Научная статья на тему 'ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ДОКСИЦИКЛИНА В ПРИСУТСТВИИ НАНОКЛАСТЕРОВ СЕРЕБРА'

ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ДОКСИЦИКЛИНА В ПРИСУТСТВИИ НАНОКЛАСТЕРОВ СЕРЕБРА Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
107
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ / КОМПЛЕКСЫ ЕВРОПИЯ С ТЕТРАЦИКЛИНАМИ / ПЕРЕНОС ЭНЕРГИИ / НАНОЧАСТИЦЫ СЕРЕБРА / LUMINESCENCE / EUROPIUM COMPLEXES WITH TETRACYCLINES / ENERGY TRANSFER / SILVER NANOPARTICLES

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Смирнова Татьяна Дмитриевна, Желобицкая Елена Александровна, Данилина Татьяна Григорьевна, Симбирева Наталья Алексеевна

Показано, что в присутствии наночастиц серебра (НЧС) возрастает эффективность внутримолекулярного переноса энергии в комплексе Eu3+ с доксициклином. Установлен факт повышения чувствительности определения и снижения предела обнаружения доксициклина методом сенсибилизированной флуоресценции в аналитической системе, содержащей помимо антибиотика, наночастицы серебра, модифицированные ионами Eu3+. Дано обоснование наблюдаемых эффектов. Усиление сигнала флуоресценции в присутствии наночастиц серебра (донор энергии) становится возможным при эффективном резонансном переносе энергии возбуждения между наночастицей и антибиотиком. В результате совместного воздействия на антибиотик внешнего источника излучения и локального поля поверхностного плазмона возрастает эффективность возбуждения тетрациклина, что способствует повышению скорости внутримолекулярного переноса энергии в хелате Eu3+ с доксициклином, росту интенсивности и времени жизни флуоресценции. Модификация поверхности наночастиц серебра ионами Eu3+ позволяет сократить расстояние между нанообъектом и антибиотиком, увеличить интенсивность сигнала сенсибилизированной флуоресценции более, чем в 100 раз. Стабилизатор наночастиц серебра - цитрат-ион, в процессе формирования аналитического сигнала на поверхности нанообъекта выступает в качестве второго лиганда при комплексообразовании с Eu3+, способствует сокращению расстояния между донором и акцептором, дополнительному удалению молекул воды из ближайшего окружения иона комплексообразователя, вследствие подавления процесса диссипации энергии возбуждения. На основании проведенных исследований предложена флуориметрическая методика определения доксициклина в лекарственном препарате, отличающаяся низким пределом обнаружения (6,0·10-9М) и широким диапазоном определяемых концентраций от 1,0·10-8 до 1,0·10-5М.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по нанотехнологиям , автор научной работы — Смирнова Татьяна Дмитриевна, Желобицкая Елена Александровна, Данилина Татьяна Григорьевна, Симбирева Наталья Алексеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FLUORESCENT PROPERTIES OF DOXYCYCLINE IN PRESENCE OF SILVER NANOCLUSTERS

The paper shows that in the presence of silver nanoparticles the efficiency of intramolecular energy transfer in the complex of europium with doxycycline increases. It is proved that sensitivity of determination increases and limit of detection of doxycycline decreases by the method of sensitized fluorescence. The justification of the observed effects is given. The amplification of the signal of sensitized fluorescence in the presence of silver nanoparticles (energy donor) is the result of resonant transfer of excitation energy between the nanoparticle and the antibiotic ion, which is implemented under conditions of overlapping of the local surface plasmon resonance spectrum and excitation of the doxycycline ligand located near the surface of the nanoparticle. As a result of exposure to the antibiotic external radiation source and the local field of the surface plasmon increases the efficiency of tetracycline excitation, which contributes to the effectiveness of intramolecular energy transfer in europium chelate with doxycycline, doubling the intensity and lifetime. Modification of the surface of silver nanoparticles by europium ions allows to reduce the distance between the surface of a nanoparticle and an antibiotic, to increase the intensity of the signal of sensitized fluorescence by more than 100 times. The role of the stabilizer of a non-chromophore-containing ligand, - citrateion, in the formation of the analytical signal lies in its participation in the formation of a multi-ligand Eu3+ complex on the surface of a nanoobject, which reduces the distance between the donor and the acceptor, as well as the additional removal of water molecules from the immediate environment of the complexing agent ion, suppressing the process of excitation energy dissipation. On the basis of the conducted researches the fluorimetric technique of definition of doxycycline in medicines is offered. It differs in a low limit of detection (6.0·10-9 M) and a wide range of the defined concentrations from 1.0·10-8 to 1.0·10-5 M.

