zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2024-90-7-27-31zldm-2246Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISПрименение пьезоэлектрических сенсоров для определения аспартама в жидких средахApplication of piezoelectric sensors to aspartame determination in fluidsВыборныйА. Ю.VybornyiA. Yu.

Антон Юрьевич Выборный

394018, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1

Anton Yu. Vybornyi

1, Universitetskaya pl., Voronezh, 394018, Russia

ШуваловаО. А.ShuvalovaO. A.

Оксана Андреевна Шувалова

394018, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1

Oksana A. Shuvalova 

1, Universitetskaya pl., Voronezh, 394018, Russia

ЗябловA. Н.ZyablovA. N.

Александр Николаевич Зяблов

394018, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1

Alexander N. Zyablov 

1, Universitetskaya pl., Voronezh, 394018, Russia

alex-n-z@yandex.ruКаоНьят ЛиньCaoNhat Linh

Као Ньят Линь

57127, г. Нячанг, Нгуен Тхьен Тхуат, д. 30

Cao Nhat Linh

30, Nguyen Thien Thuat, Nha Trang, 57127, Vietnam

Воронежский государственный университетРоссияVoronezh State UniversityRussian FederationСовместный Российско-Вьетнамский тропический научно-исследовательский и технологический центр, Приморское отделение ,ВьетнамJoint Vietnam-Russia Tropical Science and Technology Research Center, Coastal BranchViet Nam2024270720249072731Copyright © Выборный А.Ю., Шувалова О.А., Зяблов A.Н., Као Н.Л., 20242024Выборный А.Ю., Шувалова О.А., Зяблов A.Н., Као Н.Л.Vybornyi A.Y., Shuvalova O.A., Zyablov A.N., Cao N.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/2246

Методом нековалентного импринтинга синтезирован молекулярно-импринтированный полимер (МИП) с отпечатком аспартама, использованный для модификации поверхности электрода пьезоэлектрического сенсора. Рассчитаны значения коэффициентов селективности и импринтинг-факторов полученного сенсора МИП-Е951 по отношению к целевым молекулам и к другим подсластителям, подтверждающие его способность селективно определять аспартам. Диапазон определяемых концентраций составляет 1 – 1 · 10–3 г/л, предел обнаружения аспартама — 5 · 10–4 г/л. При анализе модельных растворов установлено, что посторонние компоненты, обычно присутствующие в безалкогольных напитках, не мешают определению аспартама с использованием МИП-сенсора. Полученные результаты сравнили с данными референтного метода ВЭЖХ: показано, что результаты двух методов хорошо согласуются. Разработанный МИП-сенсор может быть использован для простого и экспрессного определения аспартама в безалкогольных напитках.

The study touches the development of piezoelectric sensors based on molecularly imprinted polymers (MIPs) with an aspartame imprint. The values of the imprinting factors and the selectivity coefficients of the developed sensor MIP-E951 in relation to target molecules and other sweeteners were calculated to confirm the ability of MIP -951 to selective detection of aspartame. The range of determined concentrations is 1 – 1 × 10–3 g/liter, the detection limit of aspartame is 5 × 10–4 g/liter. When analyzing model solutions, it was found that foreign components usually present in soft drinks do not interfere with the determination of aspartame using the developed sensor. The obtained sensors were tested for the determination of aspartame in soft drinks. Chromatographic analysis was used as a reference method. The results obtained by both methods indicate that piezo sensors can be successfully used for the analysis of aspartame in liquid media. The error of determination does not exceed 8%.

