Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Массивы твердоконтактных потенциометрических сенсоров для раздельного определения некоторых цефалоспориновых антибиотиков

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-5-5-13

Полный текст:

Аннотация

Предложены массивы потенциометрических сенсоров, включающие разработанные твердоконтактные немодифицированные и модифицированные сенсоры на основе ассоциатов тетрадециламмония с комплексными соединениями серебра (1) и некоторых β-лактамных антибиотиков (цефазолина, цефуроксима, цефотаксима); модификаторы — полианилин, оксид меди. Определены основные электроаналитические свойства сенсоров (диапазон определяемых концентраций в растворах антибиотиков — 1 · 10–4 – 0,1 моль/л, Cmin = = n 10–5 моль/л, время отклика — 4 – 10 с, дрейф потенциала — 4 – 6 мВ/сут, срок службы — 2 мес). Показано, что модифицирование поверхности мембран приближает крутизну электродных функций к нернстовским значениям для однозарядных ионов исследуемых антибиотиков; сокращается время отклика, уменьшается предел обнаружения антибиотиков, а интервалы линейности электродных функций одинаковы для исследуемых сенсоров. Коэффициенты потенциометрической селективности немодифицированных и модифицированных сенсоров на основе различных электродно-активных компонентов (ЭАК) к исследуемым цефалоспоринам в присутствии мешающих антибиотиков близки к единице; значения параметров перекрестной чувствительности для сенсоров (средний наклон электродной функции сенсора Sср (мВ/pC), фактор неселективности F, фактор воспроизводимости K) составляют: 46,3 < S < 48; 0,85 < F < 0,90; 144 < K < 170, что свидетельствует о стабильности и воспроизводимости потенциалов. Показано применение сенсоров в мультисенсорном анализе модельных смесей цефалоспориновых антибиотиков. Для обработки аналитических сигналов (значений эдс, мВ) использован метод искусственных нейронных сетей. Правильность определения проверяли методом «введено – найдено» при анализе контрольных модельных смесей (относительная погрешность определения не превышает 12 %).

Об авторах

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

Елена Григорьевна Кулапина

410012, г. Саратов, ул. Астраханская, д. 83



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

Анастасия Евгеньевна Дубасова

410012, г. Саратов, ул. Астраханская, д. 83



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

Ольга Ивановна Кулапина

410012, г. Саратов, ул. Большая Казачья, д. 112



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

Влада Денисовна Анкина

410012, г. Саратов, ул. Большая Казачья, д. 112



Список литературы

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

2. Легин А. В., Рудницкая А. М., Власов Ю. Г. «Электронный язык» — системы химических сенсоров для анализа водных сред. В кн.: Проблемы аналитической химии. Т. 14. Химические сенсоры. — М.: Наука, 2011. С. 79 – 126.

3. Кулапина Е. Г., Макарова Н. М. Мультисенсорные системы в анализе жидких и газовых объектов. — Саратов: Наука, 2010. — 165 с.

4. Wang W., Liu Y. Electronic tongue for food sensory evaluation / In the book: Evaluation Technologies for Food Quality. — Elsevier, 2019. P. 23 – 36. DOI: 10.1016/B978-0-12-814217-2.00003-2

5. Ghasemi-Varnamkhasti M., Apetrei C., Lozano J., Anyogu A. Potential use of electronic noses, electronic tongues and biosensors as multisensor systems for spoilage examination in foods / Trends Food Sci. Technol. 2018. Vol. 80. P. 71 – 92. DOI: 10.1016/j.tifs.2018.07.018

6. Oroian M., Ropciuc S. Romanian honey authentication using voltammetric electronic tongue. Correlation of voltammetric data with physico-chemical parameters and phenolic compounds / Comput. Electron. Agric. 2019. Vol. 157. P. 371 – 379. DOI: 10.1016/j.compag.2019.01.008

7. Elamine Y., Inacio P. M. C., Lyoussi B., et al. Insight into the sensing mechanism of an impedance based electronic tongue for honey botanic origin discrimination / Sens. Actuators, B. 2019. Vol. 285. P. 24 – 33. DOI: 10.1016/j.snb.2019.01.023

8. Sobrino-Gregorio L., Bataller R., Soto J., Escriche I. Monitoring honey adulteration with sugar syrups using an automatic pulse voltammetric electronic tongue / Food Control. 2018. Vol. 91. P. 254 – 260. DOI: 10.1016/j.foodcont.2018.04.003

9. Rodrigues N., Marx I. M. G., Casal S., et al. Application of an electronic tongue as a single-run tool for olive oils’ physicochemical and sensory simultaneous assessment / Talanta. 2019. Vol. 197. P. 363 – 373. DOI: 10.1016/j.talanta.2019.01.055

10. Harzalli U., Rodrigues N., Veloso A. C. A., et al. A taste sensor device for unmasking admixing of rancid or winey-vinegary olive oil to extra virgin olive oil / Comput. Electron. Agric. 2018. Vol. 144. P. 222 – 231. DOI: 10.1016/j.compag.1017.12.016

11. Dias L. G., Fernandes A., Veloso A. C. A., et al. Single-cultivar extra virgin olive oil classification using a potentiometric electronic tongue / Food Chem. 2014. Vol. 160. P. 321 – 329. DOI: 10.1016/j.foodchem.2014.03.072

