Определение антибиотиков в сточных водах Амперометрическими сенсорами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Разработаны сенсоры для амперометрического определения антибиотиков Cefur и Ceftr в водных растворах. Электроды сенсоров покрыты молекулярно-импринтированным полимером (МИП). Для оценки избирательности и способности к распознаванию целевых молекул определены импринтинг-фактор и коэффициент селективности полученных сенсоров. Значения импринтинг-фактора составили 5.3 для МИП-Cefur и 5.1 для МИП-Ceftr. Полученные результаты показали, что МИП обладают более высокой селективностью и способностью к распознаванию Cefur и Ceftr по сравнению с неимпринтированными полимерами. Антибиотики определяли в водных растворах методом градуировочного графика. Экспериментально установлены диапазоны определяемых концентраций Cefur и Ceftr от 1.0 × 10–5 до 0.1 г/л, пределы обнаружения составили для Cefur 3.5 × 10–6 г/л и для Ceftr 6.6 × 10–6 г/л. Сенсоры, модифицированные МИП, опробованы при определении антибиотиков в сточных водах. Установлена возможность применения амперометрических сенсоров на основе молекулярно-импринтированных полимеров для определения цефуроксима натрия и цефтриаксона натрия в модельных и реальных растворах.

Об авторах

Ф. Т. Гам

Воронежский государственный университет, химический факультет; Ханойский университет бизнеса и технологий, фармацевтический факультет

Email: alex-n-z@yandex.ru
Университетская пл., 1, Воронеж, 394018 Россия; Хай Ба Чунг, 124, Винь Туй, Ханой, 11600 Вьетнам

О. А. Тертышникова

Воронежский государственный университет, химический факультет

Университетская пл., 1, Воронеж, 394018 Россия

А. Н. Зяблов

Воронежский государственный университет, химический факультет

Email: alex-n-z@yandex.ru
Университетская пл., 1, Воронеж, 394018 Россия

А. Ю. Выборный

Воронежский государственный университет, химический факультет

Университетская пл., 1, Воронеж, 394018 Россия

Н. А. Литвинова

ООО “РВК-Воронеж”