Текст научной работы на тему «ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ДОКСИЦИКЛИНА В ПРИСУТСТВИИ НАНОКЛАСТЕРОВ СЕРЕБРА»

УДК: 543.426:546.661

ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ДОКСИЦИКЛИНА В ПРИСУТСТВИИ НАНОКЛАСТЕРОВ СЕРЕБРА

Т.Д. Смирнова, Е.А. Желобицкая, Т.Г. Данилина, Н.А. Симбирева

Татьяна Дмитриевна Смирнова, Елена Александровна Желобицкая, Татьяна Григорьевна Данилина*, Наталья Алексеевна Симбирева

Кафедра аналитической химии и химической экологии, Институт химии, Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, ул. Астраханская, 83, Саратов, Российская Федерация, 410012

E-mail: smirnovatd@mail.ru, elen3444046@mail.ru, danilina.tatyana.a@gmail.com*, levina3009@mail.ru

Показано, что в присутствии наночастиц серебра (НЧС) возрастает эффективность внутримолекулярного переноса энергии в комплексе Eu3+ с доксициклином. Установлен факт повышения чувствительности определения и снижения предела обнаружения докси-циклина методом сенсибилизированной флуоресценции в аналитической системе, содержащей помимо антибиотика, наночастицы серебра, модифицированные ионами Eu3+. Дано обоснование наблюдаемых эффектов. Усиление сигнала флуоресценции в присутствии наночастиц серебра (донор энергии) становится возможным при эффективном резонансном переносе энергии возбуждения между наночастицей и антибиотиком. В результате совместного воздействия на антибиотик внешнего источника излучения и локального поля поверхностного плазмона возрастает эффективность возбуждения тетрациклина, что способствует повышению скорости внутримолекулярного переноса энергии в хелате Eu3+ с доксициклином, росту интенсивности и времени жизни флуоресценции. Модификация поверхности наночастиц серебра ионами Eu3+ позволяет сократить расстояние между нанообъек-том и антибиотиком, увеличить интенсивность сигнала сенсибилизированной флуоресценции более, чем в 100 раз. Стабилизатор наночастиц серебра - цитрат-ион, в процессе формирования аналитического сигнала на поверхности нанообъекта выступает в качестве второго лиганда при комплексообразовании с Eu3+, способствует сокращению расстояния между донором и акцептором, дополнительному удалению молекул воды из ближайшего окружения иона комплексообразователя, вследствие подавления процесса диссипации энергии возбуждения. На основании проведенных исследований предложена флуориметрическая методика определения доксициклина в лекарственном препарате, отличающаяся низким пределом обнаружения (6,0Ю9М) и широким диапазоном определяемых концентраций от 1,0^1ff8 до 1,010-5М.

Ключевые слова: люминесценция, комплексы европия с тетрациклинами, перенос энергии, на-ночастицы серебра

FLUORESCENT PROPERTIES OF DOXYCYCLINE IN PRESENCE OF SILVER NANOCLUSTERS T.D. Smirnova, E.A. Zhelobitskaya, T.G. Danilina, N.A. Simbireva

Tatyana D. Smirnova, Elens A. Zhelobitskaya, Tatyana G. Danilina*, Natalya A. Simbireva

Department of Analytical Chemistry and Chemical Ecology, Institute of Chemistry, Saratov State University,

Astrakhanskaya st., 83, Saratov, 410012, Russia

E-mail: smirnovatd@mail.ru, elen3444046@mail.ru, danilina.tatyana.a@gmail.com*, levina3009@mail.ru

The paper shows that in the presence of silver nanoparticles the efficiency of intramolecular energy transfer in the complex of europium with doxycycline increases. It is proved that sensitivity of determination increases and limit of detection of doxycycline decreases by the method of sensitized fluorescence. The justification of the observed effects is given. The amplification of the