12. Buratti S., Malegori C., Benedetti S., et al. E-nose, e-tongue and e-eye for edible olive oil characterization and shelf life assessment: A powerful data fusion approach / Talanta. 2018. Vol. 182. P. 131 – 141. DOI: 10.1016/j.talanta.2018.01.096

13. Garcia-Hernandez C., Comino C. S., Martin-Pedrosa F., et al. Impedimetric electronic tongue based on nanocomposites for the analysis of red wines. Improving the variable selection method / Sens. Actuators, B. 2018. Vol. 277. P. 365 – 372. DOI: 10.1016/j.snb.2018.09.023

14. Rudnitskaya A., Schmidtke L. M., Reis A., et al. Measurements of the effects of wine maceration with oak chips using an electronic tongue / Food Chem. 2017. Vol. 229. P. 20 – 27. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.02.013

15. Gonzalez-Calabuig A., Valle M. Voltammetric electronic tongue to identify Brett character in wines. On-site quantification of its ethylphenol metabolites / Talanta. 2018. Vol. 179. P. 70 – 74. DOI: 10.1016/j.talanta.2017.10.041

16. Wang J., Zhu L., Zhang W., Wei Zh. Application of the voltammetric electronic tongue based on nanocomposite modified electrodes for identifying rice wines of different geographical origins / Anal. Chim. Acta. 2019. Vol. 1050. P. 60 – 70. DOI: 10.1016/j.aca.2018.11.016

17. Garcia-Hernandez C., Garcia-Cabezon C., Martin-Pedrosa F., Rodriguez-Mendez M. L. Analysis of musts and wines by means of a bio-electronic tongue based on tyrosinase and glucose oxidase using polypyrrole/gold nanoparticles as the electron mediator / Food Chem. 2019. Vol. 289. P. 751 – 756. DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.03.107

18. Ceto X., Gonzalez-Calabuig A., Crespo N., et al. Electronic tongues to assess wine sensory descriptors / Talanta. 2017. Vol. 162. P. 218 – 224. DOI: 10.1016/j.talanta.2016.09.055

19. Lipkowitz J. B., Ross C. F., Diako Ch., Smith D. M. Discriminating aging and protein-to-fat ratio in Cheddar cheese using sensory analysis and a potentiometric electronic tongue / J. Dairy Sci. 2018. Vol. 101. N 3. P. 1990 – 2004. DOI: 10.3168/jds.2017-13820

20. Rosa A. R. D., Leone F., Cheli F., Chiofalo V. Fusion of electronic nose, electronic tongue and computer vision for animal source food authentication and quality assessment / J. Food Eng. 2017. Vol. 210. P. 62 – 75. DOI: 10.1016/j.foodeng.2017.04.024

21. Banerjee M. B., Roy R. B., Tudu B., et al. Black tea classification employing feature fusion of E-Nose and E-Tongue responses / J. Food Eng. 2019. Vol. 244. P. 55 – 63. DOI: 10.1016/j.foodeng.2018.09.022

22. Xu M., Wang J., Zhu L. The qualitative and quantitative assessment of tea quality based on E-nose, E-tongue and E-eye combined with chemometrics / Food Chem. 2019. Vol. 289. P. 482 – 489. DOI: 10.1016/j.foodchem.2019.03.080

23. Ouyang Q., Yang Y., Wu J., et al. Rapid sensing of total theaflavins content in black tea using a portable electronic tongue system coupled to efficient variables selection algorithms / J. Food Compos. Anal. 2019. Vol. 75. P. 43 – 48. DOI: 10.1016/j.jfca.2018.09.014

24. Cruz M. G. N., Ferreira N. S., Gomes M. T. S. R., et al. Determination of paralytic shellfish toxins using potentiometric electronic tongue / Sens. Actuators B. 2018. Vol. 263. P. 550 – 556. DOI: 10.1016/j.snb.2018.02.158

25. Кулапина Е. Г., Кулапина О. И., Анкина В. Д. Потенциометрические сенсоры для определения β-лактамных антибиотиков в лекарственных и биологических средах. — Саратов: Саратовский источник, 2019. — 106 с.

26. Власов Ю. Г., Легин А. В., Рудницкая А. М. Катионная чувствительность стекол системы AgI – Sb2S3 и их применение в мультисенсорном анализе жидких сред / Журн. аналит. химии. 1997. Т. 52. № 8. С. 837 – 843.

27. Legin A., Vlasov Yu., Rudnitskaya A., Bychkov E. Cross-sensitivity of chalcogenide glass sensors in solutions of heavy metal ions / Sens. Actuators B. 1996. Vol. 34. N 1 – 3. P. 456 – 461. DOI: 10.1016/S0925-4005(96)01852-7

28. Кулапина Е. Г., Тютликова М. С., Кулапина О. И., Дубасова А. Е. Твердоконтактные потенциометрические сенсоры для определения некоторых цефалоспориновых антибиотиков в лекарственных препаратах и ротовой жидкости/ Журн. аналит. химии. 2019. Т. 74. № 7. С. 63 – 70.


Для цитирования:


Кулапина Е.Г., Дубасова А.Е., Кулапина О.И., Анкина В.Д. Массивы твердоконтактных потенциометрических сенсоров для раздельного определения некоторых цефалоспориновых антибиотиков. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021;87(5):5-13. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-5-5-13

For citation:


Kulapina E.G., Dubasova A.E., Kulapina O.I., Ankina V.D. Arrays of solid contact potentiometric sensors for separate determination of some cephalosporin antibiotics. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2021;87(5):5-13. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-5-5-13

Просмотров: 64


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