Сорбция антибиотиков цефалоспоринового ряда молекулярно-импринтированными полимерами
Аннотация
В последние годы молекулярно-импринтированные полимеры (МИП) привлекли большое внимание благодаря своей способности к селективному распознаванию и сорбции целевых молекул. Однако эффективность адсорбции МИП зависит от множества факторов в процессе синтеза. Поэтому необходимо изучить адсорбционные способности молекулярно-импринтированных полимеров. В данной работе были получены полимеры с молекулярным отпечатком антибиотиков цефтриаксона натрия (Ceftr) и цефазолина натрия (Cef). Эти полимеры были получены путем перестройки и имидизации полиацидных цепей в N,N-диметилформамиде в присутствии молекул антибиотиков в качестве шаблонов. Для оценки их сорбционной способности применен метод прямой кондуктометрии. Изотермы сорбции обоих антибиотиков относятся к типу L, характерному для мономолекулярной сорбции. Сильное взаимодействие полимера с антибиотиками приводит к быстрому заполнению пор даже при низких концентрациях. Примечательно, что на начальной области изотермы количество сорбированного вещества линейно увеличивается с увеличением концентрации раствора. По мере дальнейшего повышения концентрации процесс сорбции достигает насыщения, что указывает на предельный уровень сорбции. Анализ кривых кинетики сорбции показал, что время установления равновесия для цефтриаксона натрия составляет 40 минут, а для цефазолина натрия – 55 минут. Несмотря на отсутствие целевых молекул Ceftr и Cef при синтезе неимпринтированного полимера (НП), он способен удерживать вещества благодаря функциональным мономерам, которые образуют водородные связи с этими веществами на поверхности полимера. Однако из-за отсутствия молекулярного импринтинга молекулы антибиотиков лишь частично удерживаются на поверхности НП, что снижает его сорбционную способность по сравнению с МИП. Максимальные значения сорбции для МИП-Ceftr и МИП-Cef достигают 5.15 и 13.05 мг/г соответственно. Особый интерес представляет сравнение сорбционной способности МИП-Cef и МИП-Ceftr. МИП-Cef обладает лучшей сорбционной способностью по сравнению с МИП-Ceftr.
Скачивания
Литература
Vicente J.P., García E.P., Chiva J.A., Durgbanshi A., Aranda E.O., Broch S.C., Bose D., Romero J.E. Liquid chromatog-raphy, a valuable tool in the determination of antibiotics in biological, food and envi-ronmental samples. Microchemical Jour-nal. 2022; 177: 1-16. https://doi.org/10.1016/j.microc.2022.107309
Hu J., Ba Y., Pan Z., Li X. Simultane-ous determination of 50 antibiotic residues in plasma by HPLC–MS/MS. Heliyon. 2024; 10(24): 1-16. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e40629
Jeon M., Kim J., Paeng K.J., Park S.W., Paeng I.R. Biotin–avidin mediated compet-itive enzyme-linked immunosorbent assay to detect residues of tetracyclines in milk. Microchemical Journal. 2008; 88(1): 26-31. https://doi.org/10.1016/j.microc.2007.09.001
Zhang Z., Zhang H., Tian D., Phan A., Seididamyeh M., Alanazi M., Xu Z.P., Sul-tanbawa Y., Zhang R. Luminescent sensors for residual antibiotics detection in food: Recent advances and perspectives. Coordi-nation Chemistry Reviews. 2024; 498: 1-27. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215455
Liang G., Song L., Gao Y., Wu K., Guo R., Chen R., Zhen J., Pan L. Aptamer Sen-sors for the Detection of Antibiotic Resi-dues-A Mini-Review. Toxics. 2023; 11(6): 1-18. https://doi.org/10.3390/toxics11060513
