Preview

Заводская лаборатория. Диагностика материалов

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Наноразмерные материалы в составе биосенсоров для определения амитриптилина

https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-9-20-29

Полный текст:

Аннотация

Биосенсорные устройства, включающие в себя гибридные наноструктуры как модификаторы поверхности трансдьюсеров, отвечают современным требованиям, предъявляемым к методам исследования и определения лекарственных препаратов, в том числе антидепрессантов. Рассмотрены особенности амперометрических моноаминоксидазных биосенсоров на основе печатных графитовых электродов, модифицированных нанокомпозитными составами C60 / наночастицы кобальта / аминопроизводное полиэфирополиола второй генерации/хитозан, при определении трициклического антидепрессанта амитриптилина. Лучший модификатор выбирали на основании данных просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей электронной микроскопии, спектроскопии электрохимического импеданса и дифференциальной импульсной вольтамперометрии. При разработке биосенсора варьировали условия нанесения композитного состава наночастицы кобальта/аминопроизводное полиэфирополиола на поверхность электрода: электрохимическое нанесение, последовательное нанесение методом «слой на слой», нанесение смеси. В качестве аналитического сигнала биосенсора использовали пик электрохимического окисления пероксида водорода, который образуется в ходе ферментативной реакции окисления серотонина под действием моноаминоксидазы. Принцип действия биосенсора основан на ингибирующем действии амитриптилина на каталитическую активность иммобилизованной моноаминооксидазы. Для выбранного модификатора в оптимальных рабочих условиях диапазон определяемых концентраций амитриптилина составляет 1 • 10-4 - 1 • 10-8 моль/л, нижняя граница определяемых содержаний — 5 • 10-9 моль/л. Сопоставление результатов определения амитриптилина в фармацевтическом препарате и урине, полученных с испльзованием моноаминоксидазного биосенсора и методом поляризационного флуоресцентного иммуноанализа (разведение трейсера — 1:32, разведение антител — 1:128, диапазон рабочих концентраций — от 5 • 10-8 до 5 • 10-9 моль/л), хорошо зарекомендовавшего себя при определении лекарственных веществ, подтвердило правильность разработанной методики.

Об авторах

Э. П. Медянцева
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Химический институт имени А. М. Бутлерова
Россия

Эльвина Павловна Медянцева

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18



Д. В. Брусницын
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Химический институт имени А. М. Бутлерова
Россия

Даниил Владимирович Брусницын

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18



Э. Р. Газизуллина
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Химический институт имени А. М. Бутлерова
Россия

Эльвина Рафаиловна Газизуллина

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18



Р. М. Бейлинсон
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Химический институт имени А. М. Бутлерова
Россия

Регина Марковна Бейлинсон

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18



С. А. Еремин
Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Химический факультет
Россия

Сергей Александрович Еремин

119991, Москва, Ленинские горы, д. 1



М. П. Кутырева
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Химический институт имени А. М. Бутлерова
Россия

Марианна Петровна Кутырева

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18



Н. А. Улахович
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Химический институт имени А. М. Бутлерова
Россия

Николай Алексеевич Улахович

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18



Г. К. Будников
Казанский (Приволжский) федеральный университет, Химический институт имени А. М. Бутлерова
Россия

Герман Константинович Будников

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, д. 18



Список литературы

1. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Определение антидепрессантов амперометрическими моноаминоксидазными биосенсорами на основе графитовых печатных электродов, модифицированных многостенными углеродными нанотрубками / Хим.-фарм. журн. 2014. Т. 48. № 7. С. 52 - 56. DOI: 10.30906/0023-1134-2014-48-7-52-56

2. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Гиперразветвленные полиэфирополиолы в составе амперометрических моноаминоксидазных биосенсоров на основе электродов, модифицированных наноматериалами, для определения антидепрессантов / Журн. прикл. химии. 2017. Т. 90. № 1. С. 104 - 113. DOI: 10.1134/S1070427217010153

3. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Моноаминоксидазные биосенсоры на основе наночастиц серебра и оксида графена для определения лекарственных веществ с антидепрессивным действием / Бутлеровские сообщения. 2015. Т. 41. № 3. С. 36 - 43.

