Научная статья на тему 'Инверсионная вольтамперометрия для определения цефалексина в лекарственных препаратах, применяемых в ветеринарии'

Инверсионная вольтамперометрия для определения цефалексина в лекарственных препаратах, применяемых в ветеринарии Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
361
108
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ / МЕТОДИКА / АНТИБИОТИК / ЦЕФАЛЕКСИН / VOLTAMMETRY / TECHNIQUE / ANTIBIOTIC / CEPHALEXIN

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Дерябина В. И., Фам Кам Ньунг, Акенеев Ю. А., Щукина Т. И., Сафонов Д. Н.

В России зарегистрированы препараты на основе цефалексина, которые производств России, республике Беларусь, Испании, Китае и Индии. При наличии огромного выбора лекарственных средств, практически не решается проблема их фальсификации, которая усугубляется тем, для ряда антибиотиков, в том числе цефалексина, существующие методы анализа не вполне отвечают современным требованиям. Для определения цефалоспоринов в различных объектах используют иммунологические и микробиологические экспресс-тесты, оптические и хроматографические методы. В качестве альтернативы им могут выступить варианты методов вольтамперометрии (ВА). Метод ВА с учетом невысокой стоимости анализа и оборудования сочетает большие информационные возможности с простотой процесса измерения сигнала, поскольку полученная вольтамперная характеристика используется как для идентификации вещества, так и для определения его концентрации. А именно, положение аналитического сигнала (Еп) дает качественную характеристику, а его высота количественную. Цель наших исследований разработка вольтамперометрического метода измерения цефалексина и методики его определения в лекарственных препаратах, применяемых в ветеринарии. В ходе изучения модельных растворов установлены рабочие условия получения аналитического сигнала антибиотика на ртутно-пленочном электроде: потенциал электролиза минус (0,35 ± 0,05) В, фоновый электролит0,1 моль/дм 3 цитрата натрия(№ 3С 6Н 5Р 7). Концентрацию антибиотика определяли методом добавок аттестованных смесей по высоте пика тока в диапазоне потенциала минус (0,60 ± 0,05) В. Методика вольтамперометрического определения цефалексина в водных растворах лекарственных препаратов, используемых в ветеринарии, применима в диапазоне содержания антибиотика от0,1 до 2,0 г/дм 3 (Srне более 15 %). Она проста в исполнении, не требует большихзатрати может быть использована при выявлении фальсифицированных препаратов, содержащих цефалексин.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Дерябина В. И., Фам Кам Ньунг, Акенеев Ю. А., Щукина Т. И., Сафонов Д. Н.

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

STRIPPING VOLTAMMETRY FOR DETERMINATION OF CEPHALEXIN DRUGS USED IN VETERINARY MEDICINE

Cephalexin-based drugs, produced in Russia, Belarus, Spain, China and India are registered in Russian Federation. Also a wide choice of products, the problem of drugs adulteration is not practically solved. This problem is compounded by the fact that for a number of antibiotics, including cephalexin are not developed control methods and standards. For the determination of cephalosporins in various objects immunological and microbiological express-tests, optical and chromatographic methods are using. Different variants of voltammetry (VA) may be used as alternative ones. VA method has the analysis and equipment low cost and combines a high information capacity with the simplicity of the signal measurement, because received voltammetric characteristic is used for identifying of substance as well as determination of its concentration. Namely, the position of the analytical signal (Ep) gives a qualitative characteristic, and its height quantitative. The aim of our work was to develop a voltammetric method for determination of cephalexin and analytical procedures for its control in pharmaceuticals used in veterinary medicine. During the study of model solutions the working conditions to obtain an analytical signal of the antibiotic at mercury-film electrode are determined: the potential electrolysis minus (0,35 ±0,05) V in supporting electrolyte 0.1 mol/dm 3 sodium citrate. Antibiotic concentration was determined by addition of certified mixtures and measuring of peak height in a potential range of minus (0,60±0,05)V. At the base on the fulfilled research for the first time developed voltammetric procedure for determination of cephalexin in aqueous solutions of drugs used in veterinary medicine in contents range from 0,1 to 2,0 g/dm 3 (Sr is not more than 15%) has been developed. The method is simple to perform, inexpensive and can be used for the detection of cephalexincontaining drugs counterfeit.

