Влияние поверхностного плазмонного резонанса наночастиц серебра на флуоресцентные свойства ципрофлоксацина и его комплексов с ионами РЗЭ

Используемые сокращения 2
Введение 3
1.Обзор литературы 6
1.1. Способы флуориметрического определения фторхинолонов, 6
основанные на измерении собственной флуоресценции 6
1.2Флуориметрические способы определения фторхинолонов с применением НЧ благородных металлов 7
1.3.Флуориметрические способы определения фторхинолонов с использованием поверхностно-активных веществ 10
1.4. Флуориметрическое определение фторхинолонов с использованием сенсибилизированной флуоресценции. 13
3.Обсуждение результатов 3.1 Флуоресцентные свойства ципрофлоксацина Спектры поглощения, флуоресценции ципрофлоксацина 18
3.3. Влияние мицелл поверхностно-активных веществ на флуоресцентные свойства ципрофлоксацина 28
и его комплекса с ионами Tb3+ 28
3.4.Влияние мицелл ПАВ и наночастиц серебра на флуоресцентные свойства комплекса ципрофлоксацина с ионами Tb3+ 31
Заключение: 34
Список литературы 36

Весь текст будет доступен после покупки

Фторхинолоны - одна из важнейших групп антибиотиков, которые выражены противомикробной активностью, не встречаются в природе и являются полностью синтетическими антибиотиками. Однако по широте спектра противомикробного действия, активности, и показаниям к применению ониблизки к природным антибиотикам, но отличаются от них по химической структуре и механизму действия. Выделяют 4 поколения хинолонов: нефторированные (I поколение) и фторированные (фторхинолоны) (II–IV поколения). Ципрофлоксацин относится ко II поколению хинолонов. Ципрофлоксацин (ЦФ) является производным 4-хинолон-3-карбоновой кислоты, широко используемых в клинической практике. Введение фтора в положение 6 и пиперазина в положение 7 хинолонового цикла позволило получить соединения с очень широким спектром антибактериального действия, относительно малой токсичностью, низкой способностью вырабатывать лекарственную устойчивость у бактерий. Фторхинолоны активно используются в качестве добавок к кормам в животноводстве, птицеводстве, рыбном хозяйстве [1-3], однако превышение определенного уровня его содержания в пищевой продукции может вызвать аллергические реакции у потребителя. Известно, что зависимость бактерицидного действия хинолонов от их концентрации носит «парадоксальный характер», суть которого заключается в увеличении количества выживших бактерий при достижении определенной концентрации препарата в организме. При действии фторхинолонов количество выживших бактерий меньше, однако, и для них эта необычная зависимость сохраняется. В этой связи для достижения положительного результата в лечебной практике и профилактике заболеваний в животноводстве и птицеводстве необходим контроль за содержанием ЦФ и ЭФ в фармпрепаратах, биологических жидкостях, тканях организма и пищевой продукции. В последние годы в различных исследованиях, в том числе и аналитических, благодаря высокой чувствительности и простоте использования наблюдается рост флуориметрического метода анализа. Появляются новые подходы, позволяющие дополнительно улучшить метрологические характеристики флуориметрического исследования фторхинолонов и повысить интенсивность аналитического сигнала и его избирательность. Одним из них является измерение сенсибилизированной флуоресценции в результате обменно-резонансного или индуктивно-резонансного переносов энергии в аналитических системах. В последнее время особенно актуально применение наноматериалов, используемых в качестве нанореакторов или участников пары донор-акцептор энергии электронного возбуждения и
способствующих повышению сигнала сенсибилизированной флуоресценции.
Использование сенсибилизированной флуоресценции дает ряд преимуществ перед другими методами анализа, заключающихся в простоте методики, широком диапазоне определяемых концентраций, высокой селективности определения, низких пределах обнаружения, позволяющих не только определять указанные ФХ, но и изучать их фармакокинетику в организме.
Целью настоящей работы является изучение влияния поверхностного плазмонного резонанса наночастиц серебра и мицелл ПАВ на интенсивность сенсибилизированной флуоресценции тербия в его комплексах с ципрофлоксацином и возможности применения аналитической системы в анализе.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующиезадачи:
1) Изучить оптические свойства ципрофлоксацина в водных и мицеллярных средах;
2) Рассмотреть механизм переноса энергии возбуждения в комплексе ципрофлоксацина с ионами европия и тербия;
3) изучить влияние наночастиц серебра на флуоресцентные свойства ципрофлоксацина и его комплексов с ионами РЗЭ;
4) изучить влияние наночастиц серебра на флуоресцентные свойства ципрофлоксацина и его комплекса с ионами Tb?? в мицеллярных средах.

