Нові аналітичні форми на основі різнолігандних комплексів іонів європію (ІІІ) з деякими антибіотиками
Спектрально-люмінесцентні характеристики лігандів та хімічні умови утворення комплексів європію з антибіотиками цефалоспоринового і тетрациклінового рядів, їх аналітичні форми для аналізу біологічних об’єктів. Характер комплексоутворення іонів європію.
Рубрика | Химия |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 11.08.2014 |
Размер файла | 65,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Національна академія наук України
Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук
02.00.02 - Аналітична хімія
НОВІ АНАЛІТИЧНІ ФОРМИ НА ОСНОВІ РІЗНОЛІГАНДНИХ КОМПЛЕКСІВ ЄВРОПІЮ (ІІІ) З ДЕЯКИМИ АНТИБІОТИКАМИ
Виконала Вітюкова Катерина Олегівна
Одеса-2005
АНОТАЦІЯ
Вітюкова К.О. Нові аналітичні форми на основі різнолігандних комплексів іонів європію (ІІІ) з деякими антибіотиками. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.02. - аналітична хімія. - Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України, Одеса, 2005.
Дисертація присвячена розробці нових аналітичних форм на основі різнолігандних комплексів іонів європію (ІІІ) з антибіотиками та використанню їх для люмінесцентного визначення компонентів лігандного оточеннях цих комплексів. Люмінесцентним методом вивчено утворення подвійних та різнолігандних комплексів європію (ІІІ) з антибіотиками цефалоспоринового та тетрациклінового рядів. Вперше вивчено можливість комплексоутворення іонів європію (ІІІ) з цефалоспоринами. Встановлено, що комплексоутворення спостерігається з єдиним представником цефалоспоринів - цефтриаксоном та йде по о-гідроксикарбонільній групі. Співвідношення компонентів у комплексі Eu - Цеф становить 1 : 3, та змінюється на 1 : 2 при введенні в систему у якості другого компоненту цетилпіридиній хлориду. Вивчено комплексоутворення іонів європію з тетрациклінами та рядом аніонів неорганічних та органічних кислот, пероксидом водню, донорно-активними та поверхнево-активними речовинами. Доведено утворення різнолігандних комплексів Eu - тетрацикліни - Н2О2 та Eu - тетрацикліни - цитрат-іони з застосуванням спектрофотометричного та люмінесцентного методів. Знайдено, що у спектрах люмінесценції різнолігандних комплексів Eu - тетрацикліни - Н2О2 інтенсивність ліній заборонених 5D0 7F0 - переходів незвичайно висока, у порівнянні з інтенсивністю надчутливого 5D0 7F2 - переходу, що пов'язано із зростанням викривлення координаційного поліедру при входженні Н2О2 у внутрішню координаційну сферу комплексу у вигляді однозарядного аніону НОО- та низькою симетрією центрів люмінесценції.
Показано, що завдяки великій інтенсивності люмінесценції усі вивчені різнолігандні комплекси можуть бути застосовані у якості аналітичних форм для високочутливого люмінесцентного визначення як антибіотиків, так і других лігандів (пероксиду водню, лаурилсульфату та цитрат-іонів).
європій антибіотик ліганд іон
1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. В останні роки у світовій практиці біофармацевтичного аналізу широко застосовують комплексні сполуки іонів лантанідів з органічними речовинами - лікарськими препаратами та біологічно-активними речовинами для високочутливого визначення органічних лігандів, здатних сенсибілізувати характеристичну 4f-люмінесценцію іону лантаніду. Відповідні методики ефективні для проведення аналізу як дозованих лікарських форм, так і біологічних об'єктів: біорідин людини з метою вивчення фармакокінетики та фармакодинаміки препаратів ( особливо це актуально при розробці нових методів введення препаратів), харчових продуктах тваринного походження, а також для методичного забезпечення досліджень біодоступності та біоеквівалентності препаратів-генериків.
Лікарські препарати, зокрема, антибіотики тетрациклінового та цефалоспоринового рядів, широко застосовуються у сучасній терапевтичній та ветеринарній практиці.
Так як антибіотики є ксенобіотиками, здатними викликати алергічні реакції та перехресну резистентність (до препаратів східної структури, що ускладнює лікування інфекційних захворювань), існує необхідність визначення їх слідових кількостей у біорідинах людини та харчових продуктах тваринного походження. Тому розробка простих, експресних та високочутливих методик визначення цих препаратів у біологічних об'єктах актуальна та перспективна. Одним з методів, який дозволяє досягнути не тільки простоти та експресності визначення, але й високої чутливості, є люмінесцентний метод аналізу з використанням характеристичної f-f люмінесценції лантанідів у їх однорідно- та різнолігандних комплексах.
Мета і задачі дослідження: пошук нових аналітичних форм на основі різнолігандних комплексів європію (ІІІ) з антибіотиками цефалоспоринового та тетрациклінового рядів для розробки нових високочутливих люмінесцентних методик визначення компонентів лігандного оточення центрального іону.
Для досягнення цієї мети потрібно було вирішити такі задачі:
1. Вивчити умови утворення різнолігандних комплексів європію (ІІІ) з антибіотиками цефалоспоринового та тетрациклінового рядів.
2. Дослідити спектрально-люмінесцентні характеристики лігандів та комплексів.
3. Встановити можливість використання вивчених різнолігандних комплексів у якості аналітичних форм для аналізу різних об'єктів, у тому числі й біологічних.
Об'єкт дослідження - різнолігандні комплекси європію (ІІІ) з антибіотиками цефалоспоринового та тетрациклінового рядів.
Предмет дослідження - різнолігандні комплекси європію (ІІІ) з антибіотиками цефалоспоринового та тетрациклінового рядів у якості аналітичних форм для люмінесцентного визначення лігандів цих комплексів.
Методи дослідження - спектрофотомерія, люмінесцентна спектроскопія.
Наукова новизна одержаних результатів. В ряду комплексів іонів європію (ІІІ) з антибіотиками тетрациклінового ряду виявлені нові аналітичні форми подвійного призначення: різнолігандні комплекси Eu - метациклін - Н2О2 (лаурилсульфат натрію), Eu - окситетрациклін - Н2О2 (цитрат-іони), Eu - хлортетрациклін (демеклоциклін) - триоктилфосфіноксид придатні для високочутливого люмінесцентного визначення як антибіотиків, так і других лігандів (пероксиду водню, лаурилсульфату та цитрат-іонів).
Встановлено, що з антибіотиків цефалоспоринового ряду тільки цефтриаксон (Цеф) утворює подвійний Eu - Цеф = 1 : 3 та різнолігандний Eu - Цеф - цетилпіридиній 1 : 2 : 2 комплекси, що дозволяє використовувати останній у якості аналітичної форми для селективного та високочутливого люмінесцентного визначення цефтриаксону.
У спектрах люмінесценції різнолігандних комплексів Eu - тетрацикліни - Н2О2 виявлена підвищена інтенсивність смуг заборонених 5D0 7F0 - переходів, що пояснюється сильним викривленням координаційного поліедру при входженні Н2О2 у внутрішню координаційну сферу комплексу та низькою симетрією центрів люмінесценції, не вище С2v.
Практичне значення одержаних результатів. На основі нових аналітичних форм - різнолігандних комплексів європію (ІІІ) з антибіотиками цефалоспоринового та тетрациклінового рядів розроблені методики люмінесцентного визначення цефтриаксону, метацикліну, окситетрацикліну, хлортетрацикліну та демеклоцикліну у біорідинах людини з межами визначення 0,1-5,0 мкг/мл, окситетрацикліну у молоці - 0,01 мкг/мл, цитрат-іонів у фармацевтичних препаратах - 0,2 мкг/мл, пероксида водню у воді - 5·10-7 моль/л, лаурилсульфату натрію у миючих засобах у концентраційному діапазоні 0,25·10-4-7·10-4 моль/л, а також методика посереднього визначення 0,025-0,7 ммоль/л глюкози після її попереднього ферментативного окислення до глюконової кислоти та пероксиду водню.
Особистий внесок здобувача. Аналіз даних літератури, основний об'єм експериментальних досліджень та обробка експериментальних даних виконані безпосередньо автором. Постановка мети та задач дослідження, а також аналіз отриманих результатів проводилися разом з науковим керівником.
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та задачі дослідження, наукову новизну та практичне значення роботи.
У першому розділі (огляд літератури) систематизовані дані стосовно використання комплексних сполук лантанідів з антибіотиками в аналізі, обмірковані можливості та обмеження цих аналітичних форм. Показано, що найбільш перспективними з позицій чутливості та універсальності (придатності для визначення як перших , так і других лігандів) є різнолігандні комплекси лантанідів з біологічно-активними речовинами.
У другому розділі описані вихідні речовини та методики приготування їх розчинів, охарактеризовано використане обладнання та апаратура.
Усі використані у роботі реактиви були кваліфікації не нижче ч.д.а., лікарські препарати - у вигляді субстанцій.
Спектри люмінесценції іонів європію (ІІІ) реєстрували в області 560-650 нм за допомогою спектрометра ИСП-51 (люмінесценцію збуджували світлом ртутно-кварцевої лампи СВД-120А із світлофільтром УФС-2, який виділяє випромінювання з лмакс=365 нм), СДЛ-2 (ЛОМО), Aminco-Bowman Series 2 (SLM - Aminco, Rochester, NY) та спектрофлуориметра СМ2203 “SOLAR” (Беларусь) з ксеноновою лампою 150-W.
Значення рН розчинів вимірювали за допомогою рН-метру ОР-211/1 із скляним електродом, калібровку якого проводили за допомогою стандартних буферних розчинів.
У третьому розділі викладені результати вивчення взаємодії іонів європію (ІІІ) з антибіотиками цефалоспоринового ряду. Встановлено, що до комплексоутворення з іонами європію (ІІІ) здатен лише єдиний представник цефалоспоринів - цефтриакcон, котрий має комплексоутворюючу о-гідроксикарбонільну групу.
Цефтриаксон ефективно поглинає світло в УФ-області спектру (макс=240 нм, 4,87•104). Значення енергії триплетного рівня ліганду становить 20500см-1, що значно перевищує значення енергії збудженого стану іонів європію (III) (17300см-1 та 19000см-1), і робить можливим передачу енергії збудження на енергетичний рівень європію 5D1 (19000см-1) з подальшою безвипромінювальною дезактивацією до першого збудженого стану 5D0 (17300см-1).
Вивчено залежність спектрально-люмінесцентних характеристик комплексу Eu : Цеф = 1 : 3 від кислотності середовища та присутності поверхнево-активних речовин (ПАР). Для досягнення максимальної люмінесценції комплексу необхідне слабо кисле середовище (рН 4,5-6,0) та присутність цетилпіридиній хлориду (ЦПХ), який вірогідно асоціює по карбоксильній групі цефтриаксону. Встановлено незвичайне зменшення кількості координованих європієм молекул цефтриаксону в присутності ЦПХ (Eu : Цеф : ЦПХ = 1 : 2 : 2), що, вірогідно, пов'язано зі стеричними перешкодами.
Встановлено, що в присутності надлишку європію (ІІІ) (по відношенню до цефтриаксону) оптимальні умови утворення комплексу не змінюються, а інтенсивність його люмінесценції пропорційна концентрації Цеф в інтервалі 50-1250 мкг/мл, що дає можливість використовувати вивчену комплексну сполуку у якості аналітичної форми для люмінесцентного визначення слідових кількостей цефтриаксону у біорідинах людини.
