Методы биотестирования для обнаружения лекарственных средств в водной среде

Обложка
  • Авторы: Кряжевских А.А.1,2, Бардина В.И.3, Склярова Н.А.2
  • Учреждения:
    1. Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины Министерства обороны Российской Федерации
    2. Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет Министерства здравоохранения Российской Федерации
    3. Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности (НИЦЭБ)
  • Выпуск: Том 4, № 1 (2022)
  • Страницы: 61-69
  • Раздел: Биологические науки
  • URL: https://journals.rcsi.science/PharmForm/article/view/108995
  • DOI: https://doi.org/10.17816/phf108995
  • ID: 108995

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В статье приведены экспериментальные данные по использованию метода биотестирования для токсикологической оценки водопроводной воды с содержанием раствора антибиотика амоксициллина и раствора гормона 17β-эстрадиола. Различные тест-организмы отличаются по своей чувствительности к токсикантам. Поэтому для повышения точности оценки токсичности растворов была применена серия биотестов с использованием разных тест-организмов из различных систематических групп: дафний (Daphnia magna Straus), инфузорий (Paramecium caudatum), водорослей (Chlorella vulgaris Beijer). Установлено, что из выбранных тест-культур наиболее чувствительной к раствору с антибиотиком и гормоном оказались инфузории. Влияние амоксициллина в диапазоне доз от 0,000078 мг/л до 0,000000078 мг/л способствовало развитию токсического эффекта у тест-культур в следующей последовательности в порядке убывания: инфузории>дафнии=хлорелла. При изучении токсичности воды с содержанием гормона 17β-эстрадиола в диапазоне доз от 0,00001 мг/л до 0,00000001 мг/л чувствительность тест-объектов сложилась в следующей хронологии: инфузории>хлорелла. Дафнии (Daphnia magna Straus) были вовсе не восприимчивы к данному классу лекарственных средств. В связи с чем предложенные методы биотестирования для обнаружения лекарственных средств в водной среде являются перспективным направлением в оценке токсичности фармполлютантов в сточных водах.

Об авторах

Анастасия Альбертовна Кряжевских

Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины Министерства обороны Российской Федерации;Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет Министерства здравоохранения Российской Федерации

Автор, ответственный за переписку.
Email: gniiivm_15@mil.ru

лаборант-исследователь научно-исследовательского отдела, магистрант 

Россия, Санкт-Петербург

Виктория Ивановна Бардина

Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности (НИЦЭБ)

Email: vicula128@mail.ru

научный сотрудник

Россия, Санкт-Петербург

Наталия Анатольевна Склярова

Санкт-Петербургский государственный химико-фармацевтический университет Министерства здравоохранения Российской Федерации

