Образец 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: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2021-21-2-134-144

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Рубрика: 
Химия
УДК: 
543.554.6.615.33
Язык публикации: 
русский

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

Авторы: 
Кулапина Елена Григорьевна, СГУ. Институт химии. Кафедра аналитической химии и химической экологии, 410012, Саратов, ул. Астраханская, 83, корп. 1, Институт химии СГУ, kulapinaeg@mail.ru
Кулапина Ольга Ивановна, Саратовский государственный медицинский университет имени В. И. Разумовского. Кафедра детских болезней, 410012, Саратов, ГСП ул. Большая Казачья, 112, kulapinaoi@mail.ru, olgakulapina@mail.ru
Анкина Влада Денисовна, Саратовский государственный медицинский университет имени В. И. Разумовского, ул. Большая Казачья, 112, Саратов, Саратовская обл., 410012, vlada.ankina@mail.ru
Тип статьи для РИНЦ: 
RAR научная статья
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
DOI: 
https://doi.org/10.18500/1816-9775-2021-21-2-134-144
Литература
  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., Domínguez-Renedo O., ArcosMartínez 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 β-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-polymerisedβ-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.
Краткое содержание (на английском языке): 
himiya_2021_2-134-144.pdf
Полный текст в формате PDF (на русском языке): 
himiya_2021_2-134-144.pdf