signal of sensitized fluorescence in the presence of silver nanoparticles (energy donor) is the result of resonant transfer of excitation energy between the nanoparticle and the antibiotic ion, which is implemented under conditions of overlapping of the local surface plasmon resonance spectrum and excitation of the doxycycline ligand located near the surface of the nanoparticle. As a result of exposure to the antibiotic external radiation source and the local field of the surface plasmon increases the efficiency of tetracycline excitation, which contributes to the effectiveness of intramolecular energy transfer in europium chelate with doxycycline, doubling the intensity and lifetime. Modification of the surface of silver nanoparticles by europium ions allows to reduce the distance between the surface of a nanoparticle and an antibiotic, to increase the intensity of the signal of sensitized fluorescence by more than 100 times. The role of the stabilizer of a non-chromophore-containing ligand, - citrateion, in the formation of the analytical signal lies in its participation in the formation of a multi-ligand Eu3+ complex on the surface of a nanoobject, which reduces the distance between the donor and the acceptor, as well as the additional removal of water molecules from the immediate environment of the complexing agent ion, suppressing the process of excitation energy dissipation. On the basis of the conducted researches the fluorimetric technique of definition of doxycycline in medicines is offered. It differs in a low limit of detection (6.010-9 M) and a wide range of the defined concentrations from 1.0^10 to 1.010T5 M.

Key words: luminescence, europium complexes with tetracyclines, energy transfer, silver nanoparticles

Для цитирования:

Смирнова Т.Д., Желобицкая Е.А., Данилина Т.Г., Симбирева Н.А. Флуоресцентные свойства доксициклина в присутствии нанокластеров серебра. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2021. Т. 64. Вып. 1. С. 34-40 For citation:

Smirnova T.D., Zhelobitskaya E.A., Danilina T.G., Simbireva N.A. Fluorescent properties of doxycycline in presence of silver nanoclusters. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [ChemChemTech]. 2021. V. 64. N 1. P. 34-40

ВВЕДЕНИЕ

Определение содержания антибиотиков в объектах окружающей среды, пищевых продуктах, биологических жидкостях является актуальной задачей аналитической химии в связи с их достаточно высокой токсичностью и не всегда оправданным применением [1]. Для определения содержаний тетрациклинов используют методы высокоэффективной хроматографии [2], масс-спектрометрии [3], отличающиеся высокой чувствительностью и точностью, но требующие привлечения дорогостоящего оборудования, высококвалифицированного персонала.

Благодаря высокой чувствительности, умеренной стоимости аппаратурного оформления и простоты выполнения анализа, современная люминесценция занимает лидирующее место в медицинской диагностике, биологических исследованиях, судебно-медицинской экспертизе [4-7]. Предлагаются актуальные подходы к созданию аналитических систем, позволяющих дополнительно улучшить метрологические характеристики люминесцентного определения, увеличить интенсивность аналитического сигнала и повысить его избирательность [8]. Использование сенсибилизированной флуоресценции, возникающей в результате об-

менно-резонансного или индуктивно-резонансного переносов энергии при формировании аналитического сигнала, является одним из них. Датчики на основе лантанидного резонансного переноса энергии характеризуются низким уровнем фона, более высокой чувствительностью и возможностью визуализации [9, 10]. Скорость резонансного переноса энергии возбуждения зависит от степени перекрывания спектров излучения донора и поглощения молекулы акцептора, квантового выхода донора, относительной ориентации диполей участвующих партнеров, расстояния между донором и акцептором [11]. Последние достижения развития нанотехнологий предлагают в качестве доноров использовать различные наноматериалы, - частицы благородных металлов и квантовых точек с характерной энергией локального поверхностного плазмонного резонанса (ППР), под влиянием которого возможно усиление или тушение флуоресценции молекулы, иначе, - управление эффективностью резонансного переноса энергии [8]. В случае перекрывания спектров поверхностного плазмон-ного резонанса наночастиц со спектрами возбуждения флуоресцирующего центра интенсивность эмиссии возрастает в результате увеличения вероятности возбужденного состояния под влиянием электромагнитного поля наночастиц (metal enhanced fluorescence, MEF) [12-15].

В литературе известны примеры флуори-метрического определения антибиотиков тетра-циклинового ряда, где в качестве флуориметриче-ского зонда используют серебряные или золотые наночастицы.

Преимуществом коллоидных растворов серебра является максимальная интенсивность полосы ППР в ряду часто используемых наночастиц благородных металлов [16, 17], их устойчивость во времени, а также невысокая стоимость исходных реактивов.