У четвертому розділі вивчено взаємодію іонів європію (III) з антибіотиками тетрациклінового ряду (Т): тетрацикліном (ТС), доксицикліном (DC), окситетрацикліном (OxTC), метацикліном (MtC), хлортетрацикліном (ChTC), ролітетрацикліном (RTC), меклоцикліном (MeC) та демеклоцикліном (DmC), та утворення різнолігандних комплексних сполук з ПАР, пероксидом водню, органічними та неорганічними аніонами, донорно-активними речовинами.
Загальна структурна формула тетрациклінів:
В табл.1 наведені замісники у структурі вивчених тетрациклінів.
Таблиця 1. Таблиця замісників деяких антибіотиків тетрациклінового ряду
Назва |
R1 |
R2 |
R3 |
R4 |
R5 |
R6 |
|
Тетрациклін |
H |
CH3 |
OH |
H |
(CH3)2N- |
H |
|
Доксициклін |
H |
CH3 |
H |
OH |
(CH3)2N- |
H |
|
Окситетрациклін |
H |
CH3 |
OH |
OH |
(CH3)2N- |
H |
|
Метациклін |
H |
=CH2 |
- |
OH |
(CH3)2N- |
H |
|
Хлортетрациклін |
Cl |
CH3 |
OH |
H |
(CH3)2N- |
H |
|
Ролітетрациклін |
H |
CH3 |
OH |
H |
(CH3)2N- |
||
Демеклоциклін |
Cl |
H |
OH |
H |
(CH3)2N- |
H |
|
Меклоцикліну сульфосаліцилат |
Cl |
=CH2 |
- |
OH |
H |
Вивчено оптичні характеристики тетрациклінів та їх подвійних комплексів з іонами європію (III), вплив рН середовища та ПАР на інтенсивність люмінесценції (Iлюм). Встановлено, що максимальна Iлюм спостерігається у нейтральному та слабо лужному середовищі (рН 5,8 - 8,0). співвідношення компонентів у комплексах Eu - Т, визначене методом обмеженого логарифмування, становить 1 : 1, що співпадає з літературними даними стосовно подібних систем.
Комплекс Eu - метациклін раніше не був описаний у літературі, тому представляло інтерес вивчити умови його утворення та властивості з метою послідуючого використання у якості нової аналітичної форми для люмінесцентного визначення слідових кількостей метацикліну в біорідинах людини.
Встановлено, що зростання Iлюм комплексу Eu - MtC спостерігається у присутності катіонних (КПАР), аніонних (АПАР) та неіонних (НПАР) ПАР. Максимальне збільшення ~ в 4 рази спостерігається у присутності октадецилпіридиній хлориду (ОКП), що, вірогідно, пояснюється координацією КПАР до молекули метацикліну по гідроксильній групі у R4 - заміснику, яка не приймає участі у комплексоутворенні з європієм. Посередньо на це вказує співвідношення компонентів у комплексі Eu - MtC - ОКП, яке становить 1 : 1 : 1.
Особливий інтерес представляли результати вивчення впливу аніонних ПАР на Iлюм комплексу Eu - MtC. Максимальне зростання інтенсивності люмінесценції спостерігається в присутності лаурилсульфату натрію (ЛС). Вірогідно, ЛС входить до внутрішньої сфери комплексу, безпосередньо зв'язується з центральним іоном металу та витискає внутрисферну воду, що призводить до зниження безвипромінювальних втрат енергії збудження та забезпечує високу інтенсивність люмінесценції різнолігандного комплексу Eu - T - ЛС це 1 : 1 : 2.
Інтенсивність люмінесценції іонів європію (ІІІ) у комплексі з метацикліном у присутності октадецилпіридиній хлориду прямо пропорційна вмісту МtC у розчині в інтервалі концентрацій 0,5-200 мкг/мл, а у комплексі з лаурилсульфатом натрію пропорційна вмісту ЛС у розчині в інтервалі концентрацій 0,2510-4 - 7,010-4 моль/л. Ці інтервали є достатніми для визначення слідових кількостей метацикліну у біологічних рідинах людини з метою вивчення фармакокінетики та терапевтичного моніторингу, та для визначення масової долі лаурилсульфату у миючих засобах, до складу яких входять АПАР.
Так як комплекси іонів європію (III) з тетрациклінами є координаційно-ненасиченними, вони здатні до приєднання у якості другого ліганду електровід'ємних лігандів органічної та неорганічної природи, а також нейтральних органічних молекул й до утворення з ними різнолігандних комплексів (РЛК). У якості неорганічних лігандів були використані аніони Cl-, NO3-, ClO4-, SCN-, а також пероксид водню, у якості органічних - аніони оксикарбонових та кето- карбонових кислот (цитрат, ізоцитрат, сукцинат, тартрат, фумарат, адіпінат, L-малат, -кетоглутарат), у якості донорно-активних нейтральних органічних молекул - триоктилфосфіноксид (ТОФО), трифенілфосфіноксид, ,-діпіридил, антипірин, 1,10-фенантролін.
У присутності пероксиду водню спостерігається збільшення Iлюм усіх вивчених комплексів іонів європію з тетрациклінами. Найбільший інтерес представляють комплекси: Eu - ОхТС - Н2О2 для визначення слідових кількостей пероксиду водню (найбільша Iлюм та найменша межа визначення), та Eu - MtС - Н2О2 для посереднього кількісного визначення глюкози в біологічних рідинах (низька межа визначення, інтервал концентрацій, що визначаються, дуже близький до фізіологічних значень концентрації глюкози у крові людини).
На прикладі комплексу Eu - ОхТС вивчено вплив аніонів оксикарбонових та кетокарбонових кислот. Найбільше зростання Iлюм іонів Eu (III) спостерігається у присутності цитрат-іонів ( у 25 разів). Тому було вивчено вплив цитрат-іонів на Iлюм іонів Eu (III) у комплексах з усіма тетрациклінами. Як видно найбільше зростання інтенсивності люмінесценції спостерігається у випадку РЛК Eu - ОхТC - Cit, з яким і проводились подальші дослідження.