Текст научной работы на тему «Инверсионная вольтамперометрия для определения цефалексина в лекарственных препаратах, применяемых в ветеринарии»

При проведении микробиологического исследования тологических больных животных. При этом они соот-молока, существенные изменения наблюдали только по ветствуют показателям не свежего продукта. степени бактериальной обсемененности. В продукции, Патологические процессы, обусловленные болезнью, полученной от гематологически больных лейкозом коров, влияют на обсемененность туш и органов микроорга-

она была больше, чем в молоке от инфицированных и низмами, что необходимо учитывать при ветеринарноздоровых животных, и превышала 500...1000 тыс./см3. санитарной экспертизе мяса.

Выводы. Проведенные исследования показали, Больной лейкозом крупный рогатый скот в зависимо-что органолептическая оценка мяса зависит от стадии сти от стадии болезни часто служит латентным носителем

развития лейкоза и у животных, убитых в гематоло- некоторых возбудителей пищевых токсикоинфекций и

ческой стадии болезни значительно отклоняется от токсикозов.

нормативных значений. В молоке гематологически больных лейкозом коров,

Наиболее выраженные изменения физико- бактериальная обсемененность выше, чем в продукте,

химических показателей мяса характерны для гема- полученном от инфицированных и здоровых животных.

Литература.

1. Нахмансон В.М. Лейкоз крупного рогатого скота. М.: Агропромиздат, 1986. 220 с.

2. Незавитин А.Г. Наследственная обусловленность устойчивости к инфекции ВЛКРС, лейкозу и влияние некоторых экологических факторов на интерьерные показатели крупного рогатого скота: дис. ...д-ра биол. наук. Новосибирск, 1995.43 с.

3. Донник И.М. Биологические особенности и устойчивость к лейкозу крупного рогатого скота в различных экологических условиях Урала:дис....д-ра биол. наук. Екатеринбург,1997. 371 с.

4. Смирнов Ю.П. Лейкоз крупного рогатого скота в нечерноземной зоне РФ: автореф. дис....д-ра ветеринар. наук. Санкт-Петербург, 1995.43 с.

5. ИвановА.Г. Особенности взаимосвязи проявления туберкулеза, бруцеллеза, лейкоза крупного рогатого скота вхозяйствах Курганской области: автореф. дис. .канд. ветеринар. наук. Новосибирск, 2000. 21 с.

6. Ветеринарное законодательство /под общ. ред. А.Д.Третьякова. М.: Агропромиздат, 1989. Т.4. С. 157-198.

THE VETERINARY AND SANITARY EXAMINATION OF MEAT AND MILK OF PATIENTS AND INFECTED WITH

THE VIRUS LEUKEMIA ANIMALS V.V. Khramtsov, N.A. Osipova, T.A. Agarkova, N.G. Dvoeglazov

Summary. Improving the quality of care, and food and biological value of food, its safety for humans are of great social importance. To monitoring the safety of products of animal origin requires science-based assessment ofthe quality of meat and milk. The article presents a comparison ofthe results of veterinary-sanitary examination of meat and dairy raw materials obtained from cattle RID- negative infected with BLV and hematologic stage of infection. Investigations were carried out in the agricultural enterprises of Khanty- Mansi autonomic region - Yugra. To study the quality indicators, nutritional value and bacteriological assessment of meat and milk using conventional techniques. We found that the organoleptic meat of animals killed in the hematology -stage disease has significant deviations from normal values (elasticity, while aligning holes, the color of muscle tissue, muddy soup sour and unpleasant odor). The examined carcasses (87 %) - slightly crust dries. The amount of moisture in samples of animal meat hematological step leukemia 1,5 times the control. There is a tendency to reduce the calorie content of meat derived from animals gembolnyh respectively, by 15,6% - 32,3 % compared to RID - negative and infected animals. The highest colonization muscle and internal organs was higher in patients hematologically animals (in 2 times Salmonella, Proteus 2,7 times, staphylococci 3,9) compared to the control. Thus, the results of comprehensive studies, it was concluded that the meat obtained from slaughter in hematologic stage bovine leukemia corresponds not fresh. In the study of milk significant changes were observed only in hematological patients with leukemia cows on the degree of bacterial contamination (more than 500-1000 th. /om3).

Key words: veterinary-sanitary expertise, bovine leukosis, the infected animal, the animal, meat, milk, reaction to the peroxidase, pH, primary decomposition of proteins, bacterial dissemination made, the acidity of milk, amino acid composition of milk.

