Изображение на обложке

Определение стрептомицина сульфата и неомицина сульфата в жидких средах амперометрическими сенсорами, модифицированными молекулярно-импринтированным полимером

Thi Gam Pham, E. V. Bobrinskaya, A. N. Zyablov, Anh Tien Nguyen, Nhat Linh Cao

Аннотация


Молекулярно-импринтированные полимеры (МИП), известные своей высокой специфичностью и прочностью, стали перспективными материалами для разработки и создания экологически безопасных сенсорных платформ, способных обнаруживать фармацевтические препараты в сложных матрицах. В работе были получены амперометрические сенсоры на основе МИП для определения антибиотиков стрептомицина сульфата (Strep) и неомицина сульфата (Neo). Оба сенсора, МИП-Strep и МИП-Neo, продемонстрировали линейную зависимость разности силы тока от концентрации в диапазоне 1.0 . 10-1 - 1.0 . 10-5 г/дм3. Пределы обнаружения аналитов сенсорами составили 5.8 . 10-6 г/дм³ (МИП-Strep) и 7.2 . 10-6 г/дм³ (МИП-Neo), что ниже предельно допустимых концентраций. Сенсоры МИП-Strep и МИП-Neo проявили высокую селективность к своим целевым молекулам. Способность сенсоров избирательно распознавать целевые молекулы оценивали с помощью импринтинг-фактора. Для МИП-Strep импринтинг-фактор (IF) составил 4.3, а для МИП-Neo - 6.3. Установлена низкая чувствительность сенсоров к другим антибиотикам (цефтриаксонам натрия, цефазолинам натрия). Сенсоры проявили высокую селективность: МИП-Strep – к стрептомицину, а МИП-Neo – к неомицину, даже в бинарных растворах. Методом «введено – найдено» установлена высокая точность амперометрических сенсоров МИП-Strep и МИП-Neo в определении антибиотиков с относительным стандартным отклонением (Sr) ≤ 5%.  Для проверки правильности определения Strep и Neo амперометрическими сенсорами с МИП использовали ВЭЖХ как референтный метод. Установлено, что между результатами двух методов определения антибиотиков статистически значимых различий не наблюдается. Это открывает перспективы применения сенсоров на основе МИП для контроля качества пищевых продуктов, особенно для выявления целевых антибиотиков в молоке и молочных продуктах. Так, при анализе исследованных образцов молока методом ВЭЖХ и МИП-сенсорами Strep и Neo не было обнаружено.

Ключевые слова: антибиотик, стрептомицина сульфат, неомицина сульфат, амперометрический сенсор, молекулярно-импринтированные полимеры, импринтинг-фактор


Ключевые слова


антибиотик; стрептомицина сульфат; неомицина сульфат; амперометрический сенсор; молекулярно-импринтированные полимеры; импринтинг-фактор

Полный текст:

PDF

Литература


REFERENCES

Haiping L., Jiangyue W., Fanping M., Aifeng L. Immunochromatographic assay for the detection of antibiotics in animal-derived foods: A review. Food Control, 2021, vol. 130, pp. 1-16. doi: 10.1016/j.foodcont.2021.108356.

Tasci F., Canbay H.S., Doganturk M. Determination of antibiotics and their metabolites in milk by liquid chromatography-tandem mass spectrometry method. Food Control, 2021, vol. 127, pp. 1-10. doi: 10.1016/j.foodcont.2021.108147.

Rahman M.S., Hassan M.M., Chowdhury S. Determination of antibiotic residues in milk and assessment of human health risk in Bangladesh. Heliyon, 2021, vol. 7, no. 8, pp. 1-8. doi: 10.1016/j.heliyon.2021.e07739.

Polianciuc S.I., Gurzău A.E., Kiss B., Georgia S.M., Loghin F. Antibiotics in the environment: causes and consequences. Med. Pharm. Rep., 2020, vol. 93, no. 3, pp. 231-240. doi: 10.15386/mpr-1742.