подсластительаспартампьезоэлектрические сенсорымолекулярно-импринтированные полимерыsweeteneraspartamepiezoelectric sensorsmolecularly imprinted polymersReferencesГромова О. А., Ребров В. Г. Сахарозаменители. Вопросы эффективности и безопасности применения / Трудный пациент. 2007. Т. 5. № 12 – 13. С. 47 – 49.Gromova O. A., Rebrov V. G. Sweeteners. Effecteveness and safety of application / Trudnyi Patsient. 2007. Vol. 5. N 12 – 13. P. 47 – 49 [in Russian].Santos N. C., De Araujo L. M., De Luca G. C., et al. Metabolic effects of aspartame in adulthood: A systematic review and meta-analysis of randomized clinical trials / Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2018. Vol. 58. N 12. P. 2068 – 2081. DOI: 10.1080/10408398.2017.1304358Santos N. C., De Araujo L. M., De Luca G. C., et al. Metabolic effects of aspartame in adulthood: A systematic review and meta-analysis of randomized clinical trials / Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2018. Vol. 58. N 12. P. 2068 – 2081. DOI: 10.1080/10408398.2017.1304358Hu H., Zhang P., Yin J., et al. The effect of aspartame on accelerating caspase-dependent apoptosis of pancreatic islet via ZIPK/STAT3/caspase 3 signaling pathway / J. Physiol. Biochem. 2024. Vol. 80. P. 53 – 65. DOI: 10.1007/s13105-023-00980-2Hu H., Zhang P., Yin J., et al. The effect of aspartame on accelerating caspase-dependent apoptosis of pancreatic islet via ZIPK/STAT3/caspase 3 signaling pathway / J. Physiol. Biochem. 2024. Vol. 80. P. 53 – 65. DOI: 10.1007/s13105-023-00980-2Landrigan P. J., Straif K. Aspartame and cancer — new evidence for causation / Environ. Health (London, UK). 2021. Vol. 20. P. 1 – 5. DOI: 10.1186/s12940-021-00725-yLandrigan P. J., Straif K. Aspartame and cancer — new evidence for causation / Environ. Health (London, UK). 2021. Vol. 20. P. 1 – 5. DOI: 10.1186/s12940-021-00725-yКазанцев А. В., Махонько М. Н. Сладкие безалкогольные газированные напитки современного промышленного производства и заболевания, обусловленные их употреблением / Бюллетень медицинских Интернет-конференций. 2014. Т. 4. № 11. С. 1253 – 1256.Kazantsev A. V., Makhon’ko M. N. Sweet non-alcoholic carbonated drinks of modern production and diseases caused by their drinking / Byull. Med. Internet-Konf. 2014. Vol. 4. N 11. P. 1253 – 1256 [in Russian].ГОСТ 30059–93. Напитки безалкогольные. Методы определения аспартама, сахарина, кофеина и бензоата натрия. — М.: Изд-во стандартов, 1996. — 6 с.Interstate Standard GOST 30059–93. Non-alcoholic drinks. Methods of determination of aspartame, saccharin, caffeine, and sodium benzoate. — Moscow: Izd. standartov, 1996. — 6 p. [in Russian].de Sousa R. C. S., de Fatima Gomides M., Costa K., et al. Optimization and Validation of an Analytical Method for the Determination of Sweeteners in Beverages by HPLC-ELSD / Food Anal. Methods. 2024. Vol. 17. P. 207 – 225. DOI: 10.1007/s12161-023-02562-wde Sousa R. C. S., de Fatima Gomides M., Costa K., et al. Optimization and Validation of an Analytical Method for the Determination of Sweeteners in Beverages by HPLC-ELSD / Food Anal. Methods. 2024. Vol. 17. P. 207 – 225. DOI: 10.1007/s12161-023-02562-wHamid M. A., Habib A., Mabrouk M., et al. Dual fluorescence-colorimetric sensor based on silver nanoparticles for determination of tobramycin in its pharmaceutical preparations / Spectrochim. Acta, Part A. 2023. Vol. 303. 123172. DOI: 10.1016/j.saa.2023.123172Hamid M. A., Habib A., Mabrouk M., et al. Dual fluorescence-colorimetric sensor based on silver nanoparticles for determination of tobramycin in its pharmaceutical preparations / Spectrochim. Acta, Part A. 2023. Vol. 303. 123172. DOI: 10.1016/j.saa.2023.123172Wenhao, Wanyi Xie, Shaoxi Fang, et al. Nanopore electrochemical sensors for emerging hazardous pollutants detection / Electrochim. Acta. 2024. Vol. 475. P. 143678. DOI: 10.1016/j.electacta.2023.143678Wenhao Ma, Wanyi Xie, Shaoxi Fang, et al. Nanopore electrochemical sensors for emerging hazardous pollutants detection / Electrochim. Acta. 2024. Vol. 475. P. 143678. DOI: 10.1016/j.electacta.2023.143678Gültekin A., Karanfil G., Kuş M., et al. Preparation of MIP-based QCM nanosensor for detection of caffeic acid / Talanta. 