4. Zumpano R., Polli F., D’Agostino C., et al. Nanostructurebased electrochemical immunosensors as diagnostic tools / Electrochemistry. 2021. Vol. 2. N 1. P 10 - 28. DOI: 10.3390/electrochem2010002

5. Bastos-Soares E. A., Sousa R. M. O., Gomez A. F., et al. Single domain antibodies in the development of immunosensors for diagnostics / Int. J. Biol. Macromol. 2020. Vol. 165. P. 2244 - 2252. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2020.10.031

6. Chen P, Hua X., Liu J., et al. A dual amplification electrochemical immunosensor based on HRP-Au@AgNPs for carcinoembryonic antigen detection / Anal. Biochem. 2019. Vol. 574. P. 23 - 30. DOI: 10.1016/j.ab.2019.03.003

7. Zhang Z., Yang M., Wu X., et al. A competitive immunosensor for ultrasensitive detection of sulphonamides from environmental waters using silver nanoparticles decorated single-walled carbon nanohorns as labels / Chemosphere. 2019. Vol. 225. P 282 - 287. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.03.033

8. Rafipour R., Kashanian S., Hashemi S., et al. An electrochemical biosensor based on cobalt nanoparticles synthesized in iron storage protein molecules to determine ascorbic acid / Biotechnol. Appl. Biochem. 2016. Vol. 63. N 5. P 740 - 745. DOI: 10.1002/bab.1410

9. Ali A., Qadir M. I., Wazir Z., et al. Cobalt oxide magnetic nanoparticles-chitosan nanocomposite based electrochemical urea biosensor / Indian J. Phys. 2015. Vol. 89. P 331 - 336. DOI: 10.1007/s12648-014-0594-3

10. Srinivasan S. Y., Paknikar K. M., Bodas D., Gajbh V. Applications of cobalt ferrite nanoparticles in biomedical nanotechnology / Nanomed. (Lond). 2018. Vol. 13. N 10. P 1221 - 1238. DOI: 10.2217/nnm-2017-0379

11. Murthy S. K. Nanoparticles in modern medicine: State of the art and future challenges / Int. J. Nanomed. 2007. Vol. 2. N 2. P. 129 - 141.

12. Raysyan A., Moerer R., Coesfeld B., et al. Fluorescence polarization immunoassay for the determination of diclofenac in wastewater / Anal. Bioanal. Chem. 2021. Vol. 413. N 4. P 999 - 1007. DOI: 10.1007/s00216-020-03058-w

13. Еремин С. А., Хан О. Ю., Писарев В. В. и др. Флуоресцентный поляризационный иммуноанализ для экспрессного контроля содержания антибиотиков: разработка и характеристика на примере хлорамфеникола / Антибиотики и химиотерапия. 2016. Т. 61. № 9 - 10. С. 39-43.

14. Li C., Zhang Y., Eremin S. A., et al. Detection of kanamycin and gentamicin residues in animal-derived food using IgY antibody based ic-ELISA and FPIA / Food Chem. 2017. Vol. 227. P 48 - 54. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.01.058

15. Beloglazova N. V, Shmelin P. S., Eremin S. A. Sensitive immunochemical approaches for quantitative (FPIA) and qualitative (lateral flow tests) determination of gentamicinin milk / Talanta. 2016. Vol. 149. P. 217 - 224. DOI: 10.1016/j.talanta.2015.11.060

16. Zvereva E. A., Zherdev A. V, Formanovsky A. A., et al. Fluorescence polarization immunoassay of colchicine / J. Pharm. Biomed. Anal. 2018. Vol. 159. P. 326 - 330. DOI: 10.1016/j.jpba.2018.07.008

17. Медведева О. И., Камбулова С. С., Россова А. А. и др. Гибридные материалы на основе магнитных наночастиц кобальта и гиперразветвленных полимеров / Тез. докл. Международной научной конференции «Функциональные мономеры и полимерные материалы с особыми свойствами: проблемы, перспективы и практические взгляды». — Сумгаит, Азербайджан: СГУ, 2017. С. 224.

