


Том 79, № 7 (2024)
Статьи
Искусственные модифицированные нуклеотиды для электрохимического обнаружения продуктов амплификации нуклеиновых кислот



Вольтамперометрический сенсор на основе модифицированной шунгитом и формазанатом меди углеволоконной бумаги для определения лидокаина
Аннотация
Представлен высокочувствительный сенсор на основе углеволоконной бумаги, модифицированной композитом из шунгита и формазаната меди, для вольтамперометрического определения лидокаина. Синтезированный металлорганический комплекс, композит и модифицированный электрод охарактеризованы методами инфракрасной спектроскопии, масс-спектрометрии высокого разрешения, элементного анализа, сканирующей электронной микроскопии, циклической и линейной вольтамперометрии. Двукратное увеличение тока пика окисления лидокаина на модифицированном электроде, по сравнению с немодифицированным, связано с сенсибилизирующим эффектом композитного модификатора, обусловленным увеличением электроактивной площади и числа сайтов связывания лидокаина на электродной поверхности. Сенсор демонстрирует широкий динамический диапазон от 2 до 2120 мкМ с низким пределом обнаружения 0.18 мкМ лидокаина и высокой чувствительностью 0.7553 мкА/В×мкМ. Межэлектродная и внутриэлектродная повторяемость аналитического сигнала не превышают 3.5%. Реакция сенсора стабильна в течение трех недель. Разработанный сенсор использован для определения лидокаина в фармацевтических препаратах. Результаты анализа реальных образцов продемонстрировали хорошие воспроизводимость (sr ≤ 5.5%) и показатель правильности (98–102%).



Электрохимический иммуносенсор на основе наночастиц золота для определения овальбумина в иммунобиологических препаратах
Аннотация
Разработан вольтамперометрический иммуносенсор типа сэндвич на основе конъюгатов наночастиц золота (НЧ Au) и специфических иммуноглобулинов (IgG) против овальбумина (IgG@НЧAu) для определения овальбумина в некоторых иммунобиологических препаратах. Конъюгат IgG@НЧAu синтезировали методом пассивной адсорбции. В качестве субстратной электродной подложки для иммобилизации рецепторного слоя специфических иммуноглобулинов использовали углеродсодержащий планарный печатный электрод, модифицированный восстановленным лазером оксидом графена. Для усиления сигнала НЧ Au рассмотрена возможность каталитического восстановления нитрата серебра смесью восстановителей – лимонной кислоты и метола. Подобраны условия вольтамперометрической регистрации электрохимического сигнала серебра на иммуносенсоре, который успешно апробирован при определении остатков овальбумина в некоторых иммунобиологических лекарственных препаратах. В качестве метода сравнения использовали твердофазный иммуноферментный анализ.



Чувствительный электрохимический сенсор на основе органомодифицированного стеклоуглеродного электрода для контроля релиза амикацина из биоразлагаемых покрытий костных имплантов
Аннотация
Высокая каталитическая активность арендиазония, а также способность ионов золота образовывать особые связи с амикацином использованы для изготовления электрохимического сенсора на основе модифицированного раствором золота и арендиазония тозилата стеклоуглеродного электрода (Ar/ЗСУЭ) для обнаружения и определения амикацина при его релизе из имплантов. Методами атомно-силовой микроскопии, циклической вольтамперометрии и инверсионной вольтамперометрии показано, что использование раствора золота и арендиазоний тозилата для модификации поверхности стеклоуглеродного электрода значительное улучшает характеристики электрода. Для определения амикацина использован метод инверсионной вольтамперометрии, который позволил определять амикацин на Ar/ЗСУЭ в диапазоне концентраций 0.2–60 мкМ и обеспечил предел обнаружения амикацина 0.058 мкМ при релизе его из имплантов.