Для доказу утворення РЛК нами було досліджено спектри збудження, поглинання та люмінесценції подвійних Eu - Т та різнолігандних Eu - Т - H2O2 та Eu - T - Cit комплексів, а також розраховано час життя люмінесценції цих комплексів.
При утворенні РЛК Eu - Т - Н2О2 та Eu - T - Cit спостерігається зростання інтенсивностей спектрів збудження, а у випадку пероксидного комплексу ще й розщеплення на дві смуги з максимумами 362-363 нм и 407-414 нм.
Для комплексів Eu - МtС - Н2О2 та Eu - ОхТС - Н2О2 співвідношення компонентів в оптимальних умовах дорівнює 1:1:2. Вірогідно, пероксид водню входить до внутрішньої сфери комплексу у вигляді аніону НОО- та приєднується безпосередньо до центрального атому металу.
Для підтвердження цієї гіпотези проведено вивчення штарківських компонент 5D0 7Fj (j=0,1,2) переходів спектрів люмінесценції іонів європію (III) у подвійних комплексах з тетрациклінами та потрійних з пероксидом водню у надлишку противоіонів Cl-, NO3-, ClO4-, SCN-. видно, що при утворенні РЛК спостерігається розщеплення смуги 5D0 7F2 на дві компоненти та смуги 5D0 7F1 на чотири компоненти, а також значне зростання інтенсивності забороненого 5D0 7F0 переходу, що є свідоцтвом значного викривлення координаційного поліедру Eu (III) при входженні Н2О2 до внутрішньої сфери комплексу. Той же характер спектрів люмінесценції РЛК зберігається в присутності надлишку противоіонів Cl-, NO3-, ClO4-, SCN-. Різниця у співвідношенні інтенсивностей смуг 5D0 7F2/5D0 7Fо (табл. 2), яка спостерігалась у подвійних комплексах у присутності противоіонів та залежала від жорсткості по Пірсону цих аніонів, нівелюється при утворенні РЛК, що є свідоцтвом витискання аніоном НОО- інших неорганічних аніонів із внутрішньої сфери комплексу.
Таблиця 2. Співвідношення Iлюм смуг європію (III) при 612 та 580 нм у спектрах подвійних Eu - Т та потрійних Eu - Т - Н2О2 комплексів у присутності різних противоіонів
Аніони (0,1 моль/л) |
Iлюм 5D07F2 Iлюм 5D07F0 |
Iлюм 5D07F2 Iлюм 5D07F0 |
|||||||||
ОхТС |
МС |
DC |
TC |
ChTC |
ОхТС |
МС |
DC |
TC |
ChTC |
||
Cl- |
3,13 |
3,0 |
4,05 |
1,82 |
3,23 |
1,83 |
1,82 |
1,78 |
1,86 |
1,85 |
|
NO3- |
3,33 |
3,08 |
4,82 |
2,93 |
3,69 |
1,79 |
1,83 |
1,86 |
1,88 |
1,78 |
|
ClO4- |
3,33 |
2,06 |
4,36 |
2,54 |
3,80 |
1,95 |
1,71 |
1,79 |
1,86 |
1,90 |
|
SCN- |
4,68 |
3,50 |
5,05 |
4,28 |
5,00 |
1,76 |
1,88 |
1,89 |
1,90 |
1,79 |
Для підтвердження утворення РЛК Ln (III) - Т - Н2О2 (Cit) були також записані спектри поглинання неодима (III) з цими ж лігандами. При утворенні Nd - Т - Н2О2 та Nd - T - Cit спостерігається батохромне зміщення НЧС неодиму 4I9/2 2,4G7/2,5/2 (575,2 нм), а у випадку пероксидного комплексу ще й розщеплення смуги на два максимуми 575,2 та 586,5 нм.
Збільшення часу життя люмінесценції іонів європію (ІІІ) при утворенні комплексу Eu - ОхТС - Н2О2 у 1,5 рази у порівнянні з подвійним комплексом, а комплексу Eu - ОхТС - Cit у 3,3 рази, також може бути посереднім підтвердженням утворення РЛК.
Серед усіх вивчених РЛК європію з тетрациклінами та оксикислотами найбільший інтерес для аналітичної хімії представляє комплекс Eu - OxTC - Cit, який має найбільшу інтенсивність люмінесценції та найбільший час її життя. Слід зазначити, що цитрат-іон - це полідентатний ліганд, який координується безпосередньо до іону європію (ІІІ) по карбоксильній та гідроксильній групам. що призводить до витиснення молекул води з внутрішньої сфери комплексу і, як наслідок, до зростання інтенсивності люмінесценції. Комплекс Eu - OxTC - Cit можна використовувати як нову аналітичну форму для визначення слідових кількостей окситетрацикліну у біологічних об'єктах, та для визначення цитрат-іонів у фармацевтичних препаратах.
Вивчено вплив донорно-активних нейтральних органічних молекул (ДАР) на люмінесценцію комплексів іонів Eu з тетрациклінами (табл. 3). Встановлено, що значне зростання Iлюм іонів європію у комплексах з тетрациклінами спостерігається у присутності ТОФО, і є наслідком утворення різнолігандних комплексів Eu - T - ТОФО. Максимальне зростання Iлюм спостерігається в комплексах Eu - ChTC та Eu - DmC, тому подальші дослідження проводились з цими комплексами.