Наночастицы серебра, модифицированные ß-циклодекстрином [18], цитрат-ионом [19] используют для усиления сигнала собственной флуоресценции антибиотика при определении тетрациклина и хлортетрациклина в лекарственных препаратах и молоке. Нуклеиновые кислоты в качестве модификатора поверхности наночастиц золота также способствуют росту интенсивности сигнала флуоресценции комплекса Eu3+ с тетрациклином. В этом случае определение тетрациклина в молоке и моче возможно в диапазоне концентраций 0,01-5 мкМ [20].

Модификация наночастиц серебра неионо-генными поверхностно-активными веществами (ПАВ) ОП-10 увеличивает сигнал сенсибилизированной флуоресценции комплекса Eu3+ с доксицик-лином и позволяет определить 0,05-12 мг/л антибиотика в утином мясе [21].

В опубликованных статьях авторы чаще затрагивают вопросы практического применения нанообъектов и в меньшей степени, - механизмы формирования аналитического сигнала.

Целью настоящей работы является изучение влияния коллоидных растворов наночастиц серебра, стабилизированных цитрат-ионами, на флуоресцентные свойства антибиотика тетрациклино-вого ряда, - доксициклин.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Реагенты. Доксициклин «Sigma», содержание основного вещества не менее 98%; хлорид европия (III) шестиводный, «AcrosOrganics», 99,9%; серебро азотнокислое, «РеаХим», 99,9%; тетрагид-ридоборат натрия, «РеаХим», 99,9%; тринатрий цитрат дигидрат натрия, «РеаХим», 99,9%.

Аппаратура. Спектры флуоресценции регистрировали при помощи стектрометра флуоресцентного многофункционального CaryEclipse («AgilentTechnologies», Австралия) с источником возбуждения - импульсной ксеноновой лампой. Ширина дифракционной щели возбуждения 10 нм,

флуоресценции 20 нм. Скорость регистрации спектров 300 нм/мин. Измерения проводили в кварцевой кювете с толщиной слоя 1 см. Сигнал регистрировали под углом 90° к возбуждающему свету.

Оптическую плотность растворов и электронные спектры поглощения в видимой и УФ-об-ластях спектра измеряли на спектрофотометре UV-1800 (Shimadzu, Япония) в кварцевых кюветах толщиной 1 см.

Значения рН контролировали на рН-метре (рН-673М) со стеклянным индикаторным электродом и хлоридсеребряным электродом сравнения. Кислотность растворов создавали ацетатно-амми-ачными буферными растворами.

Измерение размера и дзета-потенциала наночастиц серебра проводили с помощью «Zetasizer Nano ZS», Великобритания.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Методика получения наночастиц серебра (НЧС). Наноразмерные частицы серебра получены по известной методике химическим восстановлением нитрата серебра [22]: смешивали 1,0 мл раствора AgNO3 (10 мМ), 1,0 мл цитрат-иона (500 мМ) и 47,0 мл бидистиллированной воды в течение 10 мин при комнатной температуре, добавляли к смеси 600 мкл NaBH4 (10 мМ). Реакция восстановления продолжалась 30 мин, раствор оставляли в холодильнике на ночь для завершения роста наночастиц.

Концентрацию наночастиц серебра в растворах рассчитывали, моль/л:

N = 3m/4nr3p, с = N/NaV, где N - число частиц в растворе; Na = 6,02-1023, моль-1 -постоянная Авогадро, V- объем раствора, m - масса серебра в растворе (m = 0,0535 г); r - радиус наночастиц; р = 10,5 г/см3 - плотность серебра [23].

Свойства наночастиц серебра и влияние их на флуоресцентные свойства доксициклина. Полученные нами наночастицы серебра изучены методом трансмиссионной электронной микроскопии, и установлена сферическая форма наноча-стиц, средний размер диаметра 5±2 нм, Z - потенциал диффузного слоя - 30 мВ.

Реализация эффективного резонансного переноса энергии и возрастание интенсивности флуоресценции антибиотика - флуорофора в паре донор-акцептор, содержащей наночастицы серебра, возможна, так как спектр возбуждения доксицик-лина и спектр поглощения наночастиц лежат в одной спектральной области (рис. 1).

Рис. 1. Спектры возбуждения доксициклина (1) и ППР наночастиц

серебра (2). Снчс = 3,3 10-7 M, Cдц = 1,0-10-5 M, W = 525 нм Fig. 1. Excitation spectra of doxycycline (1) and SPR of silver nanoparticles (2). CAgNPs = 3.310-7 M, Cdc = 1.010-5 M, Xex = 525 nm

Однако, экранирование наночастиц серебра цитрат-ионами препятствовало необходимому сближению доксициклина с поверхностью наноча-стицы, и ожидаемый диполь-дипольный перенос энергии возбуждения не наблюдался.

