Композиционные материалы на основе мембран Nafion и поли-3,4-этилендиокситиофена для потенциометрического определения сульфаниламидов

Аннотация

Сульфаниламид и сульфацетамид являются актуальными аналитами вследствие их широкого использования в качестве противомикробных средств. Для анализа сульфаниламидных препаратов известны потенциометрические сенсоры на основе ионофоров. Применение ионофоров в потенциометрических сенсорах сопряжено с рядом проблем, а выбор соединений, способных к реакциям ионного обмена или комплексообразования с анионами, ограничен. Число анионообменных мембран, характеризующихся наноструктурированной матрицей и химической стойкостью, также невелико. В данной работе для определения сульфаниламидов совместно с катионами щелочных металлов использован мультисенсорный подход, основанный на объединении в массив сенсоров, имеющих перекрестную чувствительность к нескольким аналитам. Мультисенсорные системы включали потенциометрические сенсоры с внутренним раствором сравнения, аналитическим сигналом которых являлся потенциал Доннана (ПД), на основе перфторированных сульфокатионообменных мембран Nafion. Поскольку сульфаниламиды поступают в катионообменную мембрану посредством необменной сорбции, повышению их концентрации в порах могут способствовать, как ион-ионные и ион-дипольные взаимодействия, так и гидрофобные взаимодействия с компонентами мембран. Поэтому целью работы была разработка мультисенсорных систем на основе мембран Nafion, содержащих поли-3,4-этилендиокситиофен (PEDOT), для совместного определения анионов сульфаниламидов и катионов щелочных металлов в водных растворах и фармацевтических препаратах.

Исследовано влияние присутствия и концентрации PEDOT в мембранах Nafion на характеристики перекрестно чувствительных ПД-сенсоров. Для образцов с невысокой концентрацией допанта (образцы получены при обработке 0.002 М раствора мономера) и повышенной проницаемостью для анионов установлено увеличение чувствительности ПД-сенсоров к анионам сульфаниламидов. Это обусловлено доступностью протоноакцепторных групп и фрагментов π-сопряжения PEDOT в качестве дополнительных сорбционных центров для органических аналитов. Выявлено, что присутствие в исследуемых растворах минерального иона другого типа, нежели исходная ионная форма мембраны, может способствовать увеличению чувствительности ПД-сенсоров к сульфаниламидам вследствие их сопряженного переноса в мембрану за счет формирования водородных связей между гидратными оболочками противо- и коионов.

Массивы перекрестно чувствительных ПД-сенсоров на основе композиционных мембран апробированы для анализа модельных растворов с различным соотношением концентраций аналитов и растворов фармацевтического препарата «Сульфацил натрия» (капли глазные). Относительная погрешность определения действующего вещества в препаратах производителей ООО «Гротекс» и
ФГУП «Московский эндокринный завод» относительно заявленной производителем концентрации составила 0.5 и 3%, а относительно найденной спектрофотометрическим методом концентрации – 5 и 7%. Мультисенсорные системы позволяют выполнять анализ без существенного разбавления и коррекции рН объекта анализа. Кроме того, период времени, в течение которого сохраняется стабильность характеристик ПД-сенсоров, высок, поскольку компоненты мембран не расходуются в процессе измерений.