Email: natalia.sklyarova@pharminnotech.com
SPIN-код: 9473-6506

канд. техн. наук, доцент кафедры промышленной экологии

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Баренбойм Г. М. Загрязнение природных вод лекарствами / Г. М. Баренбойм, М. А. Чиганова. – Москва: Наука, 2015. – 283 с.
  2. Patel М., Kumar R., Kishor K., et al. Pharmaceuticals of emerging concern in aquatic systems: Chemistry, occurrence, effects, and removal methods // Chemical Reviews. 2019. Vol. 119, no.6. P. 3510-3673. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00299.
  3. Gutierrez-Macias T., Mijaylova Nacheva P., Esquivel-Sotelo A., et al. Batch Kinetic Studies of Pharmaceutical Compounds Removal Using Activated Sludge Obtained from a Membrane Bioreactor // Water Air Soil Pollut. 2022. Vol. 233, no. 36. https://doi.org/10.1007/s11270-022-05508-w.
  4. Чиганова М. А. Нормативно-правовое регулирование лекарственного загрязнения окружающей среды / М. А. Чиганова // Контроль качества продукции. – 2017. – № 1. – С. 56-63.
  5. Эльхам Э. А. Влияние фармацевтических отходов на окружающую среду и проблемы обращения с ними / Э. А. Эльхам, Т. А. Романова // Международный научно-исследовательский журнал. – 2021. – Т. 108. – № 6. Часть 2. – С. 15-17. https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.108.6.034.
  6. Ting Y. F., Praveena S. M. Sources, mechanisms, and fate of steroid estrogens in wastewater treatment plants: a mini review // Environ Monit Assess. 2017. Vol. 189, no. 4. Р. 178. https://doi.org/10.1007/s10661-017-5890-x.
  7. Zhang Q. Q., Ying G. G., Pan С.G., et al. Comprehensive evaluation of antibiotics emission and fate in the river basins of China: source analysis, multimedia modeling, and linkage to bacterial resistance // Environ Sci Technol. 2015. Vol. 49. P. 6772–6782.
  8. Карноух К. И. Анализ потребления антибактериальных средств на фоне пандемии COVID-19: уровень стационара / К. И. Карноух, Н. Б. Лазарева // Медицинский совет. – 2021. – № 16. – С.118-128. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2021-16-118-128.
  9. Wang L., Chen Y., Zhao Y., et al. Toxicity of two tetracycline antibiotics on Stentor coeruleus and Stylonychia lemnae: potential use as toxicity indicator // Chemosphere. 2020. Vol. 255. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.127011.
  10. Qiulian Y., Yuan G., Jian K., et al. Antibiotics: an overview on the environmental occurrence, toxicity, degradation, and removal methods // Bioengineered. 2021. Vol.12, no. 1. P. 7376-7416. https://doi.org/10.1080/21655979.2021.1974657.
  11. Scaria J., Anupama K. V., Nidheesh P. V. Tetracyclines in the environment: an overview on the occurrence, fate, toxicity, detection, removal methods, and sludge management // Sci Total Environ. 2021. Vol. 771. P. 145291. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145291.
  12. Касимов А. О. Система мониторинга для определения лекарственных препаратов в сточных водах / А. О. Касимов, А. Ж. Есиркепова, М. А. Хизирова [и др.] // Инновационные, информационные и коммуникационные технологии. – 2017. – № 1. – С. 688-693.
  13. Sanderson H., Laird B., Pope L., et al. Assessment of the environmental fate and effects of ivermectin in aquatic mesocosms // Aquat. Toxicol. 2007. Vol. 85. P. 229-240.
  14. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 28 января 2021 г. N 2 "Об утверждении санитарных правил и норм СанПиН 1.2.3685-21 "Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания".
  15. Bilal M., Barcelo D., Iqbal H. M. Occurrence, environmental fate, ecological issues, and redefining of endocrine disruptive estrogens in water resources // Sci Total Environ. 2021. Vol. 800. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149635.
  16. Мащенко З. Е. Исследование токсичности ампициллина для рачков Daphnia magna и сообщество активного ила / З. Е. Мащенко, Е. В. Маслова, П. Г. Мизина [и др.] // Токсикологический вестник. – 2018. – № 1 (148). – С. 30-34. https://doi.org/10.36946/0869-7922-2018-1-30-34.
  17. Зарицкая Е. В. Современные альтернативные токсикологические методы исследования и перспективы их использования в практической деятельности / Е. В. Зарицкая, Е. В. Полозова, А. С. Богачева // Гигиена и санитария. – 2017. – Т. 96. – № 7. – С. 671-674. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2017-96-7-671-674.
  18. Terekhova V. A., Kirit W., Fedoseeva E. V., et al. Bioassay standardization issues in freshwater ecosystem assessment:test cultures and test conditions // Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems, EDP Sciences (France). 2018. No. 419 (32). P. 14. https://doi.org/10.1051/kmae/2018015.
  19. Bardina T. V., Chugunova M. V., Kulibaba V. V., et al.Applying Bioassay Methods for Ecological Assessment of the Soils from the Brownfield Sites // Water, Air, & Soil Pollution. 2017. P. 228-351. https://doi.org/10.1007/s11270-017-3521-3.
  20. Pukalchik М. А., Terekhova V. А., Karpukhin М. М., et al. Comparison of Eluate and Direct Soil Bioassay Methods of Soil Assessment in the Case of Contamination with Heavy Metals // Eurasian soil science. 2019. Vol. 52, no. 4. P. 464-470. https://doi.org/10.1134/S1064229319040112.
  21. Чеснокова С. М. Оценка устойчивости антибиотиков различных групп в водной среде методом биотестирования / С. М. Чеснокова, О. В. Савельев // Международный научно-исследовательский журнал. – 2020. – Т. 99. – № 9. Часть 1. – С. 101-109. https://doi.org/10.23670/IRJ.2020.99.9.018.
  22. Guler U. A., Solmaz B. Biosorption of Tetracycline and Cephalexin onto Surfactant-Modified Waste Biomass Using Response Surface Methodology and Ecotoxicological Assessment: Phytotoxicity and Biotoxicity Studies // Water Air Soil Pollut. 2022. Vol. 233, no. 4. P. 117. https://doi.org/10.1007/s11270-022-05590-0.
  23. ПНД ФТ 14.1:2:3:4.12-06 Т 16.1:2:2.3:3.9-06. Методика измерений количества Daphnia magna Straus для определения токсичности питьевых, пресных, природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления методом прямого счета. – Москва, 2014. – 39 с.
  24. Зарицкая Е. В. Альтернативные методы исследования при токсиколого-гигиенической оценке объектов производственной и окружающей среды / Е. В. Зарицкая, В. В. Шилов, Е. В. Полозова // Медицина труда и промышленная экология. – 2016. – № 6. – С. 17-19.
  25. ПНД ФТ 14.:2:3:4.2-98 ФР 1.39.2015.19242. Определение токсичности проб природных, питьевых, хозяйственно-питьевых, хозяйственно-бытовых сточных, очищенных сточных, сточных, талых, технологических вод экспресс-методом с применением прибора серии «Биотестер». – Санкт-Петербург, 2015. – 21 с.
  26. Wang W., Freemark K. The use of plants for environmental monitoring and assessment // Ecotoxicology and Environmental Safety. 1995. No. 30. https://doi.org/10.1006/eesa.1995.1033.
  27. ПНД ФТ 14.1:2:3:4.10-04 Т.16,1:2:2.3:3.7-04 ФР.1.39.2015.20001. Методика измерений оптической плотности культуры водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Bеijer) для определения токсичности питьевых, пресных природных и сточных вод, водных вытяжек из грунтов, почв, осадков сточных вод, отходов производства и потребления. – Москва, 2014. – 38 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Результаты изменения плотности инфузорий Paramecium caudatum в растворах амоксициллина в диапазоне доз от 0,000078 мг/л до 0,000000078 мг/л и 17β-эстрадиола в диапазоне доз от 0,00001мг/л до 0,00000001 мг/л. Примечание: *значимые отличия от фоновых значений, при p<0,05

Скачать (80KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Процентное изменение оптической плотности тест-объекта Chlorella vulgaris Beijer в растворах амоксициллина в диапазоне доз от 0,000078 мг/л до 0,000000078 мг/л (сверху) и 17β-эстрадиола в диапазоне доз от 0,00001мг/л до 0,00000001 мг/л (снизу) по отношению к контролю. Примечание: *значимые отличия от фоновых значений, при p<0,05

Скачать (119KB)
Метаданные

© Кряжевских А.А., Бардина В.И., Склярова Н.А., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


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».