Необходимое сокращение расстояния между донором и акцептором достигнуто в результате модификации поверхности наночастиц серебра ионами Eu3+ путем введения добавок раствора соли редкоземельного элемента (РЗЭ) к раствору наночастиц серебра. В присутствии доксициклина на поверхности наночастиц образуются разнолиганд-ные хелаты ионов Eu3+ с антибиотиком и цитрат-ионом, которые характеризуются внутримолекулярным переносом энергии с триплетного уровня лиганда доксициклина (18100 см-1) на излучатель-ные уровни иона Eu3+ (5Dö 17260 см-1) с последующей флуоресценцией (^ = 615 нм, Хвозб — 390 нм, 5Dq^7F2 переход) (рис. 2) [23]. При этом сокращается расстояние между донором (наночастицы серебра) энергии возбуждения и акцептором (докси-циклин). Можно предположить, что синергетиче-ское увеличение интенсивности сенсибилизированной флуоресценции хелата Eu3+ в 125 раз (рис. 2) в присутствии наночастиц серебра является результатом совместного воздействия энергии внешнего возбуждения и поверхностного плазмонного резонанса на доксициклин, вероятность перехода которого в возбужденное состояние значительно возрастает.

Роль стабилизатора нехромофорсодержа-щего лиганда цитрат-иона в формировании аналитического сигнала состоит в участии разнолиганд-ного комплексообразования Eu3+ на поверхности наночастиц, способствующего сокращению расстояния между донором (наночастица) и акцептором (доксициклин), дополнительному удалению молекул воды из ближайшего окружения иона ком-плексообразователя, подавлению процесса диссипации энергии возбуждения.

1

I(|). I.

0,8

0,6 0,4 0,2

500

600

1, нм

700

Рис. 2. Спектры флуоресценции ДЦ в отсутствие (1) и в присутствии модифицированных Eu3+ наночастиц серебра (2). СНЧС = 3,310"7 М, Сдц = 1,010"6 М, Ceu3+ = 2,5 10"5 М, рН 9,0, Хвозб = 390 нм

Fig. 2. Fluorescence spectra of DC in the absence of (1) and in the presence of silver nanoparticles modified by Eu3+ (2). CAgNPs = 3.310-7 М, Cdc = 1.0-10-6 М, Ceu3+ = 2.5-10-5 М, рН 9.0, Xex= 390 nm

Выбор оптимальных условий. Интенсивность сенсибилизированной флуоресценции доксициклина в присутствии модифицированных наночастиц серебра в значительной степени зависит от кислотности среды и условий взаимодействия антибиотика с ионами Eu3+. Нами исследовано влияние ацетатно-аммиачного буферного раствора в диапазоне рН 5-10 на интенсивность флуоресценции аналитической системы и установлено, что максимальный сигнал эмиссии наблюдается при рН 9,0, что соответствует оптимальным условиям комплексообразования доксициклина и ионов Eu3+ вблизи поверхности наночастиц.

Интенсивность сенсибилизированной флуоресценции зависит от концентрации модификатора - ионов Eu3+, и максимальна при 2,5-10-5 М. Большие концентрации иона РЗЭ вызывают концентрационное тушение сигнала (рис. 3).

Рис. 3. Влияние концентрации ионов Eu3+ на интенсивность сенсибилизированной флуоресценции. Снчс = 3,3-10-7 М,

Сдц = 1,0-10"6 М, рН 9,0, Хфл = 615 нм, Хвозб = 397 нм Fig. 3. The effect of the concentration of Eu3+ ions on the intensity of sensitized fluorescence. CAgNPs = 3.3-10-7 М, Cdc = 1.0-10-6 М, рН 9.0, Xem = 615 nm, Xex = 397 nm

0

Модификация поверхности наночастиц ионами Eu3+ сопровождается увеличением Ç - потенциала до -10 мВ, среднего диаметра наночастиц до 20 нм и батохромным смещением полосы ППР серебра на 20 нм (рис. 4).

Рис. 4. Спектры поглощения НЧС, стабилизированных цитрат-ионом (1) и модифицированных ионами европия (2).

