Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

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

Для цитирования:

Кулапина Е. Г., Кулапина О. И., Анкина В. Д. Влияние природы активных компонентов и модификаторов на электроаналитические свойства планарных цефалексин-селективных сенсоров // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2021. Т. 21, вып. 2. С. 134-144. DOI: 10.18500/1816-9775-2021-21-2-134-144, EDN: HEXCHR

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 125)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Химия
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
543.554.6.615.33
DOI: 
10.18500/1816-9775-2021-21-2-134-144
EDN: 
HEXCHR

Влияние природы активных компонентов и модификаторов на электроаналитические свойства планарных цефалексин-селективных сенсоров

Авторы: 
Кулапина Елена Григорьевна, 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: 

Цефалексин-цефалоспориновый антибиотик I поколения применяется при лечении различных инфекционных заболеваний. Для определения цефалексина в лекарственных препаратах и биологических средах предложены спектрофотометрия, кинетическая спектрофотометрия, спектрофлуориметрия. Планарные screen-printed сенсоры позволяют анализировать микрообъёмы проб, что важно при изучении биологических объектов без предварительной пробоподготовки. В зависимости от активного материала и модификаторов можно создать планарные сенсоры для определения различных органических соединений. В настоящей работе исследовано влияние природы элекродноактивных соединений и модификаторов на электроаналитические свойства планарных цефалексин-селективных сенсоров. В качестве активных компонентов использованы ассоциаты тетрадециламмония и диметилдистеариламмония с комплексными соединениями серебро(1)-цефалексин (Сэас = 1–3%), модификаторы полианилин и наночастицы оксида меди, соотношение ЭАС:модификатор равно 1:1. Определены основные электроаналитические и операционные характеристики цефалексин-селективных сенсоров в водных растворах и на фоне ротовой жидкости. Показано преимущество тетрадециламмония в составе активных компонентов цефалексин-селективных сенсоров. Для сенсоров на цефалексин оптимальными являются интервал линейности 1·10-2 – 1·10- 4 М, время отклика 20–25 с для немодифицированных, 10–15 с для модифицированных в 1·10-2 М растворах цефалексина, срок службы 1 мес. Модификаторы приближают угловые коэффициенты электродных функций к теоретическим значениям для однозарядных ионов, уменьшают время отклика и дрейф потенциала, снижают предел обнаружения цефалексина. Сенсоры применены для определения цефалексина в модельных водных растворах и ротовой жидкости с внесёнными добавками антибиотика, в просроченных препаратах цефалексина.