Электроанализ взаимодействия ДНК и противоопухолевого препарата метаболита абиратерона D4А
Аннотация
Методом дифференциально-импульсной вольтамперометрии исследованы электроаналитические характеристики двуспиральной ДНК (дсДНК) и комплекса дсДНК и метаболита противоопухолевого препарата абиратерона D4А в диапазоне концентраций 25–200 мкМ. Показано влияние D4А на дсДНК, регистрируемое по изменению интенсивности электрохимического окисления гетероциклических оснований гуанина, аденина и тимина с использованием электродов, полученных методом трафаретной печати и модифицированных углеродными нанотрубками. Для комплексов дсДНК/D4А рассчитаны константы связывания (Кb) для гуанина, аденина и тимина (1.1 × 104, 5.5 × 103, 2.5 × 103 М-1 соответственно). Рассчитаны ДНК-опосредованные электрохимические коэффициенты токсического эффекта как отношение интенсивности сигналов гуанина и аденина в присутствии D4А и без лекарства (Т, %). На основании анализа электрохимических параметров и значений констант связывания сделано предположение о механизме взаимодействия D4А с ДНК преимущественно за счет электростатических взаимодействий и образования водородных связей с малой бороздкой. Выводы о механизме взаимодействия метаболита абиратерона D4А с малой бороздкой дсДНК, полученные электрохимическими методами, подтверждены с помощью молекулярного моделирования комплекса ДНК/D4А.



Окситермография как новый аналитический метод исследования термостойкости полимерных материалов
Аннотация
Контроль содержания кислорода и углекислого газа в потоке воздуха, выходящего из реактора, в котором происходит нагрев образца, может быть использован для исследования процессов термической стойкости полимерных материалов. Такого рода подход получил название метода окситермографии. Экспериментальные данные (окситермограммы) – это зависимости уменьшения содержания кислорода и появления диоксида углерода в потоке воздуха от изменения температурного режима, позволяющие контролировать влияние введения наполнителей в состав полимеров на их термическую стойкость. На примере чистого полипропилена и полипропилена с добавками диоксида титана показано применение метода окситермографии для изучения окислительной термостабильности.



Валерий Николаевич Майстренко: жизнь в науке



Применение шипучих таблеток на основе магнитного угля для концентрирования и определения дихлорфеноксикарбоновых кислот и их метаболитов методом газовой хроматографии–масс-спектрометрии в почве и природных водах
Аннотация
Предложен способ получения шипучих таблеток, состоящих из магнитного угля, винной кислоты, карбоната и гидрокарбоната натрия, и их применения для сорбции дихлорфеноксикарбоновых кислот (ДХФК) – 2,4-дихлорфеноксиуксусной, 2,4-дихлорфеноксипропионовой и 2,4-дихлорфеноксимасляной кислот и их метаболитов – 2,4-дихлорфенола и 4-хлорфенола. Таблетки погружали в анализируемый раствор с нейтральной реакцией среды. Для анализа почв проводили экстрагирование раствором щелочи с последующей нейтрализацией экстракта. После завершения выделения СО2 сорбент извлекали неодимовым магнитом и десорбировали аналиты ацетоном. Ацетоновый экстракт упаривали в токе азота и концентрат анализировали методом газовой хроматографии–масс-спектрометрии. Способ апробировали на модельных системах – образцах речной воды и типичного чернозема, которые искусственно загрязняли ДХФК и хлорфенолами (ХФ). При анализе речных вод пределы определения ДХФК составили 0.7–0.9 мкг/л, ХФ – 40 нг/л. В почвах предел определения составляет 3–4 и 0.1 мкг/кг для ДХФК и ХФ соответственно.



Обнаружение следовых количеств пероксидов и нитрата аммония в отпечатках пальца методом спектрометрии ионной подвижности
Аннотация
Исследовано влияние потожировых отложений (ПЖО) отпечатка пальца на эффективность обнаружения следовых количеств взрывчатых веществ – триацетона трипероксида (ТАТП), гексаметилентрипероксиддиамина (ГМТД) и нитрата аммония (НА) методом спектрометрии ионной подвижности в воздушной среде при атмосферном давлении. Одними из основных компонентов ПЖО, оказывающими такое влияние, в положительной моде является мочевина, в отрицательной – молочная кислота (МК). Показано, что наличие в пробе мочевины или ПЖО существенно не влияет на регистрацию ТАТП в положительной моде, но уменьшает эффективность образования ионов ГМТД и вызывает появление аддукт-катионов ГМТД и мочевины. Наличие в пробе МК или ПЖО незначительно уменьшает эффективность образования ионов НА в отрицательной моде, сильно изменяет качественный состав ионов ГМТД, вызывая появление аддукт-анионов ГМТД и МК. В отсутствие каких-либо примесей в пробе наилучший приведенный предел обнаружения (сигнал/шум = 3ó), оцениваемый величиной 30–50 пг, зарегистрирован для ГМТД. Определено время жизни следов ГМТД, ТАТП и НА на алюминиевой фольге при лабораторных условиях, равное 1, 3 и 12 ч для проб массами mГМТД 1 × 10–9, 2 × 10–9 и 1 × 10–8 г и с поверхностными плотностями ds 0.008, 0.016 и 0.08 мкг/см2 соответственно; 102 и 103 с для mТАТП 1 × 10–5 и 1 × 10–4 г и ds 80 и 800 мкг/см2 соответственно; 12 и 25 ч для mНА 3 × 10–8 и 5 × 10–8 г и ds 0.24 и 0.4 мкг/см2 соответственно.