Снчс = 3,3 10-7 M, Ceu3+ = 6,25-10"4 M Fig. 4. Absorption spectra of AgNPs stabilized with a citrate ion (1) and modified with europium ions (2). С AgNPs = 3.3-10-7 M, Ceu3+ = 6.25-10"4 M

Время жизни флуоресценции. Нами установлено, что в присутствии наночастиц серебра время жизни флуоресценции аналитической системы увеличивается практически в два раза (рис. 5) и составляет 142 ± 7 мкс, тогда, как в их отсутствие 74 ± 2 мкс.

«Доксициклин», производства «Барнаульский завод медпрепаратов» и «Белмедпрепараты», основанный на измерении сенсибилизированной флуоресценции ионов Eu3+ в присутствии наночастиц серебра.

Методика определения. Содержимое 5-ти капсул препарата «Доксициклин» смешивали в ступке, и навеску, соответствующую одной капсуле, помещали в мерную колбу емкостью 25,0 мл, растворяли в 2,0 мл соляной кислоты 1,0 • 10-8 М и бидистилированной воде, объем раствора доводили до метки. Раствор отделяли от осадка фильтрованием («синяя лента»), разбавляли в 100 раз, аликвоту 0,1-0,5 мл переносили в пробирку с 1,0 мл буферного раствора (рН 9,0), 0,4 мл 3,3 • 10-6 М модифицированных наночастиц серебра и доводили буферным раствором до общего объема 4,0 мл. Измеряли интенсивность флуоресценции (^фд = 612 нм, ^возб = 389 нм), с помощью градуировочного графика определяли содержание доксициклина в лекарственном препарате.

В табл. 1 представлены некоторые харак -теристики флуориметрического способа определения доксициклина в присутствии и в отсутствие наночастиц серебра. Как видно из таблицы, в присутствии наночастиц серебра предел обнаружения антибиотика понижается более, чем на два порядка и значительно расширяется диапазон определяемых концентраций, что позволяет расширить круг анализируемых объектов.

Таблица1

Некоторые характеристики флуориметрических методик определения доксициклина Table 1. Some characteristics of fluorimetric methods

Рис. 5. Кривая затухания флуоресценции доксициклина в отсутствие (1) и в присутствии (2) модифицированных наноча-стиц серебра

Fig. 5. Doxycycline fluorescence decay curve in the absence of (1) and in the presence of (2) modified silver nanoparticles

Определение доксициклина в лекарственных препаратах. На основании проведенных исследований предложен способ флуориметриче-ского определения доксициклина в препаратах

Аналитическая система Диапазон концентраций линейности, М R2 Уравнение линейной зависимости ПрО, М (3G)

Eu3+-доксициклин 1,010-61,010-5 0,98 Y = -7,1x + 53 7,0 •Ю-7

Наночастицы серебра, модифицированные ионами Eu3+-доксициклин 1,010-81,010-5 0,99 Y = -0,96x + 7,6 6,0 10-9

В табл. 2 представлены результаты определения доксициклина в лекарственном препарате флуориметрическим способом с использованием наночастиц серебра. Правильность определения контролировали методом «введено-найдено».

Таблица 2

Результаты определения доксициклина в лекарственном препарате «Доксициклин» (n = 5, p = 0,95),

заявленное содержание антибиотика 100 мг Table 2. The results of the determination of doxycycline in the drug «Doxycycline» (n = 5, p = 0.95), the declared

Производство Найдено, мг

хср ± Дх sr

Барнаульский завод медпрепаратов 101 ± 8 0,01

Белмедпрепараты 107 ± 5 0,03

ВЫВОДЫ

Изучено влияние наночастиц серебра на флуоресцентные свойства доксициклина и его комплекса с ионами Eu3+. Показано, что в присутствии наночастиц серебра наблюдается возрастание интенсивности сенсибилизированной флуоресценции комплекса доксициклина с ионами РЗЭ, связанное с переносом энергии возбуждения от наночастиц серебра к доксициклину. Воздействие на антибиотик внешнего источника излучения и локального поля поверхностного плазмона наноча-стицы способствуют эффективности перевода тетрациклина в возбужденное состояние. При этом возрастает скорость внутримолекулярного переноса энергии в хелате Eu3+, увеличивается интенсивность сенсибилизированной флуоресценции комплекса на два порядка.

Модификация поверхности наночастиц серебра ионами Eu3+ позволяет сократить расстояние между поверхностью наночастицы и антибиотиком для диполь-дипольного переноса энергии электронного возбуждения, увеличить чувствительность и снизить предел обнаружения докси-циклина.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 18-03-01029.