Весь текст будет доступен после покупки

1.Обзор литературы
1.1. Способы флуориметрического определения фторхинолонов,
основанные на измерении собственной флуоресценции
В литературе представлено за последние пять лет небольшое количество способов определения фторхинолонов, основанное на измерении собственной флуоресценции антибиотиков. В работе [4] показана возможность определения ЛФ в фармацевтических препаратах и моче человека с пределом обнаружения - 0.46 нг/мл (?возб=240-370 нм, ?фл=380-550 нм) [4]. Хемилюминесцентное определение ЛФ предполагает образование флуоресцирующего комплекса с переносом заряда фторхинолона и хлоранила [5]. В работе [6] предложено определение шести фторхинолонов в присутствии глутаминовой кислоты и показано, что кислота в определенных условиях тушит собственную флуоресценцию фторхинолонов. При этом фторхинолоны в растворе находятся в протонированном или депротонированном состоянии в зависимости от кислотности среды.
В работе [7] представлена методика определения ЛФ с использованием организованных сред. Интенсивность флуоресценции значительно возрастает в среде метил-?-циклодекстрин-ЦТАБ. В слабокислой среде (рН=4,5) линейный диапазон определяемых концентраций левофлоксацина составляет 0,040 – 4,0 мкг/мл.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Mellgren C., Sternesjo A. // J. Assoc. Off. Anal. Chem. Int. 1998. V. 81 № 2. P.394
2. Strelevitz T. J., Linhares M.C. // J. Chromatogr. B. 1996. V. 675. P. 243.
3. Roudaut B., Yorke J. - C. // J. Chromatogr. B. 2002. V. 780. P. 481.
4. Arnaldo Peixoto Da Silva, Aderval Severino Luna Spectrofluorimetric Determination of Levofloxacin in pharma ceuticalsand in humanurine // Pharmaceuticls Analysis. 2012. Vol. 2, № 1. P. 147-158.
5. Jasmin Shah, Rasul Jan M. Sensitive Spectrofluorimetric Method for Determination of Fluoroquinolones through Charge-Transfer Complex Formation // Amer. J. Anal. Chem. 2013. Vol. 4. P. 521-530.
6. Ferrie R. P., Hewitt G. E., Anderson B. D. A Fluorescence Quenching Analysis of the Binding of Fluoroquinolones to Humic Acid //Applied spectroscopy. – 2017. – V. 71. – №. 11. – P. 2512-2518.
7. Ren Q., Zhu X. Methyl-?-cyclodextrin/cetyltrimethyl ammonium bromide synergistic sensitized fluorescence method for the determination of levofloxacin //J. of fluorescence. – 2016. – V. 26. – №. 2. – P. 671-677.
8. Kamruzzaman M. et al. Spectrofluorimetric quantification of bilirubin using yttrium–norfloxacin complex as a fluorescence probe in serum samples //Journal of Luminescence. – 2012. – Т. 132. – №. 11. – С. 3053-3057.
9. Saeed Ahmad Khan. Metal nanoparticles toxicity: role of physicochemical aspects, In Micro and Nano Technologies, Elsevier, 2020, Pages 1-11.
10. Farooq, S. and Nunes, F. D., Photonics Nanostruct., 2018, vol. 31, p. 160.
11. Cesca, T., Michieli, N., Kalinic, B., Balasa, I. G., Rangel-Rojo, R., Reyes-Esquedac, J. A., and Matteia, G., Mater. Sci. Semicond. Процесс., 2019, т. 92, с. 2.
12. Желобицкая Елена Александровна. Флуориметрическое определение антибиотиков тетрациклинового, фторхинолонового рядов и флуниксина с использованием нанообъектов: диссертация, Место защиты: ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского», 2018.
13. V. V. Mokashi, A. H. Gore, V. Sudarsan, M. C. Rath, S. H. Han, S. R. Patil, G. B. Kolekar, J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 113 (2012) 63.
14. D. Ghosh, A. Girigoswami, N. Chattopadhyay, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 242 (2012) 44.