УДК 543.55.054.1

ИНВЕРСИОННАЯ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЦЕФАЛЕКСИНА В ЛЕКАРСТВЕННЫХ

ПРЕПАРАТАХ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В ВЕТЕРИНАРИИ

В.И. ДЕРЯБИНА, кандидатхимических наук, докторант, инженер

Фам Кам Ньунг, кандидат химических наук, научный сотрудник

Ю.А. АКЕНЕЕВ, научный сотрудник Т.И. ЩУКИНА, научный сотрудник Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Д.Н. САФОНОВ, аспирант

Сибирский НИИ сельского хозяйства и торфа Россель-хозакадемии

E-mail: [email protected]

Резюме. В России зарегистрированы препараты на основе цефа-лексина, которые производств России, республике Беларусь, Испа-

нии, Китае и Индии. При наличии огромного выбора лекарственных средств, практически не решается проблема их фальсификации, которая усугубляется тем, для ряда антибиотиков, в том числе цефалексина, существующие методы анализа не вполне отвечают современным требованиям. Для определения цефалоспоринов в различных объектах используют иммунологические и микробиологические экспресс-тесты, оптические и хроматографические методы. В качестве альтернативы им могут выступить варианты методов вольтамперометрии (ВА). Метод ВА с учетом невысокой стоимости анализа и оборудования сочетает большие информационные возможности с простотой процесса измерения сигнала, поскольку полученная вольтамперная характеристика используется как для идентификации вещества, так и для определения его концентрации. А именно, положение аналитического сигнала (Еп) дает качественную характеристику, а его высота - количественную. Цель наших исследований - разработка вольтамперометрического метода измерения цефалексина и методики его определения в лекарственных препаратах, применяемых в ветеринарии. В ходе

изучения модельных растворов установлены рабочие условия получения аналитического сигнала антибиотика на ртутно-пленочном электроде: потенциал электролиза минус (0,35 ± 0,05) В, фоновый электролит0,1 моль/дм3 цитрата натрия(Ыа3С6Н507). Концентрацию антибиотика определяли методом добавок аттестованных смесей по высоте пика тока в диапазоне потенциала минус (0,60 ± 0,05) В. Методика вольтамперометрического определения цефалексина в водных растворах лекарственных препаратов, используемых в ветеринарии, применима в диапазоне содержания антибиотика от0,1 до 2,0 г/дм3 (Srне более 15 %). Она проста в исполнении, не требует большихзатрати может быть использована при выявлении фальсифицированных препаратов, содержащих цефалексин. Ключевые слова: вольтамперометрия, методика, антибиотик, цефалексин

Цефалексин - цефалоспориновый антибиотик первого поколения. Он обладает широким спектром действия, активно используется при лечении, как людей, так и животных. Имеет противопоказания и побочные эффекты [1, 2].

На сегодняшний день рынок антибиотиков, применяемых в животноводстве огромен. В России зарегистрированы препараты на основе цефалексина как отечественных, так и зарубежных (республика Беларусь, Испания, Китай, Индия и др.) производителей. Однако при таком огромном выборе лекарственных средств практически не решается проблема их фальсификации, которая усугубляется еще и тем, что для ряда антибиотиков, в том числе цефалексина, существующие методы анализа не вполне отвечают современным требованиям.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует создавать жесткую систему контроля использования антибиотиков в сельском хозяйстве. Поэтому на сегодняшний день остростоитвопросопределения подлинности и количественной оценки антибиотиков, применяемых в АПК.

Для определения цефалоспоринов в различных объектах огромной популярностью пользуются иммунологические и микробиологические экспресс-тесты, которые удобны и просты в применении, не требуют дополнительного оборудования, позволяют проводить анализ в полевых условиях [3, 4]. Однако они малоспецифичны.

Применение оптических и хроматографических методов [5.. .7] ограничено из-за высокой стоимости оборудования и самого анализа.

Альтернативой перечисленным подходам может выступить вольтамперометрия (ВА), методы которой сочетают высокие информационные возможности с простотой процесса измерения сигнала при относительной дешевизне анализа и оборудования.

Цель наших исследований заключалась в разработке вольтамперометрического метода измерения цефалексина и методики его определения в лекарственных препаратах, применяемых в ветеринарии.

Условия, материалы и методы. Работа выполнена на вольтамперометрическом анализаторе «СТА», представляющем собой прибор, состоящий из электронного блока и измерительного блока с тремя электрохимическими ячейками в комплекте с 1ВМ-совместимым компьютером, на котором установлен пакет программ «СТА».

Измерения проводили в двух электродной системе. Кислород из фонового электролита удаляли азотом. Индикаторным электродом служил ртутно-пленочный электрод (РПЭ) с рабочей поверхностью 73 мм2 и сопротивлением не более 1,0 кОм. Электрод сравнения - хлоридсеребряный в насыщенном растворе хлорида калия с сопротивлением не более 3,0 кОм.