This work was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research, project No. 18-03-01029.

ЛИТЕРАТУРА REFERENCES

1. Буймова С.А., Бубнов А.Г., Царев Ю.В., Семенов А.О.

Оценка риска и ущерба здоровью населения при употреблении воды и продовольствия, содержащих химические загрязнения. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. Вып. 6. С. 119-130. DOI: 10.6060/ivkkt.20196206.5816. Buymova S.A., Bubnov A.G., Tsarev Yu.V., Semenov A.O. Assessment of potential risk and damage to population health from water and food chemical contamination. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 6. P. 119-130 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196206.5816.

2. Van Toi P., Pouplin T., Tho N.D.K., Phuong P.N., Chau T.T.H., Thuong N.T., Heemskerk D., Hien T.T., Thwaites G.E.

High-performance liquid chromatography with time-programmed fluorescence detection for the quantification of levofloxacin in human plasma and cerebrospinal fluid in adults with tuberculous meningitis. J. Chromatogr. B. 2017. V. 1061. P. 256-262. DOI: 10.1016/j.jchromb.2017.07.032.

3. Szerkus O., Jacyna J., Gibas A., Sieczkowski M., Silu-kav D., Matuszewski M., Kaliszana R., Markuszewski M.J. Robust HPLC-MS/MS method for levofloxacin and ciprofloxacin determination in human prostate tissue. J. Pharm. Biomed. Anal. 2017. V. 132. P. 173-183. DOI: 10.1016/j.jpba.2016.10.008.

4. Toomre D., Bewersdorf J. A new wave of cellular imaging. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 2010. V. 26. P. 285-314. DOI: 10.1146/annurev-cellbio-100109-104048.

5. Brettell T.A., Butler J.M., Almirall J.R. Forensic science. Anal. Chem. 2011. V. 81. N 12. P. 4695-4711. DOI: 10.1021/ ac201075e.

6. Dore K., Dubus S., Ho H-A, Levesque I., Brunette M., Corbeil G., Boissinot M., Boivin G., Bergeron M.G., Boudreau D., Leclerc M. Fluorescent polymeric transducer for the rapid, simple, and specific detection of nucleic acids at the zeptomole level. J. Amer. Chem. Soc. 2004. V. 126. N 13. P. 4240-4244. DOI: 10.1021/ja038900d.

7. Palacios G., Quan P-L, Jabado O.J., Conlan S., Hirschberg D.L., Liu Y., Zhai J., Renwick N., Hui J., Hegyi H., Grolla A., Strong J.E., Towner J.S., Geisbert T.W., Jahrling P.B., Buchen-Osmond C., Ellerbrok H., Sanchez-Seco M.P., Lussier Y., Formenty P., Nichol S.T., Feldmann H., Briese T., Lipkin W.I. Panmicrobial oligonucleotide array for diagnosis of infectious diseases. Emerg. Infect. Dis. 2007. V. 13. N 1. P. 73-81. DOI: 10.3201/eid1301.060837.

8. Smirnova T.D., Shtykov S.N., Zhelobitskaya E.A. Energy transfer in liquid and solid nanoobjects: application in luminescent analysis. Phys. Sci. Rev. 2019. V. 4. N 3. DOI: 10.1515/psr-2018-9981.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Medintz I.L., Clapp A.R., Mattoussi H., Goldman E.R., Fisher B., Mauro J.M. Self-assembled nanoscale biosensors based on quantum dot FRET donors. Nat. Mater. 2003. V. 9. P. 630-638. DOI: 10.1038/nmat961.

10. Bagalkot V., Zhang L., Levy-Nissenbaum E., Jon S., Kantoff P.W., Langer R., Farokhzad O.C. Quantum dot-aptamer conjugates for synchronous cancer imaging, therapy, and sensing of drug delivery based on bifluorescence resonance energy transfer. Nano Lett. 2007. V. 7. N 10. P. 3065-3070. DOI: 10.1021/ nl071546n.

11. Ghosh D., Chattopadhyay N. Gold and silver nanoparticle based superquenching of fluorescence: A review. J. Lumin. 2015. V. 160. P. 223-232. DOI: 10.1021/nn7001954.

