Аналитическая химия из шпината
Аналитическая химия из шпината
17 апреля 2021
Хлорофилл поможет определять концентрацию антибиотика.
Одна из серьёзных угроз населению земли – растущая устойчивость болезнетворных микробов к лекарствам, так именуемая антибиотикорезистентность. Имеющиеся антимикробные препараты стают неэффективными, а учёные не успевают разрабатывать новейшие лекарства. Неувязка касается не только лишь здоровья людей – больше половины производимых в мире бактерицидных средств приходится на животноводство. В итоге лекарства скапливаются в окружающей среде, попадая в том числе и в продукты питания. Чтоб верно оценивать масштаб задачи, необходимо уметь определять концентрацию лекарств в самых различных природных объектах. Такие способы, очевидно, уже издавна есть, но постоянно охото создать анализ проще и дешевле.
Хлорофилл из листьев шпината в ряде всевозможных случаев может поменять дорогостоящие реактивы для определения концентрации неких лекарств. Фото: Daniella Segura/Flickr.com
Открыть в полном размере
‹
›
Исследователи с кафедры аналитической химии хим факультета МГУ предложили применять для определения лекарств из группы аминогликозидов обыденный хлорофилл – зелёный пигмент растений. В качестве примера такового определения в статье, размещенной в журнальчике ACS Sustainable Chemistry and Engineering, они обусловили в моче концентрацию антибиотика неомицина.
Как молвят создатели работы, для такового анализа не требуется никаких подготовительных операций, довольно только разбавить анализируемый объект в пару раз водой и смешать с веществом хлорофилла (его выделяли из замороженного шпината) и противоиона – поверхностно-активного вещества наподобие тех, что входят в состав моющих средств. Сосуд с веществом облучают светом бардовых светодиодов (наподобие фитоламп для выкармливания рассады, но без голубого цвета). Измерения проводят в инфракрасном спектре, в каком хлорофилл сияет при облучении красноватым светом. Для измерений можно применять не дорогостоящие приборы, а обыденный цифровой фотоаппарат, но с необыкновенным светофильтром – пропускающим лишь инфракрасный свет.
Может появиться вопросец, почему ранее никто не пробовал применять сам хлорофилл как аналитический реагент. Дело в том, что незадолго до выполнения описанной работы создатели нашли новейший тип нековалентного взаимодействия (агрегации) частиц в растворе.
«Мы собирались получать синтетические сенсоры для фармацевтических веществ с внедрением цианиновых красителей, получаемых на кафедре мед химии под управлением доцента Татьяны Подругиной. Но всего только перемешав краситель с некими лекарствами в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ), мы узрели сигнал – резкое усиление люминесценции. Не сходу удалось осознать предпосылки этого явления. Равномерно выяснилось, что мы имеем дело с небезынтересным явлением: разгоранием люминесценции красителя в агрегатах», – сказал ведущий научный сотрудник кафедры аналитической химии МГУ Миша Беклемишев.
Вызванная нековалентной агрегацией люминесценция была найдена ещё в конце 2000-х годов. Если встречаются два больших органических иона (один из их быть может фармацевтическим веществом), и у их есть гидрофобные участки (к примеру, углеводородные цепочки), то в воде эти участки обязательно соберутся вкупе, как масляная капля, образуя гидрофобные домены. В эти домены встроится краситель, который сам гидрофобный и отлично ощущает себя в гидрофобном окружении – там он будет сиять при облучении красноватым светом. Нужно увидеть, что излучение красителя инфракрасное – это полезно для приложений таковых систем к звериным и растительным тканям и организмам, которыми красноватое и ИК-излучение поглощается слабее, чем ультрафиолетовое, голубое и зелёное, потому можно визуализировать объект на огромную глубину. Не считая того, не будет мешать собственная люминесценция тканей.
«Отличие наших систем от обрисованных выше в последующем, – ведает соавтор работы, аспирант кафедры аналитической химии хим факультета МГУ Софья Захаренкова. – Оказалось, не непременно встречаться двум ионам обратного знака, чтоб образовался агрегат. Можно применять так именуемую самосборку: заместо 1-го из ионов ввести ПАВ (при этом в низкой концентрации, при которой оно ещё не образует мицелл в растворе). В присутствии лекарства ПАВ собирается в мицеллу, которая и играет роль недостающего противоиона. А далее всё то же самое: образованные углеводородными «хвостами» ПАВ гидрофобные домены охотно воспримут краситель, чтоб он сумел начать сиять».
В процессе работ с цианинами сделалось ясно, что хлорофилл принадлежит к той же группе гидрофобных красителей и должен вести себя аналогичным образом в присутствии большого определяемого вещества (в этом случае – антибиотика неомицина) и пригодного ПАВ. В образующемся агрегате антибиотик – ПАВ – хлорофилл крайний должен люминесцировать. Догадки оправдались. Таковым образом, изготовлен шаг к использованию не синтетических, а «зелёных» (во всех смыслах!) реагентов в хим анализе. Но основное приложение собственных систем исследователи лицезреют не в качестве люминесцентных детекторов, а для визуализации доставки фармацевтических средств в {живых} организмах.
По материалам Пресс-службы МГУ
Источник: