antibiotics (tetracycline, doxycycline, oxytetracycline, demeclocycline, metacycline and chlortetracycline) in natural water using digital colorimetry based on sensitized fluorescence of Eu (III) on europium hydroxide is studied. It is shown that complexes of Eu (III) with tetracyclines in an alkaline medium are adsorbed on europium hydroxide with preservation of their fluorescent properties. When the precipitate is irradiated with monochromatic ultraviolet light, pink fluorescence is observed. The colorimetric parameters of the precipitate in the RGB additive system after centrifugation were measured using a smartphone. The use of chemometric analysis provides shortening of the analysis procedure and visualizing of data obtained. The data set was processed using principal component analysis (PCA), hierarchical cluster analysis (HCA), and k-means method with XLSTAT software. The additional use of chemometric methods for processing of the analytical signal contributes to an increase in the reliability of the analyte identification. The methods used in the study make it possible to quantify the content of antibiotics in water bodies. The calibration dependences in the methods of principal components and k-means have a logarithmic form and are linear in the ranges of the determined contents — 0.005 – 0.1 μg/ml (R2 ≥ 0.99). The developed method for determining the total content of tetracycline antibiotics in natural waters is easy to use and is characterized by the availability of instrumentation. The environmental friendliness of this approach is attributed to a small set of inorganic salts required for concentration of the chelate complexes of tetracyclines with Eu (III) ions on europium hydroxide. The use of mobile digital technology (smartphones) and modern software products for data processing contributes to the development of rapid analysis. The approbation of the method was carried out using a sample of river water, the correctness of the analysis was proved by the spike test. The relative error of the analysis results does not exceed 15%.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.