Ученые СПбГУ повысили экологичность определения антибиотиков в молоке
Химики Санкт‑Петербургского государственного университета предложили «зеленый» супрамолекулярный растворитель для выделения пенициллинов из коровьего молока. Контроль качества продукта теперь можно проводить быстрее и безопаснее за счет применения нетоксичного экстрагента, простоты процедуры, а также малого объема реагентов и отходов.
При частом попадании в организм человека антибиотики могут вызывать аллергические реакции, токсическое воздействие и, что наиболее критично, способствовать распространению устойчивых к антибиотикам штаммов бактерий.
Один из источников попадания лекарств в организм человека — пища животного происхождения, например говядина или молоко. Так, коровы могут получать антибиотики в небольших дозах как стимуляторы роста и улучшения усвояемости кормов, а в терапевтических дозировках при лечении инфекционных заболеваний. Также антибиотики дают скоту в периоды повышенного риска — например, перед транспортировкой или при смене рациона. Такое широкое и не всегда контролируемое применение лекарств приводит к накоплению остаточных антибиотиков в молоке, мясе и других субпродуктах и их последующему попаданию в организм человека.
«Установить, сколько антибиотика содержится в продукте и безопасно ли употреблять его, можно при помощи химического анализа — извлечения необходимого вещества из продукта и его определения подходящим методом. Мы использовали супрамолекулярные растворители: они обладают уникальными свойствами, позволяющими выделять широкий спектр веществ, в том числе и лекарственные средства. При этом их можно адаптировать под конкретную задачу», — рассказала лаборант‑исследователь кафедры аналитической химии СПбГУ Диана Карипова.
Однако в состав подобных растворителей нередко входят синтетические поверхностно‑активные вещества, которые могут представлять опасность для окружающей среды из‑за своей стойкости и токсичности. Для решения этой проблемы ученые стали использовать биоразлагаемые поверхностно‑активные вещества, полученные из природных источников.
Ученые СПбГУ активно занимаются разработкой новых супрамолекулярных растворителей для разных задач. Так, ранее они предложили способ установления количества антибиотиков, содержащихся в теле человека. Это позволит точнее назначать дозировки лекарственных препаратов и повысит эффективность лечения заболеваний, в том числе тяжелых, при которых необходим постоянный прием лекарств.
Химики Санкт‑Петербургского университета предложили методику определения содержания антибиотиков в коровьем молоке. Они исследовали присутствие ампициллина и амоксициллина — одних из наиболее часто применяемых в ветеринарии препаратов для лечения крупного рогатого скота. Для этого ученые разработали новый, «зеленый» супрамолекулярный растворитель на основе кокоилглутамата натрия (аминокислотного поверхностно‑активного вещества).
«В разработанном подходе к образцу добавлялись только две полярные органические кислоты и поверхностно‑активное вещество (амфифил). Полярные органические кислоты выполняли двойную функцию: уксусная и трихлоруксусная кислоты использовались для осаждения белков молока, полученная кислая надосадочная жидкость вызывала коацервацию в мицеллярном растворе амфифила, то есть образование супрамолекулярного растворителя и выделение в него целевых веществ для последующего анализа. Этот процесс не требует большого количества реагентов и прост в реализации», — объяснил старший преподаватель кафедры аналитической химии СПбГУ Алексей Почивалов.
Разработанный химиками СПбГУ способ позволяет выделять антибиотики из образца всего за 10 минут. С его помощью ученые извлекли анализируемые лекарства из коровьего молока с разным содержанием жира и проанализировали экстракты методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс‑спектрометрическим детектированием. Пределы обнаружения составили 0,3 мкг/кг для ампициллина и 1 мкг/кг для амоксициллина. При этом предельно допустимая концентрация этих лекарственных веществ составляет 4 мкг/кг. Разработанная учеными методика позволяет обнаружить содержание антибиотиков в 4 и 13 раз ниже допустимых.
По словам исследователей, их способ будет полезен в лабораториях центров ветеринарно‑санитарной экспертизы, на молокоперерабатывающих предприятиях и для контролирующих организаций. Предложенный учеными метод пробоподготовки может быть адаптирован для определения пенициллинов в других биологических жидкостях: плазме крови, сыворотке, моче. Кроме того, эта экстракционная система потенциально применима для выделения и других органических аналитов из сложных матриц, особенно богатых белками.
Исследование проводилось в Научном парке СПбГУ. Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в научном журнале Analytica Chimica Acta.
Источник: Пресс –служба СПбГУ