15. Смирнова Т. Д., Желобицкая Е. А., Данилина Т. Г.,Изв. Саратов.ун-т им. Сер. Хим. Ekol. Биол., 2017, том 17, № 4, с. 371.
16. Смирнова Т.Д, Желобицкая Е.А, Данилина Т.Г. Влияние поверхностного плазмонного резонанса на флуориметрические свойства молекул и комплексов. Известия Саратовского Университета. 2017.
17. Yao, T., Wang, H., Si, X., Yin, S., Wu, T., andWang, P., OpenChem., 2018, vol. 16, p. 1122.
18. Yina, S.-N., Yaoa, T., Wub, T.-H., Zhangc, Y., and Wang, P.,Talanta, 2017, vol. 174, p. 14.
19. V. V. Mokashi, A. H. Gore, V. Sudarsan, M. C. Rath, S. H. Han, S. R. Patil, G. B. Kolekar, J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 113 (2012) 63
20. D. Ghosh, A. Girigoswami, N. Chattopadhyay, J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 242 (2012) 44.
21. Diana Vilela, Maria Cristina Gonzalez, Alberto Escarpa, Sensing colorimetric approaches based on gold and silver nanoparticles aggregation: Chemical creativity behind the assay. A review, AnalyticaChimicaActa,Volume 751,2012, P. 24-43.
22. Yin S. N. et al. Novel metal nanoparticle-enhanced fluorescence for determination of trace amounts of fluoroquinolone in aqueous solutions //Talanta. – 2017. – V. 174. – P. 14-20
23. Li, Z., Cui, Z., Tang, Y.et al.Fluorometric determination of ciprofloxacin using molecularly imprinted polymer and polystyrene microparticles doped with europium(III)(DBM)3phen.MicrochimActa186,334 .
24. Md.A. Hoque, Md.M. Alam, Md.R. Molla, S. Rana, M. Rub, Md A. Halim, A. Khan Md, A. Ahmed, Effect of salts and temperature on the interaction of levofloxacin hemihydrate drug with cetyltrimethyl ammonium bromide: Conductometric and molecular dynamics investigation, J. Mol. Liq. 244 (2017) 512–520.
25. Md.F. Nazar, F. Mukhtar, S. Chaudry, A. SajidMehmoodMd, Awais Asif, Usman Ali Rana, Biophysical probing of antibacterial Gemifloxacin assimilated in surfactant mediated molecular assemblies, J. Mol. Liq. 200 (2014) 361–368.
26. M. Dasgupta, E. Judy, N. Kishore, Partitioning of anticancer drug 5-fluorouracil in micellar media explored by physicochemical properties and energetics of interactions: quantitative insights for implications in drug delivery, Colloids Surf B Biointerfaces. (2019).
27. L. Pathania, S. Chauhan, Aggregation and interactional behavior of cationic surfactants in the presence of cephalosporin drug: a thermo-acoustic and spectroscopic approach, J. Mol. Liq. (2019).
28. A. Ghasemi, A. Bagheri, Effects of alkyl chain length on synergetic interaction and micelle formation between a homologous series of n alkyl trimethylammoniumbromides and amphiphilic drug propranolol hydrochloride, J. Mol. Liq. (2019)
29. M. Dasgupta, E. Judy, N. Kishore, Partitioning of anticancer drug 5-fluorouracil in micellar media explored by physicochemical properties and energetics of interactions: quantitative insights for implications in drug delivery, Colloids Surf B Biointerfaces. 187 (2019) 110730–110740.
30. L. Russo, V. Berardi, F. Tardani, C. La Mesa, G. Risuleo, Delivery of RNA and its intracellular translation into protein mediated by SDS-CTAB vesicles: potential use in nanobiotechnology, Biomed. Res. Int. 2013 (2013) 1–6.
31. Amjadi M., Farzampour L. Fluorescence quenching of fluoroquinolones by gold nanoparticles with different sizes and its analytical application //J. of Luminescence. – 2014. – V. 145. – P. 263-268.
32. A. Mukhija, N. Kishore, Drug partitioning in individual and mixed micelles and interaction with protein upon delivery form micellar media, J. Mol. Liq. 265 (2018) 1–15, https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.05.107.