Основной раствор, содержащий 1000,0 мг/дм3 цефалексина (ЦФ), готовили растворением навески фармакопейного препарата сухого порошка (с содержанием основного вещества не менее 99,5 %) в бидистиллированной воде.

0,35 В, т = 60 с, 0,1 моль /дм3 N8.30^0^ рН = 4,5.

Рабочие растворы - аттестованные смеси (АС) получали последовательным разбавлением в бидистиллированной воде основных растворов. Модельные растворы готовили из рабочих растворов. Все остальные реактивы имели квалификацию ч.д.а. или ос.ч.

Массовую концентрацию антибиотика рассчитывали методом добавки АС цефалексина в анализируемый раствор.

Исследования по выбору рабочих условий (состав и рН фонового электролита, потенциал электролиза) для ВА-определения ЦФ проводили на модельных растворах. Важный фактор при определении антибиотика - кислотность среды, которая влияет не только на скорость электродного процесса, но и на его механизм. Изменение рН фонового электролита приводило либо к изменению формы пика, либо к его смещению.

Для выбора фонового электролита исследовали 0,1 моль/дм3 растворы с различным рН: (ЫН4)2804, КС1, Ыа3С6Н507 С6Н807 2НЫ3, С4Н506Ыа-Н20, С4Н606, СКН8О7,

365 7, 687 3’ 456 2’ 46 6 68 7’

буферный раствор Бриттона-Робинсона и цитратно-фосфатные буферные смеси (0,2 моль/дм3 Ыа2 НРО4 и 0,1 моль/дм3 Н3С6Н507).

-0.7 70 В • и -0.500 в|

% г— 3.580 и А 0.04$ В 1 ,500 В Г /

$ 8

}

Л /

/ —" ’

/ 77

/ 1 1/ /

N \ 1

--

% со

О! гч

Рис. 2. Вольтамперограммы цефалексина: 1- Фон: 0,1 моль /дм3 N8^,0 2 - С (Цф) = 0,2 г/дм3; 3 - С(ЦФ) = 0,4 г/дм3.

Таблица 1. Содержание цефалексина в препаратах (Р = 0,95, n =3)

Содержание ЦФ, мг/г

Препарат Заявлено производи- телем Опреде- лено

«Цефалекс 50», SP Veterinaria, Sa, Испания 0,50 0,45 ± 0,06

«Цефален 500», ICF Srl In-dustria Chimica Fine, Италия 0,50 0,51± 0,07

«Цефалексин» Xian Shunyi Bio-Chemical Technology Co., Ltd.. Китай 0,99 0,93 ± 0,09

Таблица 2. Результаты проверки правильности разработанной ВА- методики методом «введено-найдено», (Р = 0,95, п =3)

Содержание ЦФ, мг/дм3

Объект в пробе\ Введено Найдено

Цефалекс 50» - 1% Не введено 4,8 І Q,5

раствор 5,Q 1,0 14 І 1

«Цефален 500» - Не введено 9 І1

2% раствор 1Q,Q 1,0 2Q І 2

«Цефалексин» - 1% Не введено 9,3 Ю,9

раствор 5,Q 1,0 19 І 2

Проверку правильности разработанной ВА-методики определяли путем анализа препаратов с заявленным содержанием цефалексина.

Результаты и обсуждение. Хорошо воспроизводимые сигналы антибиотика регистрировали в 0,1 моль/дм3 растворе цитрата натрия ^а3С6Н507) при рН 4,5 и потенциале электролиза Еэ = - 0,35 В. В таких условиях была получена градуировочная зависимость ЦФ (рис. 1).

Результаты исследований свидетельствуют, что линейная зависимость градуировочного графика сохраняется в диапазоне концентраций от 0,1 до 2,0 г/дм3. При более высоком содержании ЦФ наблюдается отклонение от линейности, что, вероятно, связано с насыщением поверхности индикаторного электрода.

На полученной в таких условиях вольтамперограмме (график 2) видно, что при потенциале минус 0,60 В наблюдается хорошо выраженный пик, который увеличивается от добавки АС цефалексина. Аналитический сигнал антибиотика увеличивается пропорционально введенным концентрациям (график 3), что свидетельствует о возможности количественной оценки его содержания.

На основании полученных результатов предложен алгоритм методики определения цефалексина. При ее реализации на стадии пробоподготовки в мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают навеску препарата массой 1,0...2,0 г и добавляют до метки дистиллированной воды. Полученную смесь хорошо перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр или центрифугируют (10 мин.,

6000 об/мин). Затем в чистый кварцевый стаканчик вносят 1.2 см3 аликвоты полученного раствора, добавляют 8.9 см3 бидистиллированной воды и 0,3 г соли цитрата натрия. Полученный раствор перемешивают до полного растворения соли. Стаканчик с подготовленной пробой помещают в ячейку анализатора «СТА».

