Иммобилизованные гуминовые кислоты в качестве зеленого сорбента для извлечения ионов металлов из водной среды

Кондратенко С.В.,¹ Линник Р. П.²,Запорожец О.А.³

¹ Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко,

Киев, Украина.

Студент VI курса.

² Киевский национальный университет Тараса Шевченко, Киев, Украина. Молодой учёный.

³ Киевский национальный университет Тараса Шевченко, Киев, Украина. Молодой учёный.

Научный руководитель: Запорожец О.А.

Качество природных вод, в том числе питьевых, имеет огромное значение для жизнедеятельности человека. Их очистка от загрязняющих веществ важна не только для многих технологических процессов, но и для поддержания равновесия водных экосистем. Поэтому особенно актуальна разработка технологий и материалов, пригодных для эффективного решения этой проблемы и соответствующих критериям "зеленой" химии. Безопасными для окружающей среды являются вещества природного происхождения, к каковым относятся гумусовые вещества (ГВ). Они занимают ведущее место среди органических веществ почв, поверхностных вод, твердых горючих ископаемых, а также многих других объектов биосферы. По своей природе ГВ – это сложные смеси полимерных химических соединений с нерегулярным строением, высокой степенью неупорядоченности структуры и полидисперсностью молекулярных масс [1]. Уникальная особенность ГВ, во многом определяющая их свойства, заключается в наличии в составе их макромолекул "ароматического каркаса", замещенного различными функциональными группами, и "углеводной периферии" [2]. Такое строение обусловливает способность соединений этого класса вступать в ионные и донорно-акцепторные взаимодействия, участвовать в сорбционных процессах, образовывать водородные связи, выполнять транспортную и протекторную функцию в биосфере. Связывая ионы металлов в хелатные комплексы, ГВ снижают их токсичность, выполняя тем самым роль природных детоксикантов. Для использования ГВ в рекультивационных технологиях их закрепляют на поверхности твердых носителей. Чаще всего для этой цели служат цеолиты и материалы на основе силикагеля (СГ). Для иммобилизации ГВ используют различные подходы. Наиболее распространен способ ковалентной прививки на поверхности СГ, предварительно обработанной органосиланами. Соответствующие реакции проводят в среде безводных органических растворителей при повышенной температуре в течение 3–24 часов.

Цель данной работы – изучение сорбции гуминовых кислот (ГК) органо-минеральным сорбентом на основе СГ, модифицированного четвертичной аммониевой солью (ЧАС). В работе использовали силикагель SG-60 фирмы Merck. Сорбцию ГК (Fluka) изучали в статических условиях. Концентрацию ГК в растворах после сорбции определяли люминесцентным методом.

В ходе проведенных исследований было установлено, что на поверхности немодифицированного СГ при рН 3–10 сорбция ГК из водного раствора незначительна. Известно [1], что ГВ являются полифункциональными полиэлектролитами, содержащими как положительно, так и отрицательно заряженные функциональные группы. Доминирование карбоксильных групп в составе ГВ позволяет причислить их к высокомолекулярным ароматическим оксикарбоновым кислотам. Поэтому в качестве матрицы для закрепления ГК использовали анионообменник (рис. 1) на основе СГ с адсорбированной на его поверхности ЧАС (нитрат тетрадециламмония). С целью оптимизации условий иммобилизации ГК была изучена их сорбция модифицированным СГ в зависимости от рН водного раствора, концентрации, а также продолжительности контакта фаз. Максимальная степень извлечения достигалась при рН 3,0. Изотермы сорбции ГК при рН 3,0 и 7,0 могут быть отнесены к L-типу и описаны уравнением Лэнгмюра. Максимальная сорбционная емкость сорбентов на участке изотерм, соответствующем мономолекулярной адсорбции, составляла 11,4 (рН 3,0) и 7,1 (рН 7,0) мг/г. Время установления сорбционного равновесия не превышало 15 и 60 мин при сорбции соответственно из раствора с рН 3,0 и 7,0.

Рис 1. Схема иммобилизации ГК на поверхности СГ, модифицированного нитратом тетрадециламмония.

Устойчивость иммобилизованных ГК к десорбции при различных рН и ионной силе раствора свидетельствует о возможности практического применения полученных сорбентов для извлечения ионов металлов, в частности Al(III), из питьевой воды.

Литература:

[1] Попов А.И. Гуминовые вещества: свойства, строение, образование. –СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2004, 248 с.

[2] Линник П.Н., Васильчук Т.А., Линник Р.П. Гидробиол. журн. 40, № 1, 81–107 (2004)

РАЗРАБОТКА И ВАЛИДАЦИЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИХ МЕТОДИК ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУЛЬФАМЕТАЗИНА В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АЗОРЕАГЕНТОВ: ТРОПЕОЛИНА О, 4-(2-ПИРИДИЛАЗО) РЕЗОРЦИНА И 4-(2-ТИАЗОЛИЛАЗО) РЕЗОРЦИНА

Коркуна О.Я.,¹ Бойко М.Я.²

¹ Львовский национальный университет имени Ивана Франко,

Львов, Украина.

