ЦИФРОВАЯ ЦВЕТОМЕТРИЯ ИНДИКАТОРНЫХ ТЕСТ-СИСТЕМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СМАРТФОНА И ХЕМОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТЕТРАЦИКЛИНОВ В ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТАХ
Аннотация
Рассмотрена возможность определения действующих веществ антибактериальных препаратов тетрациклинового ряда (тетрациклин, доксициклин, окситетрациклин, демеклоциклин, метациклин и хлортетрациклин) с использованием цифровой цветометрии твердофазной флуоресценции. Изучена собственная флуоресценция тетрациклинов и сенсибилизированная тетрациклинами флуоресценция европия на целлюлозной бумаге и тонком слое силикагеля. Предложено тест-устройство, состоящее из четырех индикаторных зон. При облучении монохроматическим ультрафиолетовым светом пятен растворов тетрациклинов нанесенных на матрицы разработанной тест-системы, наблюдается желто-зеленая (тетрациклины) и розовая (европий) флуоресценция. Измерение интенсивности флуоресценции на поверхности матриц осуществляли с помощью смартфона в качестве цветорегистрирующего устройства. Для расчета аналитического сигнала (Ar) по базисным компонентам цвета выбрана аддитивная цветовая модель RGB. Показана возможность использования хемометрического анализа, позволяющего сократить время анализа и визуализировать данные исследования. Обработку массива данных проводили методами главных компонент (principal component analysis, PCA), иерархического кластерного анализа (hierarchical clustering analysis, HCA) и метода k-means c использованием программного обеспечения XLSTAT. Установлено, что привлечение хемометрических методов для обработки аналитического сигнала способствует увеличению достоверности идентификации аналитов. Предложен способ идентификации и оценки содержания антибактериальных веществ тетрациклинового ряда в готовых лекарственных препаратах комбинацией методов цифровой цветометрии индикаторных тест-систем и хемометрического анализа. Данный подход отличает экспрессность, простота аппаратурного оформления, доступность используемых материалов и средств обработки данных. Диапазон определяемых содержаний составил 8–500 мкг/мл. Апробация рассмотренного в работе подхода проведена на готовых лекарственных препаратах коммерческого производства. Относительное стандартное отклонение результатов анализа не превышает 0,09.
ВИДЕОАННОТАЦИЯ на канале ChemChemTech Youtube: https://youtu.be/MQohNqkb7FE
на канале ChemChemTech Rutube: https://rutube.ru/video/93b253d133eaccf584b9f1ea7f98ddcf/
Для цитирования:
Амелин В.Г., Шаока З.А.Ч., Большаков Д.С., Третьяков А.В. Цифровая цветометрия индикаторных тест-систем с использованием смартфона и хемометрического анализа при определении тетрациклинов в лекарственных препаратах. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2022. Т. 65. Вып. 7. С. 17-27. DOI: 10.6060/ivkkt.20226507.6568.
Литература
State Pharmacopoeia of the Russian Federation. XIV ed. T. III. Moscow. 2018 (in Russian).
Udalova A.Yu., Dmitrienko S.G., Apyari V.V. Methods for the separation, preconcentration, and determination of tetracycline antibiotics. J. Anal. Chem. 2015. V. 70. N 6. P. 661-676. DOI: 10.1134/S1061934815060180.
Hadi H., Fadhil G. Sensitive spectrophotometric determination of tetracycline hydrochloride indosage forms using sodium nitroprusside and hydroxylamine hydrochloride. ANJS. 2014. V. 17. N 3. P. 53-58. DOI: 10.22401/JNUS.17.3.07.
Tella E.D., Taherunnisa M., Deepthi G.K., Choragudi B.M., Choragudi B.R. Spectrophotometric determination of tetracyclines using p-N,N-dimethylphenylenediamine and sodium metaperiodate. RJC. 2011. V. 4. N 3. P. 539-543.
Ali F., Kamoon R.A. Spectrophotometric determination of tetracycline hydrochloride in pharmaceutical preparations using rhodium (II) as a mediator metal. IJRPC. 2016. V. 6. N 2. P. 249-261.
Othman N.S., Al-Ashow R.J. Spectrophotometric determination of tetracycline by coupling with diazotised 4-aminoantipyrine in presence of cetylpyridinium chloride. Raf. J. Sci. 2012. V. 23. N 2. P. 72-84. DOI: 10.33899/rjs.2012.44397.
Prasad A.R.G., Rao V.S. Spectrophotometric methods for the microdetermination of oxytetracycline and hostacycline. Sci. World J. 2010. V. 5. N 1. P. 1-4. DOI: 10.4314/swj.v5i1.61477.
Rufino J.L., Fernandes F.C.B., Ruy M.S., Pezza H.R., Pezza L. A simple spectrophotometric method for the determination of tetracycline and doxycycline in pharmaceutical formulations using chloramine-T. Eclet. Quím. 2010. V. 35. N 4. P. 139-145. DOI: 10.1590/S0100-46702010000400018.
Abdulghani A.J., Jasim H.H., Hassan A.S. Determination of tetracycline in pharmaceutical preparation by molecular and atomic absorption spectrophotometry and high performance liquid chromatography via complex formation with Au(III) and Hg(II) ions in solutions. Int. J. Anal. Chem. 2013. V. 2013. ID 305124. P. 1-11. DOI: 10.1155/2013/305124.