Cheubong S., Teepoo S., Wechakorn K., Cheubong C. Highly sensitive determination of neomycin residues in milk samples using a fast, simple competitive carbon dot-linked immunosorbent assay (CDs-LISA). J. Food Compos. Anal., 2025, vol. 142, pp. 1-10. doi: 10.1016/j.jfca.2025.107502.

Bruijnsvoort M.V., Ottink S.J.M., Jonker K.M., Boer E. Determination of streptomycin and dihydrostreptomycin in milk and honey by liquid chromatography with tandem mass spectrometry. J. Chromatogr. A, 2004, vol. 1058, no. 1-2, pp. 137-142. doi: 10.1016/j.chroma.2004.07.101.

Belova D.D., Kharchenko E.N., Chaplygina O.S. Identification of Residual Traces of Antibiotics in Food. J. Med.Chem. Sci., 2022, vol. 5, no. 3, pp. 385-392. doi: 10.26655/JMCHEMSCI.2022.3.13.

Wang J., Ye K.X., Tian Y., Liu K., Liang L.L., Li Q.Q., Huang N., Wang X.T. Simultaneous determination of 22 antibiotics in environmental water samples by solid phase extraction-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Chin. J. Chromatogr., 2023, vol. 41, no. 3, pp. 241-249. doi: 10.3724/SP.J.1123.2022.06004.

Zhang Z., Zhang H., Tian D., Phan A., Seididamyeh M., Alanazi M., Xu Z.P., Sultanbawa Y., Zhang R.. Luminescent sensors for residual antibiotics detection in food: Recent advances and perspectives. Coord. Chem. Rev., 2024, vol. 498, pp. 1-27. doi: 10.1016/j.ccr.2023.215455.

Keçili R., Hussain G., Hussain C.M., Denizli A. Eco-friendly molecularly imprinted polymer-based sensing platforms towards pharmaceuticals: recent advances and future prospects. Talanta Open, 2025, vol. 11, pp. 1-10. doi: 10.1016/j.talo.2025.100446.

Vasapollo G., Sole R.D., Mergola L., Lazzoi M.R., Scardino A., Scorrano S., Mele G. Molecularly Imprinted Polymers: Present and Future Prospective. Int. J. Mol. Sci., 2011, vol. 12, pp. 5908-5945. doi: 10.3390/ijms12095908.

Chen H., Guo J., Wang Y., Dong W., Zhao Y., Sun L. Bio-Inspired Imprinting Materials for Biomedical Applications. Adv. Sci., 2022, vol. 9, no. 28, pp. 1-38. doi: 10.1002/advs.202202038.

Lamaoui A., Lahcen A.A., Amine A. Unlocking the Potential of Molecularly Imprinted Polydopamine in Sensing Applications. Polymers, 2023, vol. 15, no. 18, pp. 1-24. doi: 10.3390/polym15183712.

Zaidi S.A. Molecular imprinting: A useful approach for drug delivery. Mater. Sci. Energy Technol., 2020, vol. 3, pp. 72-77. doi: 10.1016/j.mset.2019.10.012.

Vu Hoang Yen, Zyablov A.N. [Determination of preservatives in liquids by piezosensors]. Analitika i kontrol’ [Analitics and control], 2022, vol. 26, no. 2, pp. 134-140. doi: 10.15826/analitika.2022.26.2.001 (in Russian).

Al-Ameri S.A.H., Abdullah A.H., Kamil O.M., Ibraheem T.K., Saeed A.M. Synthesis, Characterization and HPLC Analysis of Streptomycin with its Derivatives. J. Pioneer. Med. Sci., 2023, vol. 12, no. 4, pp. 43-46. doi: 10.61091/jpms202312410.