Вольтамперометрический метод измерения цефалек-сина основан на способности антибиотика восстанавливаться на поверхности электрода при потенциале минус (0,35 ± 0,05) В на фоне 0,1 моль/дм3 раствора цитрата натрия в отсутствии кислорода, с последующей регистрацией пиков в диапазоне потенциалов от - 0,3 до - 0,9 В.

Методом добавок аттестованных смесей мы определяли концентрацию антибиотика по высоте пика тока в диапазоне потенциала минус (0,60 ± 0,05) В.

В ходе проверки было установлено, что результаты исследований, проведенных по новой методике, согласуются с данными, заявленными производителями (табл. 1, 2).

Выводы. Разработана методика вольтампероме-трического определения цефалексина в водных растворах лекарственных препаратов, применяемых в ветеринарии, в диапазоне содержания антибиотика от 0,1 до 2,0 г/дм3 (Бг не более 15 %). При более высоком содержании цефалексина в водном растворе препарата на стадии измерения аналитического сигнала необходимо уменьшить объем аликвоты. Методика проста в исполнении, не требует больших затрат и может быть использована при выявлении фальсифицированных лекарственных средств, содержащих цефалексин.

Литература.

1. Цефалексин. Описание препарата - Электрон. журн.- ияи http://www.webapteka.ru(дата обращения: 12.08.2013)

2. Цефалоспорины - Электрон. журн.- ияи http://vetvrach.info (дата обращения: 12.08.2013)

3. ГОСТ Р 53912-2010 Продукты пищевые. Экспресс-метод определения антибиотиков.

4. Аспандиярова М. Эспресс-метод выявления ингибирующих веществ Переработка молока. 2010. № 4. С. 44 - 45

5. Залесская Г.А., Шахрай С.В., Кучинский А.В. Определение концентрации цефалоспориновыхантибиотиков методом ИК спектроскопии//Журнал прикладной спектроскопии. 2007. № 4. Том 74.

6. Арзамасцев А.П., Дорофеев В.Л., Коновалов А.А., Кочин В.Ю., Лебедева Н.Н., Титов И.В. Экспресс-анализ с целью выявления фальсифицированных лекарственных средств: практическое руководство, фторхинолоны и цефалоспорины М.: Русский врач. 2003. 132 с.

7. Лебедева Н.Н., Шохин И.Е., Кузина В.Н. Методы контроля качества субстанций цефалоспоринов // Фармация. 2011. № 1. С.54 - 56.

STRIPPING VOLTAMMETRY FOR DETERMINATION OF CEPHALEXIN DRUGS USED IN VETERINARY

MEDICINE

V. Deryabina, Pham Сam Nhung, Yu. Akeneev, T. Shchukina, D. Safonov

Summary. Cephalexin-based drugs, produced in Russia, Belarus, Spain, China and India are registered in Russian Federation. Also a wide choice of products, the problem of drugs adulteration is not practically solved. This problem is compounded by the fact that for a number of antibiotics, including cephalexin are not developed control methods and standards. For the determination of cephalosporins in various objects immunological and microbiological express-tests, optical and chromatographic methods are using. Different variants of voltammetry (VA) may be used as alternative ones. VA method has the analysis and equipment low cost and combines a high information capacity with the simplicity of the signal measurement, because received voltammetric characteristic is used for identifying of substance as well as determination of its concentration. Namely, the position of the analytical signal (Ep) gives a qualitative characteristic, and its height - quantitative. The aim of our work was to develop a voltammetric method for determination of cephalexin and analytical procedures for its control in pharmaceuticals used in veterinary medicine. During the study of model solutions the working conditions to obtain an analytical signal of the antibiotic at mercury-film electrode are determined: the potential electrolysis minus (0,35 ±0,05) V in supporting electrolyte 0.1 mol/dm3 sodium citrate. Antibiotic concentration was determined by addition of certified mixtures and measuring of peak height in a potential range of minus (0,60±0,05)V. At the base on the fulfilled research for the first time developed voltammetric procedure for determination of cephalexin in aqueous solutions of drugs used in veterinary medicine in contents range from 0,1 to 2,0 g/dm3 (Sr is not more than 15%) has been developed. The method is simple to perform, inexpensive and can be used for the detection of cephalexin- containing drugs counterfeit.

Keywords: voltammetry, technique, antibiotic, cephalexin

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.