Ученые Института цветных металлов СФУ разработали способ определять и концентрировать антибиотики цефалоспоринового ряда в водных растворах, в том числе в природных водоемах, с помощью люминесцентного метода и специального сорбента. Как сообщила пресс-служба Минобрнауки РФ порталу Наука Mail, он создан на основе диоксида кремния (кремнезема), модифицированного полиаминами. Технология позволит контролировать уровень антибиотиков в промышленных сточных водах и питьевых источниках и тем самым снижать риск развития антибиотикорезистентности у населения.
Один из таких антибиотиков — цефотаксим, препарат третьего поколения для инъекционного введения. Это средство широкого спектра действия: оно нарушает синтез клеточной стенки микроорганизмов и помогает при инфекционно‑воспалительных заболеваниях дыхательных путей, кожи, мягких тканей, мочевыводящей и половой систем, а также при менингитах и инфекциях костей и суставов. Из‑за широкого и порой бесконтрольного использования цефалоспоринов эти вещества попадают в природные водоемы через канализационные, сельскохозяйственные и промышленные стоки.
Мы провели пилотное исследование по определению данного антибиотика, как наиболее широко использующегося, хотя уже существует четвертое и пятое поколение. Использовали хорошо зарекомендовавший себя сорбент из кремнезема, модифицированного полиаминами. Это недорогой и безвредный для окружающей среды и человека сорбент, многократно испытанный в лаборатории. Дело в том, что цефотаксим люминесцирует – испускает желто-зеленое свечение при облучении ультрафиолетом, и с увеличением концентрации антибиотика на поверхности увеличивается интенсивность люминесцентного сигнала. Мы разработали методику определения цефотаксима после его извлечения из водных растворов – в условиях динамического концентрирования доля извлечения составляет 91-93%.
Новую методику можно применять на фармацевтических предприятиях для контроля содержания антибактериальных препаратов, а также при анализе питьевых и подземных вод. После доработки метод позволит выявлять антибиотики и в более сложных природных источниках — реках, озерах и морях, куда в итоге попадают антибактериальные препараты.
К сожалению, антибиотики продолжают использоваться широко и не всегда этот процесс можно проконтролировать. Их применяют для лечения человека, сельскохозяйственных животных, вводят в корм кур на птицефабрике для профилактики бактериальной инфекции, чтобы не нести экономические потери. Растения также могут обрабатывать различными медикаментами для защиты культур от патогенов, а стоки использованной воды, естественно, попадают в почву и водоемы.
Сейчас ученые решают проблему влияния гуминовых и фульвокислот — природных соединений, образующихся при разложении растительных и животных остатков, — на определение антибиотиков в водоемах. Эти кислоты могут взаимодействовать с антибиотиками, поэтому их нужно нейтрализовать, чтобы повысить эффективность сорбента.
Традиционно антибиотики определяют фотометрическим и потенциометрическим методами либо с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии. Ученые СФУ впервые предложили более чувствительную и эффективную альтернативу — сорбционно‑люминесцентную методику с использованием кремнеземов, модифицированных полиаминами (она основана на механизме свечения). Метод уже протестировали при определении цефотаксима в фармацевтическом препарате и в модельном растворе на основе минеральной воды.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что канцероген из воды оказался в 10 раз опаснее для детей, чем для взрослых.