Таблиця 3. Вплив донорно-активних речовин на Iлюм комплексів Eu (ІІІ) з тетрациклінами
Антибіотик |
Без ДАР |
-Діпіридил |
Фенантролін |
Антипірин |
ТФФО |
ТОФО |
|
Тетрациклін |
100 |
81,5 |
66,6 |
37,0 |
85,2 |
204,5 |
|
Доксициклін |
100 |
113,5 |
127,0 |
86,5 |
132,4 |
308,0 |
|
Окситетрациклін |
100 |
157,9 |
152,6 |
100,1 |
94,8 |
121,0 |
|
Хлортетрациклін |
100 |
125,0 |
121,4 |
103,6 |
117,9 |
621,4 |
|
Метациклін |
100 |
120,0 |
100,0 |
120,2 |
100,0 |
170,2 |
|
Ролітетрациклін |
100 |
90,9 |
90,9 |
96,7 |
90,9 |
115,0 |
|
Демеклоциклін |
100 |
122,2 |
118,5 |
74,0 |
92,6 |
455,5 |
|
Меклоциклін |
100 |
58,0 |
74,2 |
67,7 |
90,3 |
274,0 |
З метою оптимізації аналітичного сигналу комплексів Eu - ChTC - ТОФО та Eu - DmC - ТОФО вивчено вплив ПАР різної природи на інтенсивність люмінесценції цих комплексів. Встановлено, що максимальна Iлюм спостерігається у присутності неіонних ПАР: Твін-80 та Бридж-35, відповідно.
Співвідношення Eu : ChTC : ТОФО та Eu : DmC : ТОФО визначені методом обмеженого логарифмування, становлять 1 : 1 : 2. ТОФО - це монодентатний гідрофобний ліганд, який входить до внутрішньої сфери комплексу та витискає молекули води, що призводить до більш повної передачі енергії збудження за рахунок зниження її безвипромінювальної дезактивації.
Інтенсивність люмінесценції іонів європію (ІІІ) у комплексі з хлортетрацикліном та демеклоцикліном й ТОФО у міцелярному середовищі прямо пропорційна вмісту хлортетрацикліну та демеклоцикліну у розчині в інтервалах концентрацій 0,01 - 5,0 мкг/мл та 0,05-20,0 мкг/мл, відповідно. Комплекси Eu - ChTC - ТОФО - Твін-80 та Eu - DmC - ТОФО - Бридж-35 можуть бути використані як аналітичні форми для визначення слідових кількостей хлортетрацикліну та демеклоцикліну у біологічних рідинах людини з метою вивчення фармакокінетики та фармакодинаміки цих препаратів.
В п'ятому розділі показана можливість використання усіх вивчених різнолігандних комплексів у якості нових аналітичних форм для люмінесцентного визначення як антибіотиків, так і других лігандів, таких як пероксид водню, лаурилсульфат натрію, цитрат-іони (табл.4).
Таблиця 4. Форми для люмінесцентного визначення як антибіотиків
Аналітична форма |
Визначаємо речовина |
Межа визначення |
Діапазон визначаємих концентрацій |
|
Eu-Цеф -ЦПХ |
Цефтриаксон |
25 мкг/мл |
50-1250 мкг/мл |
|
Eu-MC- Н2О2 |
Глюкоза (посередньо по Н2О2) |
- |
0,02-0,7 ммоль/л |
|
Eu-ОхТС- Н2О2 |
Н2О2 |
0,017 мкг/мл |
0,03 - 0,34 мкг/мл |
|
Окситетрациклін |
0,5 мкг/мл |
1 - 250 мкг/мл |
||
Eu-MtC-ОКП |
Метациклін |
2,5 мкг/мл 25,0 мкг/мл |
5-200 мкг/мл 30-250мкг/мл |
|
Eu-MtC-ЛС |
Лаурилсульфат натрію |
- |
0,007-0,2 г/л |
|
Метациклін |
2,5 мкг/мл |
5-200 мкг/мл |
||
Eu-ОхТС-Cit |
Окситетрациклін |
0,005 мкг/мл 0,1 мкг/мл |
0,01-1,0 мкг/мл 0,25-250 мкг/мл |
|
Лимонна кислота |
0,2 мкг/мл |
0,5-20,0 мкг/мл |
||
Eu-ChТС-ТОФО |
Хлортетрациклін |
0,2 мкг/мл |
0,5 - 150 мкг/мл |
|
Eu-ChТС-ТОФО |
Демеклоциклін |
0,5 мкг/мл 20,0 мкг/мл |
1- 250 мкг/мл 25-350 мкг/мл |
Для кількісного визначення вмісту антибіотиків (цефтриаксону, метацикліну, хлортетрацикліну, окситетрацикліну, демеклоцикліну) та глюкози у біологічних рідинах людини, використовували метод добавок, який дозволяє елімінувати вплив біоматриці.
При визначенні лаурилсульфату натрію в шампунях та гелях також використовували метод добавок у зв'язку з відсутністю відповідних стандартних зразків.
Для визначення пероксиду водню у змивних водах при очищенні обладнання водопідготовки на фармацевтичних підприємствах та лимонної кислоти у фармацевтичних препаратах використовували метод градуювального графіку. Цей же метод використовували для визначення слідових кількостей окситетрацикліну у коров'ячему молоці.
Для збільшення чутливості визначення глюкози у плазмі крові та окситетрацикліну у молоці використовували додаткове осадження високомолекулярних білкових фракцій плазми крові методом висалювання.
Перевірку правильності визначення проводили методом “введено-знайдено” (табл. 5) та порівнянням результатів, отриманих запропонованим нами люмінесцентним методом та вже відомим (стандартним) методом, який використовується для таких задач (табл. 6).