Fahelelbom K.M.S. Analysis of certain tetracyclines and oxytetracyclines through charge transfer complexation. Am. J. Pharmacol. Toxicol. 2008. V. 3. N 3. P. 212-218. DOI: 10.3844/ajptsp.2008.212.218.
Ali R.J., Hawezy H.J.S., Abdullah M.S. Spectrophotometric determination of tetracycline hydrochloride through coupling with sulphanilic acid. Rasul. J. Ali. 2018. V. 15. P. 15-22. DOI: 10.26505/djm.15024140416.
Hameedi I.T. Determination of tetracycline hydrochloride in pure and pharmaceutical samples via oxidative coupling reaction. Mater. Today: Proceed. 2021. V. 42. P. 2953-2958. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.12.802.
Priya S.S., Radha K.V. Brief review of spectrophotometric methods for the detection of tetracycline antibiotics. Int. J. Pharm. Pharm. Sci. 2014. V. 6. P. 48-51.
Sversut R.A., Da Silva A.A., Cardoso T.F.M., Kassab N.M., Do Amaral M.S., Salgado H.R.N. A critical review of properties and analytical methods for the determination of oxytetracyline in biological and pharmaceutical matrices. Crit. Rev. Anal. Chem. 2017. V. 47. N 2. P. 154-171. DOI: 10.1080/10408347.2016.1236673.
Patyra E., Kwiatek K. Analytical procedure for the determination of tetracyclines in medicated feedingstuffs by liquid chromatography-mass spectrometry. J. Vet. Res. 2016. V. 60. P. 35-41. DOI: 10.1515/jvetres-2016-0006.
Gavilan R.E., Nebot C., Miranda J.M., Martin-Gomez Y., Vazquez-Belda B., Franco C.M., Cepeda A. Analysis of tetracyclines in medicated feed for food animal production by HPLC-MS/MS. Antibiotics. 2016. V. 5. P. 1-10. DOI: 10.3390/antibiotics5010001.
Patyra E., Kowalczyk E., Kwiatek K. Development and validation method for the determination of selected tetracyclines in animal medicated feedingstuffs with the use of micellar liquid chromatography. Anal. Bioanal. Chem. 2013. V. 405. P. 6799-6806. DOI: 10.1007/s00216-013-7117-5.
Ramesh P.J., Basavaiah K., Tharpa K., Vinay K.B., Revanasiddappa H.D. Development and validation of RP-HPLC method for the determination of doxycycline hyclate in spiked human urine and pharmaceuticals. J. Clin. Diagn. Res. 2010. V. 4. N 2. P. 101-107.
Kargin I.D., Sokolova L.S., Pirogov A.V., Shpigun O.A. Determination of tetracycline in drugs by high performance liquid chromatography. Razrab. Registr. Lekarstv. Sredstv. 2014. N 4 (9). P. 116-122 (in Russian).
Mamani M.C.V., Farfan J.A., Reyes F.G.R., Rath S. Simultaneous determination of tetracyclines in pharmaceuti-cals by CZE using experimental design. Talanta. 2006. V. 70. P. 236-243. DOI: 10.1016/j.talanta.2006.02.048.
MU 08-47/111. Determination of the content of chloram-phenicol and tetracycline hydrochloride in tablets, capsules and eye drops by voltammetry. Second edition (with Amendment N 1). Register number FR.1.39.2001.00249. No. of attestation certificate MVI N 08-47/111 dated July 15. 2004 00250 (in Russian).
Amelin V.G., Shaoka Z.A.Ch., Bol’shakov D.S. Solid-phase-fluorimetric determination of quinolones in medicinal preparations on cellulose paper and in a thin silica layer using a smartphone. J. Anal. Chem. 2021. V. 76. N 7. P. 797-805. DOI: 10.1134/S1061934821070030.
Amelin V.G., Shogah Z.A.C., Bol'shakov D.S. Using a smartphone for determining tetracyclines in water and milk by the sensitized solid state fluorescence of europium on its hydroxide. J. Anal. Chem. 2021. V. 76. N 10. P. 1211-1216. DOI: 10.1134/S1061934821080025.
Amelin V.G., Shogah Z.A.Ch., Bol’shakov D.S. Sorption-fluorimetric determination of quinolones in waste and natural waters with a smartphone. Mosc. Univ. Chem. Bull. 2021. V. 76. N 4. P. 262-268. DOI: 10.3103/S0027131421040027.
Amelin V.G., Mayya M., Bolshakov D.S. Microextraction-colorimetric determination of quaternary ammonium com-pounds in medicines and disinfectants. Mosc. Univ. Chem. Bull. 2021. V. 76. N 1. P. 42-48. DOI: 10.3103/S0027131421010028.
Silaev D.V., Shestopalova N.B., Fomina Yu.A., Rusanova T.Yu. Application of chemometric algorithms for spectrophotometric determination of synthetic food colors E110 and E124. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 2. P. 50-59 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20226502.6497.
Apyari V.V., Gorbunova М.V., Isachenko А.I., Dmitrienko S.G., Zolotov Yu.А. Use of household color-recording devices in quantitative chemical analysis. J. Anal. Chem. 2017. V. 72. N 11. P. 1127-1137. DOI: 10.1134/S106193481711003X.