Сравнение возможностей методов экспрессной оценки селективности и эффективности аналитического сигнала флуоресцентных фаз разной природы
Аннотация
Рассмотрены результаты оценки сорбционных и флуоресцентных свойств соединений класса азолотриазинов и фаз на основе квантовых точек сульфида кадмия в парах легколетучих органических соединений (биомаркеры состояния живых систем). Сорбционные свойства фаз на основе органических красителей и капсулированных полупроводников по отношению к парам спиртов, кетонов, аминов, кислот, аммиака, альдегидов изучены прямым высокочувствительным пьезокварцевым микровзвешиванием. Спектральные свойства и изменение их в парах аналитов изучены различными методами спектроскопии (абсорбционная, фотолюминесценция). Сопоставлены результаты исследований и возможность оптимизации этой стадии. Предложено оценивать согласованность методов по прогнозированию изменений флуоресцентных свойств в тест-системах для летучих органических соединений по коэффициенту конкордации Кендалла W. Установлено, что наибольший коэффициент согласованности оценки (W = 0.89) имеют методы спектрофлуориметрии и прямого микровзвешивания паров при сорбции на фазах – потенциальных наполнителях тест-систем. Корреляция результатов, полученных разными методами флуоресценции (визуальные планшетные тест-системы и флуориметрия фаз на бумажных подложках), составляет 0.80, что подтверждает высокую степень согласованности оценок с их помощью степени взаимодействия аналитов и органических, комбинированных флуорохромов. Установлено, что методы, близкие по природе возникновения аналитического отклика, согласованы не лучше, чем с методом прямого микровзвешивания паров на микрофазах флуориметрических реагентов разной природы (квантовые точки CdS/хитозан, органические соединения класса азолотриазинов, смешанных фаз). Это, в свою очередь, позволяет выбирать на стадии рутинных экспериментов более простые, доступные и экспрессные методы и средства анализа.



Оптимизация условий определения низких концентраций хлорат-ионов в растворах хлоридов щелочных металлов методом капиллярного электрофореза
Аннотация
Методом капиллярного электрофореза исследовано разделение хлорид- и хлорат-ионов в случае значительного избытка хлорид-ионов в анализируемой пробе. Установлено, что при стандартных условиях разделения с применением хроматного фонового электролита для пика хлорат-ионов при c(ClO3-) = 0.1 мМ резко ухудшается отношение сигнал/шум, когда отношение концентраций c(Cl-)/c(ClO3-) > 100. Рассмотрен ряд подходов для устранения этого явления. Наиболее эффективным оказался подход, заключающийся во введении в капилляр после пробы зоны раствора, содержащего ацетат-ионы, для создания условий для самоиндуцированного изотахофореза. Подобраны оптимальные параметры электрофоретического разделения хлорид- и хлорат-ионов при содержании хлорид-ионов в пробе 35 мМ. Предел обнаружения составил 0.01 мМ хлорат-ионов (0.03–0.06% в пересчете на массу сухих хлоридов калия, натрия или лития). Градуировочный график линеен в диапазоне 0.01–1 мМ ClO3-. Выбранные условия позволяют определять хлорат-ионы при молярном отношении хлорид- к хлорат-ионам 35–3500. Факторы эффективности концентрирования составили 10–70. Перхлорат-ионы не мешает определению хлорат-ионов при концентрации обоих ионов 0.1 мМ и ниже. Методика апробирована на примере анализа поваренной соли.