Таблиця 5. Правильність люмінесцентного визначення у модельних розчинах методом “введено-знайдено” (n=5, P=0,95)
Визначаємо речовина |
Об'єкт аналізу |
Введено, мкг/мл |
Знайдено, мкг/мл |
sr |
|
Цефтриаксон |
Плазма крові |
50,0 |
49,2 ± 4,1 |
0,067 |
|
150 |
98,9± 6,5 |
0,053 |
|||
500 |
495,1 ± 27,7 |
0,045 |
|||
Метациклін |
Плазма крові |
5,0 |
5,7 ± 0,5 |
0,068 |
|
25,0 |
25,6± 1,8 |
0,057 |
|||
50,0 |
51,2 ± 2,0 |
0,032 |
|||
Сеча |
25,0 |
25,8 ± 1,5 |
0,067 |
||
50,0 |
50,5± 3,1 |
0,053 |
|||
250 |
252,5 ± 6,6 |
0,045 |
|||
Хлортетрациклін |
Сироватка крові |
1,0 |
0,97 ± 0,06 |
0,051 |
|
5,0 |
5,17 ± 0,19 |
0,030 |
|||
100,0 |
99,2 ± 3,1 |
0,026 |
|||
Демеклоциклін |
Сироватка крові |
2,0 |
2,04 ± 0,13 |
0,050 |
|
5,0 |
4,97 ± 0,21 |
0,034 |
|||
100,0 |
100,4 ± 3,5 |
0,028 |
|||
Сеча |
50 |
50,6 ± 3,4 |
0,054 |
||
200 |
201,5 ± 9,3 |
0,037 |
|||
Окситетрациклін |
Сироватка крові |
0,50 |
0,53 ± 0,04 |
0,056 |
|
2,50 |
2,45± 0,14 |
0,047 |
|||
50,0 |
49,75 ± 1,5 |
0,024 |
|||
Молоко коров'яче |
0,025 |
0,028 ± 0,002 |
0,068 |
||
0,1 |
0,096± 0,006 |
0,053 |
|||
0,3 |
0,305 ± 0,013 |
0,034 |
|||
Пероксид водню |
Вода |
0,05 |
0,053 ± 0,002 |
0,038 |
|
0,1 |
0,096± 0,004 |
0,035 |
|||
2,0 |
2,19 ± 0,07 |
0,026 |
|||
Лимонна кислота |
Модельний розчин препарату “Цитрамон-форте” |
1,0 |
0,98 ± 0,05 |
0,044 |
|
5,0 |
5,15 ± 0,27 |
0,042 |
Таблиця 6. Порівняння результатів визначення глюкози, пероксиду водню та лаурилсульфату запропонованим люмінесцентним та відомим (стандартним) методами (n = 5; Р = 0,95)
Визначаємо речовину |
Об'єкт аналізу |
Запропонований метод |
Інший метод |
|||
Глюкоза |
Плазма крові |
Люмінесцентний |
Спектрофотометричний |
|||
Знайдено, мкг/мл |
sr |
Знайдено, мкг/мл |
sr |
|||
1,78 ± 0,08 |
0,061 |
1,87 ± 0,06 |
0,045 |
|||
2,63 ± 0,05 |
0,042 |
2,59 ± 0,05 |
0,038 |
|||
Пероксид водню |
Вода |
Люмінесцентний |
Спектрофотометричний |
|||
Знайдено, мкг/мл |
sr |
Знайдено, мкг/мл |
sr |
|||
0,22 ± 0,01 |
0,034 |
0,19 ± 0,01 |
0,025 |
|||
0,98 ± 0,03 |
0,022 |
1,04 ± 0,02 |
0,015 |
|||
Лаурилсульфат натрію |
Шампуні та гілі |
Люмінесцентний |
Титриметричний |
|||
Знайдено, % |
sr |
Знайдено, % |
sr |
|||
Гель для душу “Swiss Formula” |
10,92 ± 0,92 |
0,053 |
10,81 ± 0,13 |
0,007 |
||
Шампунь Avon |
7,82 ± 0,55 |
0,044 |
7,99 ± 0,13 |
0,010 |
||
Шампунь Раntene Pro-V |
12,53 ± 0,50 |
0,025 |
12,55 ± 0,15 |
0,007 |
||
Гель для душу Dove |
5,29 ± 0,19 |
0,023 |
5,27 ± 0,05 |
0,006 |
Усі розроблені методики дорівнюють або перевищують за чутливістю методики, які використовуються в аналітичній практиці, але перевершують їх за простотою та експресністю виконання.
ВИСНОВКИ
Встановлена можливість використання подвійних та різнолігандних комплексів європію з антибіотиками цефалоспоринового та тетрациклінового рядів у якості аналітичних форм для люмінесцентного визначення усіх компонентов лігандного оточення центрального іону.
• Встановлено, що до комплексоутворення з іонами європію (ІІІ) здатен лише єдиний представник антибіотиків цефалоспоринового ряду - цефтриаксон, який має комплексоутворюючу о-гідроксикарбонільну групу.
• Встановлені оптимальні умови комплексоутворення іонів європію (ІІІ) з антибіотиками тетрациклінового ряду та визначені люмінесцентні властивості цих комплексів, які застосовані у якості аналітичних форм для чутливого люмінесцентного визначення антибіотиків у біологічних рідинах людини.
• Показано, що введення у систему Eu - Т пероксиду водню, нейтральних органічних молекул та деяких органічних та неорганічних аніонів у якості других лігандів, призводить до збільшення Iлюм, а РЛК, які утворюються, можна використовувати як аналітичні форми для чутливого люмінесцентного визначення лігандного оточення іонів європію (III).
• На основі вивчених різнолігандних комплексів розроблені високочутливі методики люмінесцентного визначення антибіотиків тетрациклінового ряду - метацикліну, окситетрацикліну, хлортетрацикліну та демеклоцикліну в біологічних рідинах людини, а також окситетрацикліну у харчових продуктах тваринного походження (молоко); слідових кількостей пероксиду водню у воді; глюкози (посередньо) у плазмі крові; лаурилсульфату натрію у миючих засобах (шампунях та гелях); лимонної кислоти у фармацевтичних препаратах.
СПИСОК ПУБЛИКАЦІЙ
1. Єгорова А.В., Бельтюкова С.В., Теслюк О.І., Вітюкова К.О., Целік О.І. Спосіб кількісного визначення цефтриаксону Деклараційний патент України Пат. 56022А (Україна), МКІ G01N33/15 №2002086899, Заявл.21.08.2002, Опубл. 15.04.2003, Бюл. №4.
Здобувачем розроблено методику кількісного визначення цефтриаксону та проведено порівняння її чутливості та інших характеристик з вже існуючими методиками визначення цефтриаксону.
2. Егорова А.В., Витюкова Е.О., Бельтюкова С.В., Теслюк О.И., Желтвай А.И. Определение цефтриаксона с использованием сенсибилизированной люминесценции европия // Укр. Хим. Журн. - 2003. - Т. 69, № 12. - С. 99-103.
