Сорбционно-флуориметрическое определение фторхинолонов в природных водах с использованием смартфона и хемометрического анализа

Василий Григорьевич  Амелин; Зин Алабдин Чалави  Шаока; Дмитрий Сергеевич Большаков; Алексей Викторович Третьяков

doi:10.17308/sorpchrom.2022.22/9215

Василий Григорьевич Амелин Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорье-вича Столетовых, Владимир, Россия
Зин Алабдин Чалави Шаока Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Владимир, Россия
Дмитрий Сергеевич Большаков Центр гигиены и эпидемиологии в Владимирской области, Владимир, Россия
Алексей Викторович Третьяков Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для жи-вотных и кормов, Москва, Россия

DOI: https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/9215

Ключевые слова: фторхинолоны, сорбция, силикагель, цифровая цветометрия, флуориметрия, смартфон, природные воды, хемометрический анализ.

Аннотация

Рассмотрен простой, экспрессный и доступный способ идентификации и определения антибактериальных веществ фторхинолонового ряда в природных водах сорбционно-флуориметрическим методом с использованием смартфона и хемометрического анализа. Предложенный подход основан на статической сорбции фторхинолонов силикагелем из водных растворов. При облучении сорбата монохроматическим ультрафиолетовым светом (365 нм) наблюдается синяя или бирюзовая флуоресценция, измерение интенсивности которой осуществляли с помощью смартфона. В качестве аналитического сигнала использовали значения базисных компонентов цветометрической системы RGB с последующим расчетом итогового цвета. Показана возможность использования хемометрического анализа, позволяющего сократить время анализа и визуализировать данные исследования. Обработку массива данных проводили методами главных компонент, иерархического кластерного анализа и метода k-means c применением программного обеспечения XLSTAT. Проведена идентификация и оценка количественного содержания антибиотиков фторхинолонового ряда в природной воде с использованием хемометрического анализа. Диапазоны определяемых содержаний – 0.002–0.2 мкг/см³. Предложен способ определения фторхинолонов в природных водах. Относительная погрешность результатов анализа не превышает 20 %.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Василий Григорьевич Амелин, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорье-вича Столетовых, Владимир, Россия

д.х.н., профессор, профессор кафедры химии Института биологии и экологии, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ), гл. науч. сотр. отделения фармакологических лекарственных средств, безопасности пищевой продукции и кормов, Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов, Владимир, Россия

Зин Алабдин Чалави Шаока, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых, Владимир, Россия

аспирант кафедры химии Института биологии и экологии, Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (ВлГУ), Владимир, Россия

Дмитрий Сергеевич Большаков, Центр гигиены и эпидемиологии в Владимирской области, Владимир, Россия

к.х.н., химик-эксперт медицинской организации лаборатории санитарно-гигиенических исследований, Центр гигиены и эпидемиологии в Владимирской области, Владимир, Россия

Алексей Викторович Третьяков, Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для жи-вотных и кормов, Москва, Россия

к.х.н., доц., заведующий отделением фармакологических лекарственных средств, безопасности пищевой продукции и кормов, Всероссийский государственный центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов, Москва, Россия

Литература

Smirnova T.D., Danilina T.G., Rusanova T.YU., Simbireva N.A. Vliyanie serebryanyh nanochastic na fluorescentnye svojstva levofloksacina v prisutstvii ionov ittriya(III) v vodnyh i micellyarnyh sredah poverhnostno-aktivnyh veshchestv. ZHurn. analit. Himii. 2021; 76(1): 67-73 (in Russ.).https://doi.org/10.31857/S004445022101014X.

Yao T., Wang H., Si X., Yin S., Wu T., Wang P. Vliyanie serebryanyh nanochastic na fluorescentnye svojstva levofloksacina v prisutstvii ionov ittriya(III) v vodnyh i micellyarnyh sredah poverhnostno-aktivnyh veshchestv. Open Chem. 2018; 16: 1122-1128. https://doi.org/10.1515/chem-2018-0125.