2014. Vol. 119. P. 533 – 537. DOI: 10.1016/j.talanta.2013.11.053Gültekin A., Karanfil G., Kuş M., et al. Preparation of MIP-based QCM nanosensor for detection of caffeic acid / Talanta. 2014. Vol. 119. P. 533 – 537. DOI: 10.1016/j.talanta.2013.11.053Лисичкин Г. В., Крутяков Ю. А. Материалы с молекулярными отпечатками: синтез, свойства, применение / Успехи химии. 2006. Т. 75. № 10. С. 998 – 1017.Lisichkin G. V., Krutyakov Yu. A. Molecularly imprinted materials: synthesis, properties, applications / Russ. Chem. Rev. 2006. Vol. 75. N 10. P. 901 – 918. DOI: 10.1070/RC2006v075n10ABEH003618Yeganegi A., Fardindoost S., Tasnim N., Hoorfar M. Molecularly imprinted polymers (MIP) combined with Raman spectroscopy for selective detection of Δ9-tetrahydrocannabinol (THC) / Talanta. 2024. Vol. 267. 1252721. DOI: 10.1016/j.talanta.2023.125271Yeganegi A., Fardindoost S., Tasnim N., Hoorfar M. Molecularly imprinted polymers (MIP) combined with Raman spectroscopy for selective detection of Δ9-tetrahydrocannabinol (THC) / Talanta. 2024. Vol. 267. 1252721. DOI: 10.1016/j.talanta.2023.125271Ву Х. И., Као Н. Л., Зяблов А. Н. Анализ свойств пленок молекулярно-импринтированных полимеров на основе полиимида / Сорбционные и хроматографические процессы. 2021. Т. 21. № 3. С. 360 – 368. DOI: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3469Vu H. I., Kao N. L., Zyablov A. N. Analysis of the properties of films of molecularly imprinted polymers based on polyimide / Sorb. Khromatogr. Prots. 2021. Vol. 21. N 3. P. 360 – 368 [in Russian]. DOI: 10.17308/sorpchrom.2021.21/3469Yahan Cui, Jie Ding, Yu Su, Lan Ding. Facile construction of magnetic hydrophilic molecularly imprinted polymers with enhanced selectivity based on dynamic non-covalent bonds for detecting tetracycline / Chem. Eng. J. (Amsterdam, Neth.). 2023. Vol. 52. Part 1. 139291. DOI: 10.1016/j.cej.2022.139291Yahan Cui, Jie Ding, Yu Su, Lan Ding. Facile construction of magnetic hydrophilic molecularly imprinted polymers with enhanced selectivity based on dynamic non-covalent bonds for detecting tetracycline / Chem. Eng. J. (Amsterdam, Neth.). 2023. Vol. 52. Part 1. 139291. DOI: 10.1016/j.cej.2022.139291Ruixia Gao, Yi Hao, Lili Zhang, et al. A facile method for protein imprinting on directly carboxyl-functionalized magnetic nanoparticles using non-covalent template immobilization strategy / Chem. Eng. J. (Amsterdsm, Neth.). 2016. Vol. 284. P. 139 – 148. DOI: 10.1016/j.cej.2015.08.123Ruixia Gao, Yi Hao, Lili Zhang, et al. A facile method for protein imprinting on directly carboxyl-functionalized magnetic nanoparticles using non-covalent template immobilization strategy / Chem. Eng. J. (Amsterdsm, Neth.). 2016. Vol. 284. P. 139 – 148. DOI: 10.1016/j.cej.2015.08.123Пат. РФ 137946, МПК H01L 41/08. Пьезоэлектрический сенсор на основе молекулярно-импринтированного полимера для определения олеиновой кислоты / Зяблов А. Н., Дуванова О. В., Володина Л. В. и др. № 2013144500/28. Опубл. 27.02.2014.RF Pat. 137946, MPK H01L41/08. Piezoelectric sinsor based on molecularly imprinted polymer for determination of oleic acid / Zyablov A. N., Duvanova O. V., Volodina L. V., et al. N 2013144500/28. Publ. 27.02.2014 [in Russian].Меренкова А. А., Жужукин К. В., Зяблов А. Н., Бельчинская Л. И. Определение формальдегида в производственных растворах пьезоэлектрическими сенсорами / Аналитика и контроль. 2021. Т. 25. № 2. С. 140 – 145. DOI: 10.15826/anakitika.2021.25.2.003Merenkova A. A., Zhuzhukin K. V., Zyablov A. N., Belchinskaya L. I. Determination of formaldehyde in production solutions using the piezoelectric sensors / Anal. Kontrol’. 2021. Vol. 25. N 2. P. 140 – 145 [in Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.