18. Adamczyk M., Fishpaugh J., Harrington C., et al. Immunoassay reagents for psychoactive drugs: 1. The method for the development of antibodies specific to amitriptyline and nortriptyline / J. Immunol. Methods. 1993. Vol. 162. N 1. P 47 - 58. DOI: 10.1016/0022-1759(93)90406-W

19. Кутырева М. П., Гатаулина А. Р., Кутырев Г. А. и др. Полиядерные комплексы меди (II) с полидентатными нанолигандами на основе аминопроизводных гиперразветвленных полиэфиров / Журн. общ. химии. 2011. Т. 81. № 7. С. 1187 - 1190. DOI: 10.1134/S1070363211070206

20. Youdim M. B. H., Edmondson D., Tipton K. F. The therapeutic potential of monoamine oxidase inhibitors / Nat. Rev. Neurosci. 2006. Vol. 7. N 4. P. 295 - 309. DOI: 10.1038/nrn1883

21. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Модификация поверхности электродов углеродными нанотрубками и наночастицами металлов золота и серебра в моноаминоксидазных биосенсорах для определения некоторых антидепрессантов / Журн. аналит. химии. 2017. Т. 72. № 4. С. 305 - 313. DOI: 10.1134/S1061934817040086

22. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Влияние наноструктурированных материалов как модификаторов поверхности электродов на аналитические возможности амперометрических биосенсоров / Журн. прикл. химии. 2015. Т. 88. №1. С. 45 - 54. DOI: 10.1134/S1070427215010073

23. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Амперометрические моноаминоксидазные биосенсоры на основе графитовых электродов и оксида графена как модификатора поверхности для определения некоторых антидепрессантов / Аналитика и контроль. 2014. Т. 18. № 4. С. 442 - 450. DOI: 10.15826/analitika.2014.18.4.011

24. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Наноструктурированные композиты на основе графена и наночастиц кобальта в составе моноаминоксидазных биосенсоров для определения антидепрессантов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2018. Т. 84. № 8. С. 5 - 14. DOI: 10.26896/1028-6861-2018-84-8-5-14

25. Sandulescu R., Tertis M., Cristea C., Bodoki E. New Materials for the Construction of Electrochemical Biosensors / Biosens. Micro Nanoscale Appl. 2015. Ch. 1. P. 1 - 36. DOI: 10.5772/60510

26. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. — М.: Медицина, 1998. — 704 с.

27. Шайдарова Л. Г., Челнокова И. А., Романова Е. И. и др. Совместное вольтамперометрическое определение дофамина и мочевой кислоты на электроде, модифицированном самоорганизующимся монослоем цистамина с наночастицами золота / Журн. прикл. химии. 2011. Т. 84. № 2. С. 222 - 228. DOI: 10.1134/S1070427211020091

28. Медянцева Э. П., Брусницын Д. В., Варламова Р. М. и др. Возможности амперометрических моноаминоксидазных биосенсоров на основе модифицированных многостенными углеродными нанотрубками графитовых печатных электродов для определения некоторых антидепрессантов / Журн. аналит. химии. 2015. Т. 70. №5. С. 470 - 475. DOI: 10.1134/S106193481505010X

29. Chen Y., He Q., Shen D., et al. Fluorescence polarization immunoassay based on a new monoclonal antibody for the de­tection of the Diisobutyl phthalate in Yoghurt / Food Control. 2019. Vol. 105. P 38 - 44. DOI: 10.1016/j.foodcont.2018.11.052

30. Zhang H., Yang S., Ruyck K. D., et al. Fluorescence polarization assays for chemical contaminants in food and environmental analyses / Trends Anal. Chem. 2019. Vol. 114. P 293 - 313. DOI: 10.1016/j.trac.2019.03.013


Для цитирования:


Медянцева Э.П., Брусницын Д.В., Газизуллина Э.Р., Бейлинсон Р.М., Еремин С.А., Кутырева М.П., Улахович Н.А., Будников Г.К. Наноразмерные материалы в составе биосенсоров для определения амитриптилина. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2021;87(9):20-29. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-9-20-29

For citation:


Medyantseva E.P., Brusnitsyn D.V., Gazizullina E.R., Beylinson R.M., Eremin S.A., Kutyreva M.P., Ulakhovich N.A., Budnikov H.K. Nanoscale materials in the composition of biosensors for the determination of amitriptyline. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2021;87(9):20-29. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2021-87-9-20-29

Просмотров: 143


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