Kamochkina I.YA., Rekharskaya E.M., CHuharkina A.P., Borzenko A.G. Opredelenie pefloksacina v moche metodom sinhronnoj fluorimetrii. Vestn. Mosk. Un-ta. Ser. 2. Himiya. 2007; 48(2): 97-100 (in Russian).

Lv S., Sun Y., Yang Y., Niu Z., Wen Y., Int. J. Adv. Res. Chem. Sci. Determina-tion of quinolones in human urine and wa-ter samples by ultrasound assisted disper-sive liquid-liquid microextraction based on solidification of floating organic droplet followed high performance liquid chroma-tography. 2019; 6 (5): 13-18. https://doi.org/10.20431/2349-0403.0605003.

Nakata H., Kannan K., Jones P.D., Giesy J.P. Determination of quinolones in human urine and water samples by ultra-sound assisted dispersive liquid-liquid mi-croextraction based on solidification of floating organic droplet followed high per-formance liquid chromatography. Chemo-sphere, 2005, Vol. 58, pp. 759-766. DOI:10.1016/j.chemosphere.2004.08.097

Lee H.B., Peart T.E., Svoboda M.L. Determination of ofloxacin, norfloxacin, and ciprofloxacin in sewage by selective solid-phase extraction, liquid chromatog-raphy with fluorescence detection, and liq-uid chromatography-tandem mass spec-trometry. J. Chromatogr. A 2007; 1139: 45-52. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2006.11.068

Zhang J., Liu D., Shi Y., Sun C., Niu M., Wang R., Hu F., Xiao D., He H. Determination of quinolones in wastewater by Porous β-cyclodextrin polymer based solid-phase extraction coupled with HPLC. J. Chromatogr. B. 2017; 1068-1069: 24-32. https://doi.org/10.1016/j.jchromb.2017.09.046.

Turiel E., Bordin G., Rodriguez A.R. Determination of quinolones and fluoroquinolones in hospital sewage water by off-line and on-line solid-phase extrac-tion procedures coupled to HPLC-UV. J. Sep. Sci. 2005; 28: 257-267. https://doi.org/10.1002/jssc.200400018.

Seifrtova M., Aufartova J., Vytlaci-lova J., Pena A., Solich P., Novakova L. Determination of fluoroquinolone antibiot-ics in wastewater using ultra high-performance liquid chromatography with mass spectrometry and fluorescence detec-tion. J. Sep. Sci. 2010; 33: 2094-2108. https://doi.org/10.1002/jssc.201000215.

Prat M.D., Benito J., Compano R., Hernandez-Arteseros J.A., Granados M. Determination of quinolones in water sam-ples by solid-phase extraction and liquid chromatography with fluorimetric detec-tion. J. Chromatogr. A. 2004; 1041: 27-33. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2004.04.042.

Tang H.Z., Wang Y.H., Li S., Wu J., Li J.W., Zhou H.Y., Gao Z.X. Graphene oxide composites for magnetic solid-phase extraction of twelve quinolones in water samples followed by MALDI-TOF MS. Anal. Bioanal. Chem. 2019; 411 (26): 7039-7049. https://doi.org/10.1007/s00216-019-02081-w.

Wang H., Zhao X., Xu J., Shang Y., Wang H., Wang P., He X., Tan J. De-termination of quinolones in environmental water and fish by magnetic metal organic frameworks based magnetic solid-phase extraction followed by high-performance liquid chromatography-tandem mass spec-trometry. J. Chromatogr. A. 2021; 1651: 462286. https://doi.org/10.1016/j.chroma.2021.462286.

Fedotov P.S., Malofeeva G.I., Savonina E.YU., Spivakov B.YA. Tverdo-faznaya ekstrakciya organicheskih vesh-chestv: netradicionnye metody i podhody. ZHurn. analit. Himii. 2019; 74(3): 163-172 (in Russ.).

Lombardo-Agui M., Gamiz-Gracia L., Garcia-Campana A.M., Cruces-Blanco C. Tverdofaznaya ekstrakciya organich-eskih veshchestv: netradicionnye metody i podhody. Anal. Bioanal. Chem. 2010; 396: 1551-1557. https://doi.org/10.1007/s00216-009-3309-4.