Молодой учёный.

[email protected]

² Львовский национальный университет имени Ивана Франко, Львов, Украина. Аспирант 3г.

Научный руководитель: Врублевская Т.Я.

Сульфаниламиды (СА) являются одним из старейших классов антибактериальных средств. На фоне сокращения использования СА, как однокомпонентных препаратов, широкое применение получили комбинированные препараты, содержащие СА в сочетании с триметопримом, либо с некоторыми антибиотиками. Такие комбинации антибактериальных субстанций характеризуются выраженным бактерицидным эффектом и широким спектром антибактериальной активности, в т. ч. относительно микрофлоры, устойчивой ко многим антибиотикам и издавна используемым сульфаниламидам.

Известно, что как действующие, так и вспомогательные вещества, составляющие один комбинированный препарат, очень часто затрудняют определение каждого, либо некоторых, из них. Этим, в частности, обуславливается необходимость поиска селективных реагентов для определения, контролируемых веществ, как среди уже известных соединений, так и поиск новых аналитических форм.

Наиболее распространенным СА, используемым в ветеринарной практике является сульфаметазин (4-Амино- N -(2,4-диметил-2-пиридинил) бензосульфонамид), резорбтивный препарат краткосрочного действия. Нами изучено взаимодействие сульфаметазина (СМТ) с азореагентом (кислотным моноазокрасителем) – тропеолином О (Тр О), и гетероциклическими азореагентами 4-(2-пиридилазо) резорцином (ПАР) и 4-(2-тиазолилазо) резорцином (ТАР). Методики основаны на диазотировании СМТ 10-кратным избытком нитрита натрия в среде 1 М соляной кислоты при температуре ледяной бани в течение 20 минут. Последующее азосочетание, образовавшихся диазосолей СА, с азокрасителями Тр О, ПАР и ТАР осуществляется, соответственно, при рН 10,5, 11,0 и 9,5 при 1,5-2-кратном избитке азореагента. Для всех систем в качестве буферной смеси использовали 0,01 М раствор тетрабората натрия.

На стадии разработки методик было установлено, что вспомогательные вещества, входящие в состав лекарств, не влияют на определение СМТ с использованием всех испытанных азокрасителей, в то время, как антибиотики тетрациклинового ряда и тилозин мешают такому определению с участием ПАР и ТАР. Полученные результаты позволили применить разработанные методики для анализа лекарственных средств в различных лекарственных формах (растворы, суспензии, порошки, таблетки), с использованием, в частности, Тр О – для четырехкомпонентных, ПАР – трехкомпонентных и ТАР – двухкомпонентных препаратов.

Согласно требованиям Европейской [1], Американской [2] Фармакопей, Государственной Фармакопеи Украины [3] а также других международных [4] и внутригосударственных документов [5], методики определения действующих веществ в лекарственных средствах должны быть валидирова н ы. В соответствии с требованиями [1-5] для аналитической методики на испытание "количественное определение содержания действующего вещества" необходимо определять такие валидационные характеристики: специфичность; робастность (стойкость); линейность; правильность (или точность), прецизионность на трех уровнях – сходимость (повторяемость), внутрилабораторную (промежуточную) прецизионность, воспроизводимость; диапазон применения; предел обнаружения и предел количественного определения.

Исходя из этих требований, мы провели валидацию разработанных нами методик: методику определения сульфаметазина с Тр О в таблетках "Септовет" (ООО Укрзооветпромпостач) и порошке "Сульфатилозин" (ООО Укрветпромпостач); с ПАР – в суспензии "Мастисан-А" (Харьковская биофабрика); с ТАР – в растворе "Веттримеразин" (ООО Базальт) (табл. 1).

Таблица 1. Состав исследуемых препаратов сульфаметазина.

Препарат	Другие действующие вещества	Вспомогательные вещества
"Веттримеразин" (186±19 мг/мл)	триметоприм (40 мг/г)	пропиленгликоль, бензиловый спирт, вода
"Мастисан-А" (70±7 мг/мл)	стрептомицин (12 мг/мл), бензилпенницилин (26 мг/мл)	стеарат алюминия, вазелиновое масло
"Септовет" (180±18 мг/табл)	тилозин (25 мг/табл), триметоприм (30 мг/табл), ретинол ацетат (6 мг/табл)	лактоза, крохмаль, гидрокар бонат натрия, хлорид натрия, стеарат магния, карбоксиметил целюлоза, поливиниловый спирт, винная кислота
"Сульфатилозин" (175±17,5 мг/г)	триметоприм (35 мг/г), тилозин (3 мг/г), окситетрациклин (5 мг/г)	крохмаль, лактоза

Экспериментально доказано, что спектрофотометрическая методика количественного определения СА с использованием Тр О, ПАР и ТАР в исследованных препаратах пригодна для контроля качества этих препаратов по показателю "количественное определение" СМТ, что подтверждено установленными валидационными характеристиками.

Литература:

[1] European Pharmacopoeia (Eur. Ph.). 7-th Ed. Strasbourg: Council of Europe,2010.

[2] United States Pharmacopoeia, USP 30-NF25 Convention Inc., Rockville, MD XXVI, 2007.