ул. Антокольского, 21, Воронеж, 394062 Россия

Список литературы

  1. Kümmerer K. Antibiotics in the aquatic environment – A review – Part I // Chemosphere. 2009. V. 75. № 4. P. 417.
  2. Polianciuc S. I., Gurzău A. E., Kiss B., Ştefan M. G., Loghin F. Antibiotics in the environment: causes and consequences // Med. Pharm. Rep. 2020. V. 93. № 3. P. 231.
  3. Sutradhar I., Ching C., Desai D., Heins Z., Khalil A. S., Zaman M. H. Effects of antibiotic interaction on antimicrobial resistance development in wastewater // Sci. Rep. 2023. V. 13. P. 1.
  4. Mozaz S. R., Moreira I. V., Giustina S.V.D., Llorca M., Barceló D. Antibiotic residues in final effluents of European wastewater treatment plants and their impact on the aquatic environment // Environ. Int. 2020. V. 140. P. 1.
  5. Naresh V., Lee N. A Review on biosensors and recent development of nanostructured materials-enabled biosensors // Sensors. 2021. V. 21. № 4. P. 1.
  6. Guliy O. I., Zaitsev B. D., Alsowaidi A. K. M., Karavaeva O. A., Lovtsova L. G., Borodina I. A. Biosensor systems for antibiotic detection // Biophysics. 2021. V. 66. № 4. P. 555.
  7. Baranwal J., Barse B., Gatto G., Broncova G., Kumar A. Electrochemical sensors and their applications: A review // Chemosensors. 2022. V. 10. № 9. P. 1.
  8. Pimpilova M. A brief review on methods and materials for electrode modifcation: electroanalytical applications towards biologically relevant compounds // Discover Electrochem. 2024. V. 1. № 12. P. 1.
  9. Qin W., Liu X., Chena H., Yang J. Amperometric sensors for detection of phenol in oilfield wastewater using electrochemical polymerization of zincon film // Anal. Methods. 2014. V. 6. № 15. P. 5734.
  10. Hussain C. M., Keçili R. Ch. 8 – Electrochemical techniques for environmental analysis / Modern Environmental Analysis Techniques for Pollutants. Netherlands: Elsevier, 2020. P. 199.
  11. Czolkos I., Dock E., Tønning E., Christensen J., Nielsen M. W., Carlsson C., Mojzíková R., Skládal P. Prediction of wastewater quality using amperometric bioelectronic tongues // Biosens. Bioelectron. 2016. V. 75. P. 375.
  12. Gkika D. A., Tolkou A. K., Lambropoulou D. A., Bikiaris D. N., Kokkinos P., Kalavrouziotis I. K., Kyzas G. Z. Application of molecularly imprinted polymers (MIPs) as environmental separation tools // RSC Appl. Polym. 2024. V. 2. P. 127.
  13. Uzun L., Turner A. P. F. Molecularly-imprinted polymer sensors: Realising their potential // Biosens. Bioelectron. 2016. V. 76. P. 131.
  14. Ali Y. A. E. H., Hejji L., Lahcen A. A., Villarejo L. P., Azzouz A., Kim K. H. Progress and prospects in the green synthesis of molecularly imprinted polymers for sorptive extraction and sensing applications toward emerging contaminants in various sample matrices // TrAC, Trends Anal. Chem. 2024. V. 170. P. 1.
  15. Ansari S., Karimi M. Novel developments and trends of analytical methods for drug analysis in biological and environmental samples by molecularly imprinted polymers. // TrAC, Trends Anal. Chem. 2017. V. 89. P. 146.
  16. Gui R., Jin H., Guo H., Wang Z. Recent advances and future prospects in molecularly imprinted polymers-based electrochemical biosensors // Biosens. Bioelectron. 2018. V. 100. P. 56.
  17. Carballido L., Karbowiak T., Cayot P., Gerometta M., Sok N., Bou-Maroun E. Applications of molecularly imprinted polymers and perspectives for their use as food quality trackers // Chem. 2022. V. 8. № 9. P. 2330.
  18. Fan Y., Yu R., Chen Y., Sun Y., Waterhouse G. I. N., Xu Z. A capillary electrophoresis method based on molecularly imprinted solid-phase extraction for selective and sensitive detection of histamine in foods // Molecules. 2022. V. 27. № 20. P. 1.
  19. Suzaei F. M., Daryanavard S. M., Rehim A. A., Bassyouni F., Rehim M. A. Recent molecularly imprinted polymers applications in bioanalysis // Chem. Pap. 2023. V. 77. P. 619.
  20. Leibl N., Haupt K., Gonzato C., Duma L. Molecularly imprinted polymers for chemical sensing: A tutorial review // Chemosensors. 2021. V. 9. P. 1.
  21. Song C., Rutledge G. C. Electrospun polyimide fiber membranes for separation of oil-in-water emulsions // Sep. Purif. Technol. 2021. V. 270. P. 1.
  22. Kim M., Kim G., Kim J., Lee D., Lee S., Kwon J., Han H. New continuous process developed for synthesizing sponge-type polyimide membrane and its pore size control method via non-solvent induced phase separation (NIPS) // Micropor. Mesopor. Mater. 2017. V. 242. P. 166.
  23. Государственная фармакопея Российской Федерации XV издания. Москва, 2023.
  24. Qureshi T., Memon N., Memon S. Q., Abro K., Shah S. W. LC/UV determination of cefradine, cefuroxime, and cefotaxime in dairy milk, human serum and wastewater samples // Springerplus. 2013. V. 2. № 1. P. 1.
  25. Malgundkar S. S., Mulla S. Validated HPTLC method for simultaneous determination of ceftriaxone sodium and tazobactam sodium in combined dosage form // J. Pharm. Biol. Sci (IOSR-JPBS). 2014. V. 9. № 2. P. 60.
  26. Дуванова О. В., Соколова С. А., Дьяконова О. В., Зяблов А. Н., Селеменев В. Ф., Козадеров О. А. Физико-химические свойства и морфология поверхности полиимидов с молекулярными отпечатками пальмитиновой кислоты // Сорбционные и хроматографические процессы. 2026. Т. 16. № 5. C. 610.
  27. Зяблов А.Н., Хальзова С.А., Селеменев В.Ф. Сорбция красных пищевых красителей полимерами с молекулярными отпечатками. // Изв. Вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. № 7. С. 42.
  28. Зяблов А.Н., Дуванова О.В., Володина Л.В., Селеменев В.Ф., Дьяконова О.В. Патент РФ № 137946. Заявка от 03.10.2013, опубликован 27.02.2014.
  29. Дворкин В.И. Метрология и обеспечение качества количественного химического анализа. М.: Химия, 2001. 263 с.
  30. Li Y., Luo L., Kong Y., Li Y., Wang Q., Wang M., Li Y., Davenport A., Li B. Recent advances in molecularly imprinted polymer-based electrochemical sensors // Biosens. Bioelectron. 2024. V. 249. P. 1.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».