Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Кулапина Е. Г., Гаспарян М. Н., Кулапина О. И., Анкина В. Д. Электроаналитические свойства немодифицированных имодифицированных полианилиномпланарных сенсоров, чувствительных к доксициклину // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023. Т. 23, вып. 1. С. 39-50. DOI: 10.18500/1816-9775-2023-23-1-39-50, EDN: JNYWNB

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 111)
Полный текст в формате PDF(En):
(загрузок: 45)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
543.615.33
EDN: 
JNYWNB

Электроаналитические свойства немодифицированных имодифицированных полианилиномпланарных сенсоров, чувствительных к доксициклину

Авторы: 
Кулапина Елена Григорьевна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Гаспарян Милена Нверовна, Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского
Кулапина Ольга Ивановна, Саратовский государственный медицинский университет имени В. И. Разумовского
Анкина Влада Денисовна, Саратовский государственный медицинский университет имени В. И. Разумовского
Аннотация: 

Доксициклин обладает широким спектром противомикробных и противовоспалительных свойств и используется для лечения различных инфекционных заболеваний. Для определения тетрациклиновых антибиотиков в различных объектах применяются спектроскопические, хроматографические, электрохимические, иммуноферментные и др. методы. Планарные сенсоры позволяют экспрессно детектировать антибиотики в малых объемах проб. Разработаны планарные потенциометрические сенсоры на основе ионных ассоциатов доксициклин – тетрафенилборат (Cопт = 2–3%), модификатор – полианилин, для количественного определения доксициклина. Установлено, что для немодицифицирвоанных сенсоров интервалы линейности электродных функций составляют 1×10-4 – 5×10-3 М, Сmin – 5,0×10-5 М, угловые коэффициенты – 50±2 мB/pC, время отклика – 25 с. Показано, что введение модификатора в углеродсодержащие чернила сенсоров приводит к стабилизации их потенциала, к увеличению угловых коэффициентов электродных функций (56±1), уменьшению времени отклика (20 с) и снижению предела обнаружения (4,0 ×10-5 М). Сенсоры, чувствительные к доксициклину, характеризуются селективностью по отношению к основному иону (Ki/j <<1) и к неорганическим катионам (Ki/j (K+) = 0,61; Ki/j (Na+) = 0,01; Ki/j (Mg2+) = 0,01; Ki/j(Ca2+) = 0,09) и свидетельствуют о возможности определения доксициклина в биологических жидкостях человека. На фоне жидкости ротовой полости (ЖРП) происходит уменьшение угловых коэффициентов электродных функций (45±1 мВ/рС), что связано с фоновым влиянием ЖРП. Разработанные планарные сенсоры применены для определения доксициклина в лекарственных и биологических средах. 