[3] Державна Фармакопея України. – Доп. 1. – Х.: РІГЕР, 2004. – 520 с.

[4] Note for guidance on validation of analytical procedures: text and methodology (CPMP/ICH/381/95).

[5] Юргель Н.В., Младенцев А.Л., Бурдейн А.В. и др. Руководство по валидации методик анализа лекарственных средств – М.: — Изд. «Спорт и Культура - 2000», 2007. – 192 с.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСТАТОЧНЫХ КОЛИЧЕСТВ БИСФЕНОЛА А И ДИЭТИЛСТИЛЬБЭСТРОЛА В ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОЧЕТАНИЯ МЕТОДОВ QUECHERS И ДИСПЕРСИОННОЙ ЖИДКОСТНО – ЖИДКОСТНОЙ МИКРОЭКСТРАКЦИИ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

Королёв Д.С.

Федеральный центр охраны здоровья животных,

Владимир, Россия.

Аспирант 2г.

[email protected]

Научный руководитель: Амелин В.Г.

Разработана простая и экономичная методика определения бисфенола А и диэтилстильбэстрола в широком круге пищевых продуктов с использованием сочетания методов QuECheRS и дисперсионной жидкостно – жидкостной микроэкстракции методом газовой хроматографии с детектором электронного захвата. Анализируемые вещества извлекали из твердых проб ацетонитрилом согласно методу QuECheRS, после чего концентрирование проводили при помощью микроэкстракции, где в качестве экстрагента был использован тетрахлорметан, диспергатора – конечный экстракт по методу QuECheRS. Микроэкстракцию проводили в среде бидистиллированной воды без добавления солей и изменения рН. Эффективность диспергирования увеличивали обработкой полученной эмульсии ультразвуком. Дериватизацию проводили трифторуксусным ангидридом при температуре 60 ⁰С с добавлением катализатора триэтиламина.

Были подобраны оптимальные объемы и условия для микроэкстракции бисфенола А и диэтилстильбэстрола, степень извлечения которых близка к 100%, а степень концентрирования конечного экстракта - 40. Интервал линейности градуировочного графика составил 0,05 – 10 и 0,02 – 5 мкг/мл для бисфенола А и диэтилстильбэстрола соответственно. Диапазоны определяемых концентраций в мясе, креветках, мидиях, консервированных овощах и фруктах составили 1 – 250 и 0,5 – 125 мкг/кг для бисфенола А и диэтилстильбэстрола соответственно.

РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ ON-LINE КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКОМ ОПРЕДЕЛЕНИИ БЕЛКОВ В УСЛОВИЯХ КАПИЛЛЯРНОЙ ЭЛЕКТРОХРОМАТОГРАФИИ

Королева В.Ю.

Санкт-Петербургский государственный университет,

Санкт-Петербург, Россия.

Студент IV курса.

[email protected]

Научный руководитель: Карцова А.А.

Капиллярная электрохроматография (КЭХ), являясь микроколоночным электрокинетическим методом разделения аналитов, обладает достоинствами ВЭЖХ и капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ). Новые технологии изготовления колонок для КЭХ позволяют определять как высокомолекулярные соединения, так и их низкомолекулярные метаболиты. Однако, пределы обнаружения аналитов остаются достаточно высокими, что затрудняет активное использование КЭХ в практике клинической медицины. Перспективным решением является поиск соответствующих вариантов on-line концентрирования, включая комбинирование различных механизмов концентрирования, позволяющих получать сопоставимые с высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ) отношения сигнал/шум.

Основными вариантами концентрирования являются стэкинг, свипинг, динамический рН-скачок, самоиндуцированный изотахофорез.

В последние годы большой интерес привлекает использование в качестве компонентов подвижной и неподвижной фаз в хроматографии и капиллярном электрофорезе новых полимерных материалов - дендритных полимеров. Они имеют стабильную мицеллоподобную структуру, большое количество терминальных функциональных групп, внутримолекулярные полости, обеспечивающие способность образовывать комплексы включения типа «гость-хозяин» с аналитами различной природы. Нами синтезированы полые колонки с нанесенным тонким слоем сверхразветвленных полимеров (PLOT-колонки). На подготовленных колонках изучены возможности различных вариантов on-line концентрирования для снижения пределов обнаружения белков (альбумина, миоглобина, лизоцима, инсулина) при их электрофоретическом определении с УФ-детектированием.

Показано, что в кислой среде с добавкой полимеров в состав буферного электролита реализуются условия стэкинга с большим объемом вводимой пробы (без переключения полярности).

Установлено, что использование стэкинга позволяет снизить пределы обнаружения белков по сравнению с традиционным капиллярным зонным электрофорезом до 70 раз.

Проведена количественная оценка on-line концентрирования и выявлены факторы, определяющие его эффективность (степень функционализации молекулы дендритного полимера; природа, концентрация и рН рабочего буферного раствора). Получены сравнительных оценочных характеристик по пределам обнаружения, эффективности, селективности разделения.

Осуществлена апробация установленных закономерностей на реальных объектах (сыворотка крови).