Специалисты Института цветных металлов СФУ разработали способ концентрирования и определения антибиотиков цефалоспоринового ряда в водных растворах, в том числе в природных водоемах, с использованием люминесцентного метода и сорбента на основе диоксида кремния.
В настоящее время для определения антибиотиков применяются фотометрический, потенциометрический методы и высокоэффективная жидкостная хроматография. Сотрудники СФУ впервые разработали сорбционно-люминесцентную методику, использующую кремнеземы, модифицированные полиаминами, которая основана на механизме свечения и обладает высокой чувствительностью и эффективностью.
Разработанная методика была проверена при определении содержания цефотаксима в фармацевтическом препарате и модельном растворе, приготовленном на основе минеральной воды. В дальнейшем она позволит осуществлять контроль за концентрацией антибиотиков в промышленных сточных водах и источниках питьевой воды, что будет способствовать уменьшению вероятности возникновения антибиотикорезистентности среди населения.
«В рамках пилотного исследования мы установили, что цефотаксим является одним из наиболее часто применяемых антибиотиков. Для этой цели был использован проверенный сорбент на основе кремнезёма, модифицированного полиаминами. Этот сорбент отличается низкой стоимостью и безопасностью как для окружающей среды, так и для человека, и был многократно протестирован в лабораторных условиях. Цефотаксим обладает способностью к люминесценции – он испускает жёлто-зелёное свечение под воздействием ультрафиолетового излучения, и с ростом концентрации антибиотика на поверхности усиливается интенсивность люминесцентного сигнала. Мы создали методику определения цефотаксима после его извлечения из водных растворов – в процессе динамического концентрирования доля извлечения составляет 91-93%», – сообщила профессор кафедры физической и неорганической химии СФУ Светлана Дидух-Шадрина.
Новую методику целесообразно использовать, в частности, на фармацевтических производствах, специализирующихся на антибактериальных препаратах, поскольку там необходим тщательный контроль над их концентрацией. Кроме того, она применима в источниках питьевой воды и подземных водоносных горизонтах. После усовершенствования методику можно будет использовать для выявления антибиотиков в более сложных природных средах, таких как реки, озёра и моря, которые являются завершающим этапом распространения антибактериальных препаратов в окружающей среде.
«Несмотря на это, антибиотики по-прежнему применяются в широком масштабе, и контролировать этот процесс не всегда представляется возможным. Они используются для лечения людей, сельскохозяйственных животных, а также добавляются в корм птицефабрик для профилактики бактериальных инфекций, что позволяет избежать экономических потерь. Для защиты посевов от болезнетворных организмов растения также могут подвергаться обработке медикаментозными средствами, а сточные воды, содержащие эти препараты, неизбежно попадают в почву и водоёмы», – подчеркнула эксперт.
В настоящее время исследователи работают над решением вопроса, связанного с гуминовыми и фульвокислотами, присутствующими в водоемах. Это природные органические соединения высокой молекулярной массы, формирующиеся в результате разложения растительного и животного материала под воздействием микроорганизмов, воды и кислорода. Благодаря своей структуре эти кислоты способны оказывать влияние на антибиотики, поэтому для повышения эффективности сорбента необходимо их нейтрализовать.
Цефотаксим – хорошо известный антибиотик цефалоспоринового ряда третьего поколения, предназначенный для введения посредством инъекций. Он оказывает бактерицидное действие, подавляя синтез клеточной стенки бактерий. Препарат обладает широким спектром действия и используется для лечения инфекционных и воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, кожи и мягких тканей, мочеполовой системы, менингитов, а также инфекций костей и суставов. В связи с широким и нередко неограниченным использованием антибиотиков цефалоспоринового ряда, они обнаруживаются в природных водоемах, поступая туда через канализационные стоки, а также со стоков сельскохозяйственных и промышленных предприятий.
Информация предоставлена пресс-службой СФУ