Исследование возможности обнаружения антибиотиков в водных средах спектрофотометрическим методом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование возможности обнаружения антибиотиков в водных средах спектрофотометрическим методом

Н.К.Павлычева,

Н.А.Петрановский,

А.В.Иванов,

Т.И.Оранская

Казанский национальный исследовательский университет им. А.Н.Туполева-КАИ,

Казанский государственный медицинский университет

В докладе приведены результаты исследования пропускания водных растворов антибиотиков с использованием спектрофотометра UV-2550. Показано, что большинство исследованных антибиотиков имеют в ультрафиолетовой области спектра характерные линии поглощения, которые могут быть использованы при проведении экспресс-анализа сточных и природных вод. вода антибиотик ультрафиолетовый спектр

Антибиотики являются одной из важнейших групп лекарственных средств. Обеспокоенность по поводу попадания антибиотиков в окружающую среду связана, прежде всего, с потенциальным развитием устойчивости к противомикробным препаратам среди микроорганизмов. Даже следовые количества антибиотиков могут оказать негативное воздействие на окружающую среду и здоровье населения из-за высокой их биологической активности. Химические способы обнаружения антибиотиков в водных средах являются весьма трудоемкими и затратными. Поэтому исследование возможности обнаружения антибиотиках в водных средах спектрофотометрическим методом является актуальным.

Исследования проводились на спектрофотометре UV-2550 (фирма Shimadzu). Спектрофотометр UV-2550 предназначен для измерения коэффициента пропускания и оптической плотности жидких проб различного происхождения в ультрафиолетовом и видимом диапазоне спектра. Оптическая схема прибора - двойной монохроматор Черни-Тернера с голограммными дифракционными решетками, что гарантирует низкий уровень рассеянного света. Спектрофотометр имеет следующие технические характеристики (1,2):

спектральный диапазон 190…900 нм

разрешающая способность 0,1 нм

ширина спектральной щели 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2 и 5нм

погрешность по шкале длин волн ±0,3нм

воспроизводимость по шкале длин волн ±0,1нм

уровень рассеянного света ?0,0003% (220 и 340нм)

диапазон фотометрирования от -4 до 5 Abs

фотометрическая точность ±0,3%Т

фотометрическая воспроизводимость ±0,1%Т.

Спектрофотометр UV-2550 - двухлучевой прибор. При проведении исследований в один канал устанавливалась кварцевая кювета с исследуемым раствором, а в другой - кювета, наполненная дистиллированной водой. Кюветы пропускают излучение в диапазоне 190…2500 нм, имеют объем 1,7мл и толщину 5мм. Эксперименты проводились со спектральной шириной щели 0,5нм. Были исследованы водные растворы, содержащие антибиотики в виде лекарственных препаратов. В качестве маточных растворов использовались растворы лекарственных средств непосредственно из ампул. Для получения меньших концентраций применялась дистиллированная вода.

Спектры пропускания прописывались в спектральном диапазоне 200…900нм, однако в длинноволновой части спектра от 900 до 400нм спектры не имеют особенностей. В тоже время большинство антибиотиков имеют весьма характерные линии поглощения, которые могут быть использованы для их обнаружения в водных растворах. Причем особенности спектров проявляются при малых концентрациях антибиотиков, в случае большого их содержания растворы не пропускают ультрафиолетовое излучение.

На рисунке 1 представлен сводный график спектров пропускания растворов амосина.

Рис. 1 Спектры пропускания растворов амосина

Кривая 1 соответствует концентрации 5 мг/мл; 2 - 2,5 мг/мл; 3- 0,5 мг/мл, 4- 0,05 мгм/мл, 5- 0,005 мг/мл. При концентрациях 5 мг/мл и 2,5 мг/мл наблюдаются характерные линии поглощения 330нм и 272 нм. При концентрациях 0,05 мг/мл и меньше наблюдаются 3 линии поглощения: ?п1 =228 нм; ?п2 =272 нм; ?п3 = 330нм.

На рисунке 2 представлен сводный график спектров пропускания растворов амписида с различной концентрацией: 1-С=0,9375мг/мл; 2-С=0,4688 мг/мл; 3-С=0,2344 мг/мл ; 4-С=0,117 мг/мл; 5-С=0,0587 мг/мл; 6-С=0,0146 мг/мл. В растворе из ампулы концентрация амписида составила 30 мг/мл, такой раствор поглощает излучение с длинами волн короче 269 нм и не имеет линий поглощения. При меньших концентрациях наблюдаются две характерные линии поглощения: ?п1 =256,5нм; ?п2 =262,6нм.

Рис. 2 Спектры пропускания растворов амписида

На рисунке 3 представлен сводный график спектров пропускания растворов клиндамицина с различной концентрацией: 1-С=15 мг/мл; 2-С=7,5 мг/мл; 3-С=3,75 мг/мл; 4-С=1,875 мг/мл; 5-С=0,9375 мг/мл. В спектрах наблюдаются четыре характерные линии поглощения: ?п1 =250,4нм; ?п2 =256,5нм; ?п3 =262,6нм; ?п4 =266,3нм.

На рисунке 4 представлен сводный график спектров пропускания растворов цефтриаксона с различной концентрацией: 1-С=0,1563 мг/мл; 2-С=0,039 мг/мл; 3-С=0,013 мг/мл; 4-С=0, 0065мг/мл; 5-С=0,003 мг/мл; 6 - С=0,0015 мг/мл. В спектрах наблюдаются полосы поглощения с длинами волн, соответствующими максимальному поглощению, 241 нм и 272нм.

Рис. 3 Спектры пропускания растворов клиндамицина

Рис. 4 Спектры пропускания растворов цефтриаксона

На рисунке 5 представлены спектры пропускания растворов нистатина с концентрациями 0,0005 мг/мл (кривая 2) и 0,00005 мг/мл (кривая 1). В спектре поглощения наблюдаются полосы поглощения с длинами волн, соответствующими максимальному поглощению, 227,8нм; 291нм; 305,2нм и 319,5нм.

Рис. 5 Спектры пропускания растворов нистатина

На рисунке 6 представлены спектры пропускания растворов цефазолина с концентрациями 0,00125 мг/мл (кривая 1) и 0,0125 мг/мл (кривая 2). В спектре поглощения наблюдается полоса поглощения с длиной волны 271нм, соответствующей максимальному поглощению.

Рис. 6 Спектры пропускания растворов цефазолина

В исследованиях принимали участие студенты обоих вузов. В частности, спектры пропускания растворов амосина и нистатина были получены А.М. Мухамадеевой, и эти результаты вошли в ее магистерскую диссертацию. Мы планируем продолжить исследования с целью создание библиотеки спектров пропускания растворов антибиотиков в ультрафиолетовой области спектра, что позволит проводить идентификацию антибиотиков и выявлять фальсифицированные препараты.

Таким образом, исследования показали, что исследованные антибиотики имеют в ультрафиолетовой области спектра характерные линии поглощения, причем эти линии проявляются при малых концентрациях лекарственного препарата. Следовательно, эти линии могут быть использованы при проведении экспресс-анализа сточных и природных вод.

Результаты проведенных исследований будут использованы для выявления факторов риска здоровью населения, совершенствования системы социально-гигиенического мониторинга за состоянием компонентов экологической системы гидросферы РТ.

Размещено на Allbest.ru