Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Модифицированные планарные сенсоры для определения некоторых цефалоспориновых антибиотиков в биологических и лекарственных средах

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-9-5-13

Полный текст:

Аннотация

Экспрессное определение цефалоспориновых антибиотиков в биологических жидкостях необходимо для оценки физиологических и биохимических процессов, протекающих в организме. Разработаны планарные немодифицированные и модифицированные полианилином (0,3 – 1 %), наночастицами NiZnFeO и их бинарными смесями потенциометрические сенсоры различных типов на основе ассоциатов тетрадециламмония (ТДА) с комплексными соединениями серебро(I) — β-лактам, чувствительные к цефазолину (Cef), цефуроксиму (Cefur) и цефтриаксону (Ceftr). В сенсорах I типа электродно-активные компоненты (ЭАС) и модификаторы вносили в углеродсодержащие чернила, в сенсорах II типа использовали поливинилхлоридные пластифицированные немодифицированные и модифицированные мембраны на основе [Ag2(Ceftr)2]2 · 2ТДА. Оценены электроаналитические и операционные характеристики немодифицированных и модифицированных планарных сенсоров в водных растворах цефазолина, цефуроксима, цефтриаксона и на фоне ротовой жидкости. Показано, что введение модификаторов в углеродсодержащие чернила сенсоров приводит к стабилизации их потенциала, увеличению угловых коэффициентов электродных функций, снижению предела обнаружения антибиотиков до 1,7 · 10–5 моль/л, уменьшению времени отклика и дрейфа потенциала. Наиболее эффективным модификатором оказались наночастицы NiZnFeO. Для сенсоров II типа электродные функции линейны в интервале концентраций 3,1 · 10–5 – 0,1 · 10–1 моль/л цефтриаксона. В зависимости от содержания ЭАС в фазе мембран немодифицированных планарных сенсоров угловые коэффициенты электродных функций изменяются в пределах 25 – 27 мВ/pC и соответствуют нернстовским значениям для двузарядных ионов. Интервалы линейности электродных функций сенсоров идентичны при всех исследуемых концентрациях ЭАС; с увеличением CЭАС уменьшаются дрейф потенциала и время отклика. Разработанные планарные сенсоры использовали для определения цефалоспориновых антибиотиков в модельных водных растворах, лекарственных препаратах и ротовой жидкости.

Об авторах

Е. Г Кулапина
Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Россия

Елена Григорьевна Кулапина

410012, Саратов, ул. Астраханская, 83



О. И. Кулапина
Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского
Россия

Ольга Ивановна Кулапина

410012, Саратов, ул. Большая Казачья, 112



В. Д. Анкина
Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского
Россия

Влада Денисовна Анкина

410012, Саратов, ул. Большая Казачья, 112



С. Б. Орлов
Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского
Россия

Сергей Борисович Орлов

410012, Саратов, ул. Большая Казачья, 112



Список литературы

1. Makarova N. M., Kulapina E. G. New potentiometric screen-printed sensors for determination of homologous sodium alkylsulfates / Sens. Actuators, B. 2015. Vol. 210. P. 817 – 824. DOI: 10.1016/j.snb.2014.12.128.

2. Макарова Н. М., Кулапина Е. Г. Планарные сенсоры для определения полиоксиэтилированных соединений / Электрохимия. 2017. Т. 53. № 11. С. 1432 – 1439.

3. Gornall D. D., Collyer S. D., Higson S. P. J. Investigations into the use of screenprinted carbon electrodes as templates for electrochemical sensors and sonochemically fabricated microelectrode arrays / Sens. Actuators, B. 2009. Vol. 141. N 2. P. 581 – 591. DOI: 10.1016/j.snb.2009.06.051.

4. Alemayehu P. Washe, Pablo Lozano-Sбnchez, Diego Bejarano-Nosas, Ioanis Katakis. Facile and versatile approaches to enhancing electrochemical performance of screen printed electrodes / Electrochim. Acta. 2013. Vol. 91. P. 166 – 172. DOI: 10.1016/j.electacta.2012.12.110.

5. Wang J., Tian B., Nascimento V. B., Agnes L. Performance of screen-printed carbon electrodes fabricated from different carbon inks / Electrochim. Acta. 1998. Vol. 43. N 23. P. 3459 – 3465. DOI: 10:1016/S0013-4686(98)00092-9.

6. Ji D., Liu Z., Liu L., et al. Smartphone-based integrated voltammetry system for simultaneous detection of ascorbic acid, dopamine, and uric acid with graphene and gold nanoparticles modified screen-printed electrodes / Biosens. Bioelectron. 2018. Vol. 119. P. 55 – 62. DOI: 10.1016/j.bios.2018.07.074.

7. Charoenkitamorn K., Chaiyo S., Chailapakul O., Siangproh W. Low-cost and disposable sensors for the simultaneous determination of coenzyme Q10 and β-lipoic acid using manganese (IV) oxide-modified screen-printed graphene electrodes / Anal. Chim. Acta. 2018. Vol. 1004. P. 22 – 31. DOI: 10.1016/j.aca.2017.12.026.

8. Khater M., Escosura-Muniz A., Quesada-Gonzalez D., Merkoci A. Electrochemical detection of plant virus using gold nanoparticle-modified electrodes / Anal. Chim. Acta. 2019. Vol. 1046. P. 123 – 131. DOI: 10.1016/j.aca.2018.09.31.

9. Ji D., Xu N., Liu Z., et al. Smartphone-based differential pulse amperometry system for real-time monitoring of levodopa with carbon nanotubes and gold nanoparticles modified screen-printing electrodes / Biosens. Bioelectron. 2019. Vol. 129. P. 216 – 223. DOI: 10.1016/j.bios.2018.09.082.

10. Khaled E., Khalil M. M., Abed el Aziz G. M. Calixarene/carbon nanotubes based screen printed sensors for potentiometric determination of gentamicin sulphate in pharmaceutical preparations and spiked surface water samples / Sens. Actuators, B. 2017. Vol. 244. P. 876 – 884. DOI: 10.1016/j.snb.2017.01.033.

11. Saber A. L., Elmosallamy M. A., Killa H. M., Ghoneim M. M. Selective potentiometric method for determination of flucloxacillin antibiotic / J. of Taibah University for Science. 2013. Vol. 7. P. 195 – 201.

12. Кулапина Е. Г., Дубасова А. Е., Кулапина О. И. Модифицированные твердоконтактные сенсоры для определения цефуроксима и цефалексина в лекарственных средствах и ротовой жидкости / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2019. Т. 85. № 9. С. 5 – 14. DOI: 10.26896/1028-6861-2019-85-9-5-14.

13. Кулапина Е. Г., Кулапина О. И., Анкина В. Д. Планарные потенциометрические сенсоры на основе углеродных материалов для определения цефотаксима и цефуроксима / Журн. аналит. химии. 2020. Т. 75. № 2. С. 231 – 237.

14. Машковский М. Д. Лекарственные средства. — М.: Новая Волна, 2006. — 1216 с.

15. Яковлев В. П., Яковлев С. В. Рациональная антимикробная фармакотерапия. — М.: Литтерра, 2007. — 784 с.

16. Кулапина Е. Г., Снесарев С. В., Кулапина О. И., Баринова О. В. Некоторые проблемы обеспечения избирательности и чувствительности определения антибиотиков в лекарственных и биологических средах: в кн. «Проблемы аналитической химии». Т. 16. «Фармацевтический анализ». Гл. 9. — М.: Аргамак-Медиа, 2013. С. 326 – 361.

17. Савинов С. С., Анисимов А. А., Дробышев А. И. Проблемы и оптимизация отбора образцов, их хранения и пробоподготовки при определении микроэлементного состава слюны человека / Журн. аналит. химии. 2016. Т. 71. № 10. С. 1063 – 1068.

18. Кондратенко С. Н., Стародубцев А. К., Золкина И. В. и др. Методики моделирования фармакокинетики некоторых лекарственных средств по динамике их распределения в слюне / Биомедицинская химия. 2014. Т. 60. № 2. С. 221 – 222.

19. Алексеев В. Г. Бионеорганическая химия пенициллинов и цефалоспоринов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2009. — 104 с.

20. Алексеев В. Г. Металлокомплексы пенициллинов и цефалоспоринов (обзор) / Хим.-фарм. журн. 2011. Т. 45. № 11. С. 31 – 48. DOI: 10.30906/0023-1134-2011-45-11-31-48.

21. Tombeux J. J., Schaxtbroeck J., Brabanderh F. D., Goemtnne A. M. A Potentiometric Study of the Ag (I) Complexes of Some Sulphur Containing AminoAcids / Z. anorg. allg. Chem. 1984. Vol. 517. P. 235 – 240.

22. Кулапина Е. Г., Снесарев С. В. Потенциометрические сенсоры на основе органических ионообменников тетраалкиламмония и комплексов серебра (I) с ампициллином, оксациллином, цефазолином / Журн. аналит. химии. 2012. Т. 67. № 2. С. 198 – 202.

23. Будников Г. К., Евтюгин Г. А., Майстренко В. Н. Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии, биологии и медицине. — М.: Бином, 2009. — 331 с.


Для цитирования:


Кулапина Е.Г., Кулапина О.И., Анкина В.Д., Орлов С.Б. Модифицированные планарные сенсоры для определения некоторых цефалоспориновых антибиотиков в биологических и лекарственных средах. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020;86(9):5-13. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-9-5-13

For citation:


Kulapina E.G., Kulapina O.I., Ankina V.D., Orlov S.B. Modified planar sensors for determination of some cephalosporin antibiotics in biological and medicinal media. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020;86(9):5-13. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-9-5-13

Просмотров: 80


ISSN 1028-6861 (Print)
ISSN 2588-0187 (Online)