Определение 3-(4-гидроксифенил)молочной кислоты амперометрическим сенсором с молекулярно-импринтированными полимерами
Аннотация
Сепсис представляет собой опасную для жизни органную дисфункцию, вызванную нарушением регуляции ответа организма на инфекцию. Если сепсис не распознать на ранней стадии и не начать лечение, он может привести к септическому шоку, полиорганной недостаточности и смерти. Диагностика сепсиса, традиционно основанная на клинической картине и обнаружении этиологически-значимых микроорганизмов в крови и очагах, в последние годы совершенствуется путем поиска и внедрения различных биомаркеров. Одним из перспективных биомаркеров сепсиса является 3-(4-гидроксифенил)молочная кислота (4-ГФМК). В работе разработан амперометрический сенсор, модифицированный полимером с молекулярным отпечатком (ПМО) гидроксифенилмолочной кислоты и показана принципиальная возможность определения 4-ГФМК данным сенсором в модельных водных растворах. Полимеры с молекулярными отпечатками активно используются в процессах разделения веществ, а также при получении селективных сенсоров. Среди многообразия селективных материалов особый интерес представляют полиимиды. Поэтому в работе на основе сополимера 1,2,4,5-бензолтетракарбоновой кислоты с 4,4’-диаминодифенилоксидом были разработаны ПМО-сенсоры с отпечатком 4-гидроксифенилмолочной кислоты. Сенсоры получали в две стадии (I – стадия при температуре 80оС, II – стадия при 180оС) методом нековалентного импринтинга. Установлена высокая селективность ПМО-сенсоров по отношению к целевым молекулам. Диапазон определяемых концентраций кислоты составил 0.2-0.0002 мг/дм3. Экспериментально установленный предел обнаружения 4-гидроксифенилмолочной кислоты составил 4.5.10-5 мг/дм3.
Скачивания
Литература
Bone R.C., Charles J., Fisher J.R., Clemmer, T.P., Slotman, G.J., Metz, C.A., Balk, R.A. Sepsis Syndrome: A Valid Clin-ical Entity. Critical Care Medicine. 1989; 17(5): 389-393.
Bone R.C., Balk R.A., Cerra F.B., Dellinger R.P., Fein A.M., Knaus W.A., Schein R.M.H., Sibbald W.J., and Members of the ACCP/SCCM Consensus Confer-ence. Definitions for Sepsis and Organ Failure and Guidelines for the Use of Inno-vative Therapies in Sepsis. Chest. 1992; 101: 1644-1655.
Kempker JA, Martin GS. The Changing Epidemiology and Definitions of Sepsis. Clin Chest Med. 2016; 37(2): 165-79. https://doi.org/10.1016/j.ccm.2016.01.002
Abraham E. New Definitions for Sepsis and Septic Shock: Continuing Evo-lution but with Much Still to Be Done. JAMA. 2016; 315(8): 757-759.
Calvert J.S., Price D.A., Chettipally U.K., Barton C.W., Feldman M.D., Hoff-man J.L., Jay M., Das R. A computational approach to early sepsis detection. Com-puters in biology and medicine. 2016; 74: 69-73.
Singer M. Deutschman C.S., Sey-mour C.W. The Third International Con-sensus Definitions for Sepsis and Septic Shock (Sepsis-3). JAMA. 2016; 315(8): 801-810.
Ahmedov R.F., Karabaev H.K., Ta-gaev K.R. Nash opyt lecheniya ozhogovogo sepsisa. Zhurnal Neotlozhnaya hirurgiya im. I.I. Dzhanelidze. 2021; 1:10-11. (In Russ.)
Whicher J., Bienvenu J., Monneret G. Procalcitonin as an acute phase marker. Ann Clin Biochem. 2001; 8(5): 483-93. https://doi.org/10.1177/000456320103800505
Romasheva M.L., Proshin D.G. Di-agnostika sepsisa u bol'nyh v kriticheskih sostoyaniyah. Obshchaya reanimatologiya. 2007; 4: 34-36. (In Russ.)
Kataeva A.V., Bahtina ZH.A. Sokrashchenie priznakovogo prostranstva v diagnostiki sepsisa. ITNOU: Infor-macionnye tekhnologii v nauke, obra-zovanii i upravlenii. 2018; 5(9): 30-33. (In Russ.)