Ключевые слова: 
цефалексин
планарные потенциометрические сенсоры
полианилин
наночастицы
водные среды
ротовая жидкость
Список источников: 
  1. Яковлев В. П., Яковлев С. В. Рациональная антимикробная фармакотерапия. М. : Литтерра, 2007. 784 с.
  2. Кулапина О. И., Кулапина Е. Г. Антибактериальная терапия. Современные методы определения антибиотиков в биологических и лекарственных средах. Саратов : Саратовский источник, 2015. 91 с.
  3. Li M., Li Y.-T., Li D.-W., Long Y.-T. Recent developments and applications of screen-printed electrodes in environmentalassays // Analyt. Chim. Acta. 2012. Vol. 734. P. 31–34.
  4. Alonso-Lomillo M. A., Dominguez-Renedo O., ArcosMartinez M. J. Screen-printed biosensors in microbiology // Talanta. 2010. Vol. 82, № 5. P. 1629–1636.
  5. Shetti N. P., Nayak D. S., Malode S. J., Kulkarni R. M. An electrochemical sensor for clozapine at ruthenium doped TiO2 nanoparticles modifi ed electrode // Sens. Actuators, B. 2017. Vol. 247. P. 858–867.
  6. Yu Ya., Guo M., Yuan M., Liu W., Hu J. Nickel nanoparticle-modifi ed electrode for ultra-sensitive electrochemical detection of insulin // Biosens. Bioelectron. 2016. Vol. 77. P. 215–219.
  7. Amani-Beni Z., Nezamzadeh-Ejhieh A. NiO nanoparticles modifi ed carbon paste electrode as a novel sulfasalazine sensor // Anal. Chim. Acta. 2018. Vol. 1031. P. 47–59.
  8. Lomae A., Nantaphol S., Kondo T., Chailapakul O., Siangproh W., Panchompoo J. Simultaneous determination of ?-agonists by UHPLC coupled with electrochemical detection based on palladium nanoparticles modifi ed BDD electrode // J. Electroanal. Chem. 2019. Vol. 840. P. 439–448.
  9. Wang T., Su W., Fu Y., Hu J. Controllably annealed CuO-nanoparticle modifi ed ITO electrodes: Characterisation and electrochemical studies // Appl. Surf. Sci. 2016. Vol. 390. P. 795–803.
  10. Martinez-Perinan E., Revenga-Parra M., Gennari M., Pariente F., Mas-Balleste R., Zamora F., Lorenzo E. Insulin sensor based on nanoparticle-decorated multiwalled carbon nanotubes modifi ed electrodes // Sens. Actuators, B. 2016. Vol. 222. P. 331–338.
  11. Oztekin Ya., Tok M., Bilici E., Mikoliunaite L., Yazicigil Z., Ramanaviciene A., Ramanavicius A. Copper nanoparticle modifi ed carbon electrode for determination of dopamine // Electrochim. Acta. 2012. Vol. 76. P. 201–207.
  12. Kenarkob M., Pourghobadi Z. Electrochemical sensor for acetaminophen based on a glassy carbon electrode modifi ed with ZnO/Au nanoparticles on functionalized multi-walled carbon nano-tubes // J. Microchem. 2019. Vol. 146. P. 1019–1025.
  13. Shetti N. P., Nayak D. S., Kuchinad G. T. Electrochemical oxidation of erythrosine at TiO2 nanoparticles modifi ed gold electrode – An environmental application // J. Environ. Chem. Eng. 2017. Vol. 5, № 3. P. 2083–2089.
  14. Chang Y. H., Woi P. M., Alias Ya. The selective electrochemical detection of dopamine in the presence of ascorbic acid and uric acid using electro-polymerised?-cyclodextrin incorporated f-MWCNTs/polyaniline modifi ed glassy carbon electrode // J. Microchem. 2019. Vol. 148. P. 322–330.
  15. Afzali M., Jahromi Z., Nekooie R. Sensitive voltammetric method for the determination of naproxen at the surface of carbon nanofi ber/gold/polyaniline nanocomposite modifi ed carbon ionic liquid electrode // J. Microchem. 2019. Vol. 145. P. 373–379.
  16. Asadian E., Shahrokhian S., Zad A. I., GhorbaniBidkorbeh F. Glassy carbon electrode modifi ed with 3D graphene–carbon nanotube network for sensitive electrochemical determination of methotrexate // Sens. Actuators, B. 2017. Vol. 239. P. 617–627.
  17. Хади М., Хонарманд Э. Применение электрода из анодированного пирографита с торцевой поверхностью для анализа клиндамицина в фармацевтических препаратах и образцах человеческой мочи // Электрохимия. 2017. Т. 53, № 4. С. 431–444.
  18. Beitollahi H., Hamzavi M., Torkzadeh-Mahani M. Electrochemical determination of hydrochlorothiazide and folic acid in real samples using a modifi ed graphene oxide sheet paste electrode // Mater. Sci. Eng. 2015. Vol. 52. P. 297–305.
  19. Лу Ш. К., Сон Л., Дин Т. Т., Лин Ю. Л., Шу К. Ш. Электрохимический сенсор на основе CuS- многостенных углеродных нанотрубок для высокочувствительного определения бисфенола А // Электрохимия. 2017. Т. 53, № 4. С. 415–423.
  20. Issa Y. M., Mohamed S. H., Baset M. A.-E. Chemically modifi ed carbon paste and membrane sensors for the determination of benzethonium chloride and some anionic surfactants (SLES, SDS, and LABSA) : Characterization using SEM and AFM // Talanta. 2016. Vol. 155. P. 158–167.
  21. Еременко А. В., Прокопкина Т. А., Касаткина В. Э., Осипова Т. А., Курочкин И. Н. Планарные тиол-чувствительные сенсорные элементы для определения активности бутирилхолинэстеразы и анализа ее ингибиторов // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2014. Т. 55, № 3. С. 174–179.
  22. Frag E. Y., Mohamed M. E., El-Sanafery S. S., ElBoraey H. A. Carbon Potentiometric Sensors Modifi ed with Beta-cyclodextrin as a Carrier for the Determination of Bisoprolol Fumarate International // J. Electrochemical Science. 2019. Vol. 14, № 7. P. 6603–6616.
  23. Khaled E., Kamel M. S., Hassan H. N., Abd El-Alim S. H., Aboul-Enein H. Y. Novel screen printed potentiometric sensors for the determination of oxicams // RSC Advances. 2015. Vol. 5, № 17. P. 12755–12762.
  24. Ali T. A., Mohamed G. G., Yahya G. A Development of Novel Potentiometric Sensors for Determination of Lidocaine Hydrochloride in Pharmaceutical Preparations, Serum and Urine Samples // J. Pharmaceutical Research. 2017. Vol. 16, № 2. P. 498–512.
  25. Ali T. A., Hassan A. M. E., Mohamed G. G. Manufacture of Lead-Specifi c Screen-Printed Sensor Based on Lead Schiff Base Complex as Carrier and Multi-Walled Carbon Nanotubes for Detection of Pb(II) in Contaminated Water Tests // J. Electrochemical Science. 2016. Vol. 11, № 6. P. 10732–10747.
  26. Маркузина Н. Н. Литийселективные твердоконтактные электрохимические сенсоры на основе электронопроводящего полимера поли(3-октилтиофена) // Успехи современного естествознания. 2016. № 2. С. 39–43.
  27. Милакин К. А., Меньшикова И. П., Сергеев В. Г. Композиционный материал полианилин-полимерная матрица как основа для создания высокочувствительного газосенсора на аммиак // Структура и динамика молекулярных систем. 2008. № 3. С. 326–329.
  28. Evtugyn G., Porfi reva A., Hianik T. Electropolymerized materials for biosensors // Advanced Bioelectronics Materials / eds. A. Tiwari, H. K. Patra, A. P. F. Turner. Beverly, MA : Wiley – Scrivener Publishing, 2015. P. 89–184.
  29. 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. 237–244.
  30. Кулапина Е. Г., Чанина В. В., Модифицированные потенциометрические сенсоры различных типов для определения цефтриаксона // Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2020. Т. 20, вып. 3. С 259–267. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-3-259-267
  31. Алексеев В. Г. Бионеорганическая химия пенициллинов и цефалосплоринов. Тверь : Твер. гос. ун-т, 2009. 104 с.
  32. Жирков А. А., Ягов В. В., Антоненко А. А., Коротков А. С., Зуев Б. К. Определение минерального состава слюны человека при помощи микроплазменной атомно-эмиссионной спектроскопии // Журн. аналит. химии. 2020. Т. 75, № 1. С. 43–47.
Поступила в редакцию: 
12.01.2021
Принята к публикации: 
25.01.2021
Опубликована: 
30.06.2021