Здобувачем розроблено селективну, по відношенню до інших антибіотиків цього ряду, методику кількісного визначення цефтриаксону у плазмі крові.
3. Витюкова Е.О., Егорова А.В., Бельтюкова С.В., Антонович В.П. Определение метациклина и глюкозы в биологических жидкостях по сенсибилизированной люминесценции европия (III) // Журн. Аналит. Химии. - 2004. - Т. 59. № 7. - С. 714-719.
Здобувачем виконана експериментальна робота по вивченню оптичних характеристик метацикліну та різнолігандного комплексу Eu - метациклін - Н2О2. З використанням цього комплексу розроблено люмінесцентні методики кількісного визначення метацикліну та посереднього визначення глюкозі після її ферментативного окислення.
4. Витюкова Е.О., Егорова А.В., Бельтюкова С.В., Антонович В.П. Определение лаурилсульфата натрия в шампунях и гелях по сенсибилизированной люминесценции европия в комплексе Eu (III) - метациклин // Вісник ОНУ. - 2003. - Т.8, Вип. 7. - С. 102-107.
Здобувачем розроблено методику кількісного визначення лаурилсульфату натрію (ЛС) у миючих засобах з використанням різнолігандного комплексу Eu - метациклін - ЛС. Оптимізовані умови люмінесценції цього комплексу, проведено оцінку правильності та відтворюванності методики.
5. Витюкова Е.О., Егорова А.В., Бельтюкова С.В., Малинка Е.В. Определение окситетрациклина в молоке с использованием сенсибилизированной люминесценции ионов Eu (III) // Вісник ОНУ. - 2004. - Т.9, Вип. 6. - С. 95-104.
Здобувачем виконана експериментальна робота по вивченню люмінесцентних характеристик різнолігандного комплексу іонів європію з окситетрацикліном та цитрат-іонами. З використанням цього комплексу розроблено люмінесцентну методику кількісного визначення антибіотику у коров'ячему молоці.
6. Єгорова А.В., Вітюкова К.О., Бельтюкова С.В. Спосіб кількісного визначення цитрат-іонів Висновок про видачу деклараційного патенту України на корисну модель за результатами формальної експертизи, МПК 7 G01N33/15 №200501469, Заявл. 17.02.2005.
Здобувачем розроблено методику кількісного визначення цитрат-іонів у фармацевтичних препаратах. та проведено порівняння її чутливості та інших характеристик з вже існуючими методиками визначення цитрат-іонів.
7. Вітюкова К.О. Люмінесцентне визначення метацикліну та глюкози у біологічних рідинах з використанням сенсибілізованої люмінесценції європію // Тез. доп. IV Всеукраїнської наукової конференції студентів та аспирантів „Сучасні проблеми хімії”. - Київ. - 2003. - с.18.
8. Бельтюкова С.В., Егорова А.В., Теслюк О.И., Витюкова Е.О. Использование люминесцентной спектроскопии в анализе лекарственных препаратов // Тез. докл. Международного форума “Аналитика и Аналитики”. - Воронеж.- 2003. - с. 398.
9. Вітюкова К.О. Потрійне комплексоутворення іонів європію з антибіотиками тетрациклінового ряду та використання його в аналізі // Тез. доп. VI конференції молодих вчених та студентів-хіміків південного регіону України. - Одеса. - 2003. - с.3.
10. Вітюкова К.О., Абзонь Д.М. Визначення антибіотиків тетрациклінового ряду по сенсибілізованій люмінесценції іонів Eu (III) // Тез. доп. міжнародної конференції „Сучасні напрямки розвитку хімії”. - Одеса. - 2004. - с. 16.
11. Вітюкова К.О., Абзонь Д.М. Люмінесцентне визначення лаурилсульфату натрію у миючих засобах // Тез. доп. V Всеукраїнської наукової конференції студентів та аспирантів „Сучасні проблеми хімії”. - Київ. - 2004. - с.140.
12. Вітюкова К.О., Єгорова А.В., Бельтюкова С.В. Різнолигандні комплекси европію (ІІІ) з пероксидом водню та антибіотиками тетрациклінового ряду // Тез. доп. XVI Української конференції з неорганічної хімії. - Ужгород. - 2004. - с.62-63.
13. Єгорова А.В., Бельтюкова С.В., Теслюк О.І., Вітюкова К.О. Застосування сенсибілізованої люмінесценції лантанідів для визначення біологічно-активних речовин // Тез. доп. XX Української конференції з органічної хімії. - Одеса. - 2004. - с.408.
14. Витюкова Е.О., Егорова А.В., Бельтюкова С.В., Антонович В.П. Комплексные соединения Eu (III) з антибиотиками тетрациклинового ряда и их использование в анализе// Тез. докл. Конференции “Аналитика России”. - Москва. - 2004. - с. 138.
15. Абзонь Д.М., Вітюкова К.О. Люмінесцентне визначення хлортетрацикліну у міцелярному середовищі // Тез. доп. VI Всеукраїнської наукової конференції студентів та аспирантів „Сучасні проблеми хімії”. - Київ. - 2005. - с.146.
16. Витюкова Е.О., Егорова А.В., Бельтюкова С.В. Разнолигандные комплексы Eu (III) с тетрациклинами и электроотрицательными лигандами // Тез. докл. XXII международной Чугаевской конференции по координационной химии. - Кишинёв. - 2005. - с.315.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Люмінесцентні властивості іонів рідкісноземельних елементів. Явище люмінесценції, його характеристики й класифікація. Люмінесцентні характеристики речовин. Схеми енергетичних рівнів іонів рідкісноземельних елементів, їх синтез методом хімічного осадження.
курсовая работа [946,0 K], добавлен 28.04.2015Рідкоземельні елементи і їхні властивості та застосування, проблема визначення індивідуальних елементів, спектрометричне визначення компонентів, реагент хлорфосфоназо. Побудова графіків залежності світопоглинання та складання різних систем рівнянь.