Cheng Y., Han R., Liu J., Liu Y., Liu K., Zhao M., Liu R., Li W., Li X., Xue Z.. Transcription factor NecR promotes the synthesis of neomycin in Streptomyces fradiae. Syst. Microbiol. Biomanufact., 2024, vol. 4, pp. 1323-1335. doi: 10.1007/s43393-024-00264-w.

Pham Thi Gam, Pham Thi Bich Ngoc, Zyablov A.N. [Evaluation of some structural characteristics of films with molecular imprints of antibiotics]. Sorbtsionnye I Khromatograficheskie Protsessy [Sorption and chromatographic processes], 2024, vol. 24, no 6, pp. 1031-1035. doi:10.17308/sorpchrom.2024.24/12590 (in Russian).

Burgot J.L. General Analytical Chemistry: Electrochemical Analysis Methods. Boca Raton : London : New York : CRC Press, 2024. 442 р.

International Union of Pure and Applied Chemistry Corporate Author. Classification and nomenclature of electroanalytical techniques: rules approved 1975. Pure Appl. Chem., 1976, vol. 45, no. 2, pp. 81-97.

Zyablov A.N., Khalzova S.A., Selemenev V.F. [Sorption of red food dyes by polymers with molecular imprints]. Izvestiya Vysshikh. Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya [Universities News. Chemistry and Chemical Technology], 2017, vol. 60, no. 7, pp. 42-47. doi: 10.6060/tcct.2017607.5595 (in Russian).

Zyablov A.N., Duvanova O.V., et al. P'yezoelektricheskiy sensor na osnove molekulyarno-imprintirovannogo polimera dlya opredeleniya oleinovoy kisloty [Piezoelectric sensor based on molecularly imprinted polymer for the determination of oleic acid]. Patent RF, no. 137946, 2014 (in Russian).

Bessonov M.I. Poliimidy novyĭ klass termostoĭkikh polimerov [Polyimides – a new class of heat-resistant polymers]. Leningrad, Nauka Publ., 1983. 328 p. (in Russian).

Klyashtornaya A.A., Van E.Yu., Yasnogor D.V. [Methods for determining the residual content of antibiotics in dairy products]. Tez. dokl. IV Molodezhnyy Ekologicheskiy Forum “Problemy kompleksnogo osvoeniya poleznykh iskopaemykh” [Abstract of the report. IV Youth Ecological Forum “Problems of Integrated Development of Minerals]. Kemerovo, 2019, pp. 66-70 (in Russian).

Dvorkin V.I. Metrologiia i obespechenie kachestva kolichestvennogo khimicheskogo analiza [Metrology and quality assurance of quantitative chemical analysis]. Moscow, Chemistry, 2001. 263 p. (in Russian).

Zyablov A.N., Shapovalova A.A. [Determination of the residual amounts of cefotaxime in liquid media using piezoelectric sensors]. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov [Industrial laboratory. Diagnostics of materials], 2022, vol. 88, no. 2, pp. 15-20. doi: 10.26896/1028-6861-2022-88-2-15-20 (in Russian).

Petrova O.K., Ivanova I.I., Shapovalova A.A., Zyablov A.N. [Determination of cephalosporin antibiotics by piezoelectric sensors in aqueous solutions]. Applied information aspects of medicine, 2023, vol. 26, no. 1, pp. 56-62 (in Russian).

Wang L., Li Y. A Sensitive Amperometric Sensor based on CuO and molecularly imprinted polymer composite for Determination of Danazol in human urine. Int. J. Electrochem. Sci., 2022, vol. 17, no. 11, pp. 1-11. doi: 10.20964/2022.11.72

Yeh W.M., Ho K.C. Amperometric morphine sensing using a molecularly imprinted polymer-modified electrode. Anal. Chim. Acta, 2005, vol. 542, no. 1, pp. 76-82. doi: 10.1016/j.aca.2005.01.071.




DOI: https://doi.org/10.15826/analitika.2025.29.4.001

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.