33. M. Jabbari, A. Jabbari, Antioxidant potential and DPPH radical scavenging kinetics of water-insoluble flavonoid naringenin in aqueous solution of micelles, Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. 489 (2016) 392–399.
34. Смирнова Т.Д. Автореферат " Флуориметрические методы определения некоторых биологически активных веществ с использованием переноса энергии и организованных сред. 2012г.

35. Movaghati, S.; Moosavi-Movahedi, A. A.; Khodagholi, F.; Digaleh, H.; Kachooei, E.; Sheibani, N. Sodium Dodecyl Sulphate Modulates the Fibrillation of Human Serum Albumin in a Dose-Dependent Manner and Impacts the PC12 Cells Retraction. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 2014, 122, 341–349.
36. Kodavanti, P. R. S.; Loganathan, B. G. Organohalogen Pollutants and Human Health. In International Encyclopedia of Public Health; Elsevier, 2017; pp 359–366.
37. Ajjan, C. A., Hussam, A., & Foster, G. (2020).The Binding of Ciprofloxacin with Perfluorooctanesulfonic Acid (PFOS): Fluorescence and pH Studies. Contaminants in Our Water: Identification and Remediation Methods, 143–166.
38. Nazar, M. F., Azeem, W., Rana, U. A., Ashfaq, M., Lashin, A., Al-Arifi, N., … Mahmood, A. (2016).pH-dependent probing of levofloxacin assimilated in surfactant mediated assemblies: Insights from photoluminescent and chromatographic measurements. Journal of Molecular Liquids, 220, 26–32.
39. V. Kergaravat and Rafael Althaus and Silvia Raquel Hern. Screening fluorescent method for the fluoroquinolone family in groundwater samples from intensive livestock production systems, International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 2018, 1063 - 1079.
40. K. TayebCherif, J. Peris-Vicente, S. Carda-Brochand J. Esteve-Romero, Anal. Methods 7, 6165 (2015).
41. D. Terrado-Campos, K. Tayeb-Cherif, J. Peris-Vicente, S. Carda-Broch and J. Esteve-Romero, Food Chem 221, 1277 (2017).
42. Z. Yu, A. Yediler, M. Yang and S. Schulte-Hostede, J. Environ. Sci 24, 435 (2012).
43. Xu X. et al. Rapid screening detection of fluoroquinolone residues in milk based on turn-on fluorescence of terbium coordination polymer nanosheets //Chinese Chemical Letters. – 2018.
44. Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Химический университет. Синтез и свойства наночастиц серебра: достижения и перспективы. Ю.А.Крутяков, А.А.Кудринский, А.Ю.Оленин, Г.В.Лисичкин. 2008.

45. Данилина Т. Г., Смирнова Т. Д., Брышкина А. Д., Левина Н. А., Неврюева Н. В. Влияние мицелл поверхностно-активных веществ на флуоресцентные свойства комплекса иттрия с левофлоксацином // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2019. Т. 19, вып. 4. С. 372-378.

46. MalgorzataKaczmarek. Lanthanide-sensitized luminescence and chemiluminescence in the systems containing most often used medicines; a review,
Journal of Luminescence, Volume 222, 2020.

47. X. Qin, X. Liu, W. Huang, M. Bettinelli, X. Liu, Lanthanide-Activated phosphors based on 4f-5d optical transitions: theoretical and experimental aspects, Chem. Rev. 117 (2017) 4488–4527.

48. M. Kamruzzaman, A.-M. Alam, S.H. Lee, Y.H. Kim, S.H. Kim, G.-M. Kim, Spectrofluorimetric determination of sparfloxacin using europium(III) as a fluorescence probe in micellar medium, Bull. Kor. Chem. Soc. 33 (2012) 105–110.

49. Tyczkowska K.L., Voyksner R.D., Anderson K.L. // J. Chromatogr. B. 1994. V. 658. P. 341.
50. Groeneveld A.J.N., Brouwers J.R.B.J. // Pharm. Weekbl. Sci. Ed. 1986. V.8. P. 79.
51. Бельтюкова С.В., Егорова А.В., Теслюк О.И. // Журн. аналит. химии. 2000. Т.55. №7. С.760.
52. Roy S.M., Roy D.R. Levofloxacin capped Ag-nanoparicles: A new highly selective sensor for cation sunder joint experimental and DFT investigation // SpectrochimicaActa Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2017. Vol. 179. P. 178–187.
53. Maciuca A.-M., Munteanu A.C., Uivarosi V. Quinolone complexes with lanthanide ions: An insight into their analytical applications and biological activity // Molecules. 2020. V. 25. P. 1347.
54. Т. Д. Смирнова, Т. Г. Данилина, Т. Ю. Русанова, Н. А. Симбирева. Влияние серебряных наночастиц на флуоресцентные свойства левофлоксацина в присутствии ионов иттрия (III) в водных и мицеллярныхсредах поверхностно-активных веществ. Журнал аналитической химии, 2021, T. 76, № 1, стр. 67–73.
55. Левина Н.А. Флуориметрические свойства энрофлоксацина и его комплексов с ионами иттрия в водных и мицеллярных средах: Автореферат бакалаврской работы. Саратов 2019. с 9.

Весь текст будет доступен после покупки