Список источников: 
  1. Alessandro C., Federica P., Gianandrea G., Sergio C., Lorenzo C. Tetracyclines: Insights and updates of their use in human and animal pathology and their potential toxicity // The Open Biochem. J. 2019. Vol. 13, № 1. P. 1–12. https://doi.org/10.2174/1874091X01913010001
  2. Bortolanza M., Nascimento G. C., Socias S. B., Ploper D., Chehín R. N., Raisman-Vozari R., Del-Bel E. Tetracycline repurposing in neurodegeneration: Focus on Parkinson’s disease // J. Neural Transm. 2018. Vol. 125, № 10. P.1403–1415. https://doi.org/10.1007/s00702-018-1913-1
  3. Golub L. M., Elburki M. S., Walker C., Ryan M., Sorsa T., Tenenbaum H., Goldberg M., Wolff M., Gu Y. Non-antibacterial tetracycline formulations: hostmodulators in the treatment of periodontitis and relevant systemic diseases // Intern. Dental J. 2016. Vol. 66, № 3. P. 127–135. https://doi.org/10.1111/idj.12221
  4. Perry E. A., Bennett C. F., Luo C., Balsa E., Jedrychowski M., O’Malley K. E., Latorre-Muro P., Ladley R. P., Reda K., Wright P., Gygi S., Myers A., Puigserver P. Tetracyclines promote survival and fi tness in mitochondrial disease models // Nat. Metab. 2021. Vol. 3, № 1. P. 33–42. https://doi.org/10.1038/s42255-020-00334-1
  5. Fabio G. C., Cesar R. Tetracyclines in food and feedingstuffs: from regulation to analytical methods, bacterial resistance, and environmental and health implications // J. Anal. Methods in Chem. 2017. Vol. 2017. P. 1–24.
  6. Fujita H., Sakamoto N., Ishimatsu Y., Kakugawa T., Hara S., Hara A., Amenomori M., Ishimoto H., Nagata T., Mukae H., Kohno S. Effects of doxycycline on production of growth factors and matrix metalloproteinases in pulmonary fi brosis // Respiration. 2011. Vol. 81, № 5. P. 420–430. https://doi.org/10.1159/000324080
  7. Шайдарова Л. Г., Гедмина А. В., Сюткина В. Н., Челнокова И. А., Будников Г. К. Использование электрода, модифицированного поливинилпирролидоновой пленкой с включенным осадком золота, для вольтамперометрического определения тетрациклина в молоке // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. 2019. Т. 161, № 1. С. 20–30. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2019.1.20-30
  8. Qin J., Xie L., Ying Y. Determination of tetracycline hydrochloride by terahertz spectroscopy with PLSR model // Food Chemistry. 2015. Vol. 170. Р. 415–422. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.08.050
  9. Сергеева А. С., Щепина Н. Д. Косвенное экстракционно-атомноабсорбционное определение тетрациклина // Вестник ВГУ. Сер. Химия. Биология. Фармация. 2020. № 2. С. 16–23. 
  10. Rodríguez M. P., Pezza H. R., Pezza L. Simple and clean determination of tetracyclines by fl ow injection analysis // Spectrochim. Acta A: Mol. Biomol. Spectrosc. 2016. Vоl. 153. Р. 386–392. https://doi.org/10.1016/j.saa.2015.08.048
  11. Смирнова Т. Д., Паращенко И. И., Желобицкая Е. А. Возможности стационарной и разрешенной во времени сенсибилизированной флуоресценции при определении некоторых тетрациклинов в мицеллярных средах // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2015. Т. 15, вып. 2. С. 13–19. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2015-15-2-13-19
  12. Амелин В. Г., Шаока З. А. Ч., Большаков Д. С. Твердофазно-флуориметрическое определение тетрациклинов в лекарственных препаратах на целлюлозной бумаге и тонком слое силикагеля с использованием смартфона // Хим.-фарм. журнал. 2021. Т. 55, № 3. С. 52–57. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2021-55- 3-52-57
  13. Zhao N., Wang Y., Hou S., Zhao L. Functionalized carbon quantum dots as fl uorescent nanoprobe for determination of tetracyclines and cell imaging // Microchim. Acta. 2020. Vol. 187, № 6. P. 351. https://doi.org/10.1007/s00604-020-04328-1
  14. Wei W., He J., Wang Y., Kong M. Ratiometric method based on silicon nanodots and Eu3+ system for highlysensitive detection of tetracyclines // Talanta. 2019. Vol. 204. P. 491–498. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.06.036
  15. Jia P., Bu T., Sun X., Liu Y., Liu J., Wang Q., Shui Y., Guo S., Wang L. A sensitive and selective approach for detection of tetracyclines using fl uorescent molybdenum disulfi de nanoplates // Food Chem. 2019. Vol. 297. Р. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.124969
  16. Xing X., Huang L., Zhao S., Xiao J., Lana M. S, N-Doped carbon dots for tetracyclines sensing with a fl uorometric spectral response // Microchem. J. 2020. Vol. 157. P. 1–8. https://doi.org/10.1016/j.microc.2020.105065
  17. Mookantsa S. O. S., Dube S., Nindi M. M. Development and application of a dispersive liquid–liquid microextraction method for the determination of tetracyclines in beef by liquid chromatography mass spectrometry // Talanta. 2016. Vol. 148. P. 321–328. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2015.11.006
  18. Yang Y., Yin S., Yang D., Jiang Y., Li Y., Zhou C., Sun C. Carboxyl Fe3O4 magnetic nanoparticle-based SPE and HPLC method for the determination of six tetracyclines in water // Anal. Bioanal. Chem. 2019. Vol. 411, № 2. P. 507–515. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2015.11.006