дипломная работа [425,0 K], добавлен 25.06.2011Зовнішні ознаки реакцій комплексоутворення в розчині. Термодинамічно-контрольовані (рівноважні), кінетично-контрольовані методи синтезу координаційних сполук. Взаємний вплив лігандів. Пояснення явища транс-впливу на прикладі взаємодії хлориду з амоніаком.
контрольная работа [719,5 K], добавлен 05.12.2014Історія відкриття тіосульфату натрію. Органолептичні та санітарно-гігієнічні показники. Методи одержання тіосульфату натрію. Хімічні властивості тіосульфату натрію. Методи відділення S2O32- іонів від других іонів. Фотометричне визначення тіосульфату.
курсовая работа [141,9 K], добавлен 16.02.2011Хімічний склад і поглинаюча здатність ґрунтів. Методика визначення активності іонів і термодинамічних потенціалів в ґрунтах. Вплив калійних добрив на активність іонів амонію в чорноземі типовому. Поглиблене вивчення хімії як форма диференціації навчання.
дипломная работа [823,0 K], добавлен 28.03.2012Характеристика води по її фізичним та хімічним властивостям. Методики визначення вмісту нітрат іонів у стічній воді фотометричним методом аналізу з двома реактивами саліциловою кислотою та саліцилатом натрію у шести паралелях. Закон Бугера-Ламберта-Бера.
дипломная работа [570,8 K], добавлен 07.10.2014Нові тенденції в розвитку біотехнології металів. Біонеметали і біометали. Хімічні елементи в складі живих організмів. Оцінка іонності і ковалентності зв'язків іонів біметалів за Б. Яцимірським. Характеристика основних напрямків розвитку біотехнології.
реферат [22,3 K], добавлен 25.08.2010Гігієнічні вимоги до якості питної води, її органолептичні показники та коефіцієнти радіаційної безпеки й фізіологічної повноцінності. Фізико-хімічні методи дослідження якості. Визначення заліза, міді і цинку в природних водах та іонів калію і натрію.
курсовая работа [846,9 K], добавлен 13.01.2013Загальні властивості та історія відкриття натрій тіосульфату. Його хімічні властивості і взаємодія з кислотами. Утворення комплексів тіосульфатів. Загальні основи одержання натрій тіосульфату сульфітним, полі сульфідним та миш'яково-содовим методами.
курсовая работа [72,1 K], добавлен 04.05.2015Характеристика та застосування мінеральних вод. Розгляд особливостей визначення кількісного та якісного аналізу іонів, рН, а також вмісту солей натрію, калію і кальцію полуменево-фотометричним методом. Визначення у воді загального вмісту сполук феруму.
курсовая работа [31,1 K], добавлен 18.07.2015Властивості і застосування циклодекстринів з метою підвищення розчинності лікарських речовин. Методи одержання та дослідження комплексів включення циклодекстринів. Перспективи застосування комплексів включення в сучасній фармацевтичній технології.
курсовая работа [161,5 K], добавлен 03.01.2012Характеристика та класифікація аніонів. Виявлення аніонів, використовуючи реакції з катіонами. Особливості протікання аналітичних реакцій аніонів, виявлення окремих іонів. Аналіз суміші аніонів І, ІІ та ІІІ груп. Систематичний хід аналізу суміші аніонів.
курсовая работа [165,5 K], добавлен 13.10.2011Характеристика та особливості застосування мінеральних вод, принципи та напрямки їх якісного аналізу. Визначення РН води, а також вмісту натрію, калію та кальцію. Методи та етапи кількісного визначення магній-, кальцій-, хлорид – та ферум-іонів.
курсовая работа [40,4 K], добавлен 25.06.2015Особливості колориметричних методів аналізу. Колориметричне титрування (метод дублювання). Органічні реагенти у неорганічному аналізі. Природа іона металу. Реакції, засновані на утворенні комплексних сполук металів. Якісні визначення органічних сполук.
курсовая работа [592,9 K], добавлен 08.09.2015Хімічні процеси, самоорганізація, еволюція хімічних систем. Молекулярно-генетичний рівень біологічних структур. Властивості хімічних елементів залежно від їхнього атомного номера. Еволюція поняття хімічної структури. Роль каталізатора в хімічному процесі.
контрольная работа [27,1 K], добавлен 19.06.2010Аналітичні властивості та поширення d-елементів IV періоду у довкіллі. Методи якісного та фотометричного хімічного аналізу. Експериментальна робота по визначенню йонів Ферум (ІІІ) та йонів Купрум (ІІ), аналіз та обговорення результатів дослідження.
дипломная работа [112,0 K], добавлен 16.03.2012Умови хроматографічного аналізу: обладнання, рухома та нерухома фаза, детектори. Критерії, що характеризують хроматографічний процес. Методика проведення аналізу: ідентифікація, кількісне визначення, контроль домішок, коректування хроматографічних умов.
курсовая работа [382,2 K], добавлен 24.10.2011Методика фотометричного визначення поліфосфатів, фосфору загального і розчинених ортофосфатів (фосфат-іонів) у перерахунку на РО4 у пробах питних, природних і стічних вод при масових концентраціях. Обчислення та оцінка результатів вимірювання.
методичка [153,4 K], добавлен 10.11.2013Потенціостатична кулонометрія з вісмутовим електродом - метод передачі одиниці кількості речовини в практику комплексонометрії; джерело генерації іонів вісмуту для встановлення концентрації ЕДТА в розчин; фактори впливу на залежність фонового струму.
дипломная работа [38,5 K], добавлен 25.06.2011Апробація варіанту методики визначення йодиду і йоду при спільній присутності з паралельних проб за допомогою використання електрохімічного окислення. Визначення втрати продуктів електромеханічного окислення за відсутності комплексоутворюючих іонів.
курсовая работа [82,5 K], добавлен 25.06.2011