Kozlov V.K. Sepsis, tyazhelyj sep-sis, septicheskij shok: patogeneticheskoe obosnovanie diagnoza, klinicheskaya inter-pretaciya, principy i metody diagnostiki. Kliniko-laboratornyj konsilium. 2014; 2(49): 20-40. (In Russ.)
Rudnov V.A., Kulabuhov V.V. SEPSIS-3: obnovlennye klyuchevye polozheniya, potencial'nye problemy i dal'nejshie prakticheskie shagi. Vestnik anesteziologii i reanimatologii. 2016; 13(4): 4-11. https://doi.org/10.21292/2078-5658-2016-13-4-4-11
Zhou Y., Yang Y., Pappas D. Micro-fluidic Chips for Sepsis Diagnosis. Methods in Molecular Biology. 2021; 2321: 207-219. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1488-4_18
Beloborodova N.V., Osipov A.A., Bedova A.YU. Biologicheskie svojstva nekotoryh nizkomolekulyarnygh aro-maticheskih mikrobnyh metabolitov, asso-ciirovannyh s sepsisom. Antibiotiki i himioterapiya. 2013; 7-8: 48-61. (In Russ.)
Moroz V.V., Beloborodova N.V., Osipov A.A., Vlasenko A.V., Bedova A.YU., Pautova A.K. Fenilkarbonovye kisloty v ocenke tyazhesti sostoyaniya i effektivnosti lecheniya bol'nyh v reanima-tologii. Obshchaya reanimatologiya. 2016; 4: 37-48. (In Russ.)
Moroz V.V., Beloborodova N.V., Bedova A.Yu., Revel’skii A.I., Getsina M.L., Osipov A.A., Sarshor Yu.N., Buchinskaya A.A., Olenin A.Yu. Devel-opment of methods of the gas chromato-graphic determination of phenylcarboxylic acids in blood serum and their adaptation to clinical laboratory conditions. Anal Chem. 2015; 70: 495-501. https://doi.org/10.1134/S1061934815040103
Pautova A.K., Meglei A.Y., Cher-nevskaya E.A., Alexandrova I.A., Belobo-rodova N.V. 4-Hydroxyphenyllactic Acid in Cerebrospinal Fluid as a Possible Marker of Post-Neurosurgical Meningitis: Retro-spective Study. J. Pers. Med. 2022; 12: 399. https://doi.org/10.3390/jpm12030399
Pautova A.K., Sobolev P.D. Patent RF, № 263571, 2017. (In Russ.)
Hughes A.T., Milan A.M., Shweihdi E., Gallagher J., Ranganath L. Method de-velopment and validation for analysis of phenylalanine, 4-hydroxyphenyllactic acid and 4-hydroxyphenylpyruvic acid in serum and urine. JIMD Reports. 2022; 63(4): 341-350. https://doi.org/10.1002/jmd2.12287
Sobolev P.D., Burnakova N.A., Beloborodova N.V., Revelsky A.I., Pautova A.K. Analysis of 4-Hydroxyphenyllactic Acid and Other Diagnostically Important Metabolites of α-Amino Acids in Human Blood Serum Using a Validated and Sensi-tive Ultra-High-Pressure Liquid Chroma-tography-Tandem Mass Spectrometry Method. Metabolites. 2023; 13: 1128. https://doi.org/10.3390/metabo13111128
Beloborodova N.V. Serum Aro-matic Microbial Metabolites as Biological Markers in Intensive Care. In: Rajendram, R., Preedy, V.R., Patel, V.B. (eds) Bi-omarkers in Trauma, Injury and Critical Care. Biomarkers in Disease: Methods, Discoveries and Applications. Springer, Cham. 2023; 13: 245-268.
Mohamed A.H., Ahmed H., Mokh-tar M., Sherin H., Mahmoud E., Dual fluo-rescence-colorimetric sensor based on sil-ver nanoparticles for determination of to-bramycin in its pharmaceutical prepara-tions. Spectrochimica Acta Part A: Mo-lecular and Biomolecular Spectroscopy, 2023; 303: 123172.
Wenhao M., Wanyi X., Shaoxi F., Shixuan H., Bohua Y., Yongjia W., Changjun H., Danqun H., Deqiang W., Na-nopore electrochemical sensors for emerg-ing hazardous pollutants detection. Elec-trochimica Acta, 2024; 475: 143678.