  19. Черкашина К. Д., Сумина А. И., Вах К. С., Булатов А. В. Жидкостная микроэкстракция тетрациклинов из биологических жидкостей для их последующего определения методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с УФ-детектированием // Журн. аналит. химии. 2020. Т. 75, № 11. С. 1014–1020. https://doi.org/10.31857/S0044450220090078
  20. Tang H. Z., Wang Y. H., Li S., Wu J., Gao Z. X., Zhou H. Y. Development and application of magnetic solid phase extraction in tandem with liquid–liquid extraction method for determination of four tetracyclines by HPLC with UV detection // J. Food Sci. Technol. 2020. Vol. 57. P. 2884–2893. https://doi.org/10.1007/s13197-020-04320-w
  21. Di X., Zhao X., Guo X. Hydrophobic deep eutectic solvent as a green extractant for high-performance liquid chromatographic determination of tetracyclines in water samples // J. Sep. Sci. 2020. Vol. 43, № 15. P. 3129–3135. https://doi.org/10.1002/jssc.202000477
  22. Pamreddy A., Hidalgo M., Havel J., Salvado V. Determination of antibiotics (tetracycline’s and sulfonamides) in biosolids by pressurized liquid extraction and liquid chromatography–tandem mass spectrometry // J. Chromatogr. A. 2013. Vol. 1298. Р. 68–75.
  23. Nour A. A., Sereshti H., Hijazi A., Rashidi N. H. Determination of three tetracyclines in bovine milk using magnetic solid phase extraction in tandem with dispersive liquid-liquid microextraction coupled with HPLC // J. Chromatogr. B. 2018. Vol. 1092. P. 480–488. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2018.06.049
  24. Wang G., Zhang H. C., Liu J., Wang J. P. A receptorbased chemiluminescence enzyme linked immunosorbent assay for determination of tetracyclines in milk // Anal. Biochem. 2019. Vol. 564–565. P. 40–46. https:// doi.org/10.1016/j.ab.2018.10.017
  25. Ozbek O., Berkel C., Isildak O. Applications of potentiometric sensors for the determination of drug molecules in biological samples // Crit. Rev. Anal. Chem. 2020. Vol. 52, № 4. P. 768–779. https://doi.org/10.1080/1040 8347.2020.1825065
  26. 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. https://doi.org/10.1134/ S0044450219070156
  27. 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. 145–152. https://doi.org/10.31857/S0044450220020115
  28. Кулапина Е. Г., Чанина В. В. Экспрессное определение цефазолина в малых объемах проб с применением планарных потенциометрических сенсоров // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2019. Т. 19, вып. 1. C. 4–10. https://doi.org/10.18500/18169775-2019-19-1-4-10
  29. Лиу М., Лао Ж., Ван Х., Су З., Лиу Ж., Вен Л., Йин З., Луо К., Пен Х. Электрохимическое определение тирозина на стеклоуглеродном электроде, модифицированном композитом графена и наночастицами золота // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 1. C. 47–58. https://doi.org/10.31857/S0424857020110067
  30. Ватандост Э., Сараэй А. Г. Х., Чекин Ф., РаэйсиШ. Н., Шахиди С.-А. Электрохимический сенсор на основе гибридного материала магнитный Fe3O4–восстановленный оксид графена для высокочувствительного определения бинафтола // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 5. C. 265–275. https://doi.org/10.31857/S0424857021050133
  31. Двараканат Ш. Ч., Шиваппа С. Г. Синтез палладиевых нанолент и их применение для электрохимического определения гемоглобина // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 4. C. 239–248. https://doi.org/10.31857/S0424857021040083
  32. Лиу Ж., Ма Л.-Т., Лин А.-С., Лв М., Кон Ф.-Д., Ван Ж. Электрохимическое поведение метимазола на стеклоуглеродном электроде, модифицированном Аu–С // Электрохимия. 2021. Т. 57, № 4. C. 256– 262. https://doi.org/10.31857/S042485702104006X
  33. Багхери А., Маранд М. Х. Вольтамперометрическое и потенциометрическое определение Cu 2+ с помощью электрохимического сенсора на основе сверхокисленного полипиррола //Электрохимия. 2020. Т. 56, № 6. С. 483–493. https://doi.org/10.31857/S042485702006002X
  34. Mengarda P., Fernando A. L. D., João V. C. Determination of lactate levels in biological fl uids using a disposable ion-selective potentiometric sensor based on polypyrrole fi lms // Sens. Actuators B Chem. 2019. Vol. 296. P. 126663–126677. https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.126663
  35. Kamel A. H., Amr A. E. G. E., Abdalla N. S., El-Naggar M. Novel solid-state potentiometric sensors using Polyaniline (PANI) as a solid-contact transducer for fl ucar bazone herbicide assessment // Polymers. 2019. Vol. 11, № 11. P. 1796–1806. https://doi.org/10.3390/polym11111796
  36. Марьянов Б. М. Метод линеаризации в инструментальной титриметрии. Томск : Изд-во Томского ун-та, 2001. 158 с.
  37. De Oliveira J. L. S., Teles Júnior G. A. C., Bonfi m D. A., Carvalho Júnior C. M. R., Santos J. A., Ferreira M. S., Santos Júnior A. de F. Effect of medium pH on in vitro dissolution of marketed tetracyclines (tetracycline and doxycycline) solid oral dosage forms in Bahia, Brazil // Dissolution Technol. 2020. Vol. 27, № 2. P. 32–40. https://doi.org/10.14227/DT270220P32
  38. Ali T. A., Mohamed G. G., Omar M. M., Abdrabou V. N. Improved determination of mebeverine hydrochloride in urine, serum and pharmaceutical preparations utilizing a modifi ed carbon paste electrode // Intern. J. Electrochem. Sci. 2015. Vol. 10, № 3. P. 2439–2454
Поступила в редакцию: 
07.12.2022
Принята к публикации: 
15.12.2022
Опубликована: 
31.03.2023
Краткое содержание:
(загрузок: 40)