12. Крутяков Ю.А., Кудринский А.А., Оленин А.Ю., Лисичкин Г.В. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы. Успехи химии. 2008. Т. 77. № 3. C. 242-269. Krutyakov Y.A, Kudrynskiy A.A, Olenin A.Y., Lisichkin G.V. The synthesis and name of silver nanoparticles: achievements and prospects. Usp. Khim. 2008. V. 77. N 3. P. 242-269 (in Russian).

13. Stranik O., Nooney R., McDonagh C., MacCraith B.D. Optimization of nanoparticle size for plasmonic enhancement of fluorescence. Plasmonics. 2007. V. 2. N 15. P. 15-22. DOI: 10.1007/s11468-006-9020-9.

14. Asian K., Gryczynski I., Malicka J., Matveeva E., Lakowicz J.R., Geddes C.D. Metal-enhanced fluorescence: an emerging tool in biotechnology. Curr. Opin. Biotechnol. 2005. V. 16. P. 55-62. DOI: 10.1016/j.copbio.2005.01.001.

15. Векшин Н.Л. Флуоресцентная спектроскопия биополимеров. Пущино: ООО «Фотон-век», 2008. 168 с. Vekshin N.L. Fluorescence spectroscopy of biomacromolecules. Push-chino: OOO «Foton-vek». 2008. 168 p. (in Russian).

16. Oliveira E., Nunez C., Santos H.M., Fernandez-Lodeiro J., Fernandez-Lodeiro A., Capelo J.L., Lodeiro C. Revisiting the use of gold and silver functionalised nanopar-ticles as colorimetric and fluorometric chemosensors for metal ions. Sens. Actuators. B. 2015. V. 212. P. 297-328. DOI: 10.1016/j.snb.2015.02.026.

17. Беспалов А.В., Иванова Я.О. Получение и устойчивость наноразмерных частиц серебра и палладия в среде ^^диметилформамида, стабилизированных простым полиэфиром Лапрол 5003. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2019. Т. 62. Вып. 5. С. 50-55. DOI: 10.6060/ivkkt.20196205.5683.

Bespalov A.V., Ivanova Ya.O. Preparation and stability of silver and palladium nanoparticles stabilizedby polyether Laprol 5003 in N,N-dimethylformamide media. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 5. P. 50-55 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196206.5816.

18. Wang P., Wu T.-H., Zhang Y. Novel silver nanoparticle-en-hanced fluorometric determination of tetracyclines in aqueous solutions. Talanta. 2015. V. 126. P. 175-180. DOI: 10.1016/j.talanta.2015.07.065.

19. Tan H., Chen Y. Silver nanoparticle enhanced fluorescence of europium (III) for detection of tetracycline in milk. Sens. Actuators. B. 2012. V. 173. P. 262-267. DOI: 10.1016/j.snb.2012.06.090.

20. Yang X, Zhu S., Dou Y., Zhuo Y., Luo Y., Feng Y. Novel and remarkable enhanced-fluorescence system based on gold nanoclusters for detection of tetracycline. Talanta. 2014. V. 122. P. 36-42. DOI: 10.1016/j.talanta.2013.12.008.

21. Wang P., Hong Q., Liu M., Yuan H., Peng Y., Zhao J. Rapid detection of doxycycline content in duck meat by using silver nanoparticles and alkylphenols polyoxyeth-ylene enhanced fluorescence of europium complex. Spec-trosc. Lett. 2016. V. 49. N 9. P. 563-567. DOI: 10.1080/ 00387010.2016.1167088.

22. Lee P.C., Meisel D. Adsorption and surface-enhanced raman of dyes on silver and gold sols. J. Phys. Chem. 1982. V. 86. P. 3391-339. DOI: 10.1021/j100214a025.

23. Смирнова Т.Д., Штыков С.Н., Кочубей В.И., Хряч-кова Е.И. Перенос энергии возбуждения в хелате европия с доксициклином в присутствии второго лиганда в мицел-лярных растворах неионогенных ПАВ. Оптика и спектроскопия. 2011. Т. 110. № 1. С. 65-71. DOI: 10.1134/ S0030400X1101019X.

Smirnova T.D., Shtykov S.N., Kochubei V.I., Khryach-kova E.S. Excitation energy transfer in europium chelate with doxycycline in the presence of a second ligand in micellar solutions of nonionic surfactants. Opt. Spectros. 2011. V. 110. N 1. P. 60-66. DOI: 10.1134/S0030400X1101019X.

Поступила в редакцию 15.04.2020 Принята к опубликованию 15.10.2020

Received 15.04.2020 Accepted 15.10.2020

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.