Buzmakova U.A., Kudryashova O.S. Chemical classification and methods for determining antibiotics. Bulletin of Perm University. Chemistry. 2018; 8(1): 6-28. https://doi.org/10.17072/2223-1838-2018-1-6-28
Alsoveydi A.K.M., Karavaeva O.A., Guliy O.I. Methods and approaches for de-termining antibiotics. Antibiotics and chemother. 2022; 67(1-2): 53-61. https://doi.org/10.37489/0235-2990-2022-67-1-2-53-61
Ketrusch E.F., Mursalov R.K., Silaev D.V., Rusanova T.Yu. Spectrophotometric determination of some β-lactam antibiotics in their binary mixtures using the method of projections onto latent structures. Bulle-tin of the Saratov University. New series. Series: Chemistry. Biology. Ecology. 2023; 23(4): 392-403. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2023-23-4-392-403
Belova D.D., Kharchenko E.N., Chap-lygina O.S. Identification of Residual Traces of Antibiotics in Food. Journal of Medicinal and Chemical Sciences. 2022; 5(3): 385-392. https://doi.org/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 antibiot-ics in environmental water samples by sol-id phase extraction-high performance liq-uid chromatography-tandem mass spec-trometry. Chinese Journal of Chromatog-raphy. 2023; 41(3): 241-249. https://doi.org/10.3724/SP.J.1123.2022.06004
Kalach A. V., Zyablov A. N., Sele-menev V. F. Sensors in the analysis of gas-es and liquids. Voronezh: LIO. 2011. 240 p. (In Russ.)
Yan S., Fang Y., Gao Z. Quartz crystal microbalance for the determination of da-minozide using molecularly imprinted pol-ymers as recognition element. Biosensors and Bioelectronics. 2007; 22(6): 1087-1091. https://doi.org/10.1016/j.bios.2006.03.007
Herrera-Chacón A., Cetó X., Valle M. Molecularly imprinted polymers - towards electrochemical sensors and electronic tongues. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2021; 413(24): 6117-6140. https://doi.org/10.1007/s00216-021-03313-8
Gkika D.A., Tolkou A.K., Lambro-poulou D.A., Bikiaris D.N., Kokkinos P., Kalavrouziotis I.K., Kyzas G.Z. Applica-tion of molecularly imprinted polymers (MIPs) as environmental separation tools. RSC Applied Polymers. 2024; 2: 127-148. https://doi.org/10.1039/D3LP00203A
Middeleer G.D., Dubruel P., Saeger S.D. Characterization of MIP and MIP functionalized surfaces: Current state-of-the-art. TrAC Trends in Analytical Chemis-try. 2016; 76: 71-85. https://doi.org/10.1016/j.trac.2015.11.007
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. Biosensors and Bioelectronics. 2024; 249; 1-16. https://doi.org/10.1016/j.bios.2024.116018
Zyablov A.N., Khalzova S.A., Sele-menev V.F. Sorption of red food colors by molecularly imprinted polymers. News of universities. Chemistry and chemical tech-nology. 2017; 60(7): 42-47. https://doi.org/10.6060/tcct.2017607.5595
Pham Thi Gam, Pham Thi Bich Ngoc, Zyablov A.N. Evaluation of some structural characteristics of films with molecular im-prints of antibiotics. Sorbtsionnye i Khromato-graficheskie Protsessy. 2024; 24(6): 1031-1035. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2024.24/12590 (In Russ.)
Zyablov A.N., Nikitskaya L.M., Zhibrova Yu.A. et al. Russian Federation Patent, No. 102264. 2011. (In Russ.)
Zyablov A.N., Duvanova O.V. et al. Russian Federation Patent, No. 156900. 2015.
Cao Nhat Linh. Diss. Cand. Chem. Sci. (2019). 128 p. (In Russ.)
Vu Hoang Yen, Dankovtseva A.G., Zyablov A.N. Analysis of the sorption ca-pacity of polymers with molecular imprints of potassium sorbate. Collection of works of the 8th International scientific and methodological conference "Pharm Educa-tion - 2022". 2022: 112-117.