Lin' K.N., Duvanova O.V., Nikitina S.Yu., Zyablov A.N. Primenenie p'ezosen-sorov dlya opredeleniya karbonovyh kislot v promezhutochnyh produktah proizvod-stva pishchevogo etanola. Zavodskaya la-boratoriya. Diagnostika materialov. 2019; 85(4): 11-16.
Duvanova O.V., Krivonosova I.A., Zyablov A.N., Falaleev A.V., Selemenev V.F., Sokolova S.A. Primenenie p'ezoel-ektricheskih sensorov dlya opredeleniya oleinovoj i pal'mitinovoj kislot v rastitel'n-yh maslah. Zavodskaya laboratoriya. Di-agnostika materialov. 2017; 83(2): 18-22. (In Russ.)
Aytaç G., Gamze K., Mahmut K., Savaş S., Rıdvan S., Preparation of MIP-based QCM nanosensor for detection of caffeic acid. Talanta, 2014; 119: 533-537.
Zhibrova Yu.A., Zyablov A.N., Shcheglova N.A., Krasnikova O.P., Sele-menev V.F. Polimery s molekulyarnymi otpechatkami dlya p'ezokvarcevyh senso-rov. Soobshchenie 1. Analiz lekarstvennyh preparatov, soderzhashchih glicin. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2008; 8(4): 686-688. (In Russ.)
Zyablov A.N., Govoruhin S.I., Duvanova O.V., Selemenev V.F., Nguen A.T. Protochno-inzhekcionnoe opredelenie valina p'ezokvarcevym sensorom, modifi-cirovannym polimerom s molekulyarnymi otpechatkami. Analitika i kontrol'. 2014; 18(4): 438-441. (In Russ.)
Krivonosova I.A., Duvanova O.V., Zyablov A.N., Sokolova S.A., Dyakonova O.V. The determination of fatty acids in liquids using piezoelectric sensors based on molecular imprinting polymers. Butlerov communications. 2015; 42(6): 152-157.
Arian Y., Somayeh F., Nishat T., Mina H., Molecularly imprinted polymers (MIP) combined with Raman spectroscopy for selective detection of Δ⁹-tetrahydrocannabinol (THC). Talanta. 2024; 267: 125271.
Zyablov A. N., Duvanova O. V. i dr. Patent RF, № 137946, 2014. (In Russ.)
Zyablov A. N., Duvanova O. V. i dr. Patent RF, № 1138636, 2014. (In Russ.)
Merenkova A.A., Vu H.I., Grech-kina M.V., Zyablov A.N. Morfologiya poverhnosti polimerov s molekulyarnymi otpechatkami na osnove poliimida. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2020; 20(6): 760-764. (In Russ.)
D'yakonova O.V., Zyablov A.N., Kotov V.V., Eliseeva T.V., Selemenev V.F., Frolova V.V. Issledovanie sostoyani-ya poverhnosti membran na osnove poli-amidokisloty. Sorbtsionnye i khromato-graficheskie protsessy. 2005; 5(4): 501-506. (In Russ.)
D'yakonova O.V., Sokolova S.A., Zyablov A.N., ZHibrova YU.A. Issledo-vanie sostoyaniya poverhnosti membran-nyh materialov metodom skaniruyushchej zondovoj mikroskopii. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2008; 8(5): 863-868. (In Russ.)
Vu H.I., Kao N.L., Zyablov A.N. Analiz svojstv plenok molekulyarno-imprintirovannyh polimerov na osnove po-liimida. Sorbtsionnye i khromatografiches-kie protsessy. 2021; 21(3): 360-368. (In Russ.)
Yahan Cui, Jie Ding, Yu Su, Lan Ding. Facile construction of magnetic hy-drophilic molecularly imprinted polymers with enhanced selectivity based on dynam-ic non-covalent bonds for detecting tetra-cycline. Chemical Engineering Journal. 2023; 52(1): 139291.
Ruixia G., Yi H., Lili Z., Xihui C., Dechun L., Min Z., Yuhai T., Yuansuo Z. A facile method for protein imprinting on di-rectly carboxyl-functionalized magnetic nanoparticles using non-covalent template immobilization strategy. Chemical Engi-neering Journal. 2016; 284: 139-148.
