ФЛУОРЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ДОКСИЦИКЛИНА В ПРИСУТСТВИИ НАНОКЛАСТЕРОВ СЕРЕБРА
Аннотация
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.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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., Büchen-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.
Smirnova T.D., Shtykov S.N., Zhelobitskaya E.A. Energy transfer in liquid and solid nanoobjects: application in lu-minescent analysis. Phys. Sci. Rev. 2019. V. 4. N 3. DOI: 10.1515/psr-2018-9981.
Medintz I.L., Clapp A.R., Mattoussi H., Goldman E.R., Fisher B., Mauro J.M. Self-assembled nanoscale biosen-sors based on quantum dot FRET donors. Nat. Mater. 2003. V. 9. P. 630-638. DOI: 10.1038/nmat961.
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.
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.
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).
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.
Aslan K., Gryczynski I., Malicka J., Matveeva E., Lakowicz J.R., Geddes C.D. Metal-enhanced fluorescence: an emerging tool in biotechnology. Curr. Opin. Bio-technol. 2005. V. 16.
P. 55-62. DOI: 10.1016/j.copbio.2005.01.001.
Vekshin N.L. Fluorescence spectroscopy of biomacromolecules. Pushchino: OOO «Foton-vek». 2008. 168 p. (in Russian).
Oliveira E., Nunez C., Santos H.M., Fernandez-Lodeiro J., Fernandez-Lodeiro A., Capelo J.L., Lodeiro C. Re-visiting the use of gold and silver functionalised nanoparticles 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.
Bespalov A.V., Ivanova Ya.O. Preparation and stability of silver and palladium nanoparticles stabilizedby polyeth-er 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.
Wang P., Wu T.-H., Zhang Y. Novel silver nanoparticle-enhanced fluorometric determination of tetracyclines in aqueous solutions. Talanta. 2015. V. 126. P. 175-180. DOI: 10.1016/j.talanta.2015.07.065.
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.
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.
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 polyoxyethylene enhanced fluorescence of europium complex. Spec-trosc. Lett. 2016. V. 49. N 9. P. 563-567. DOI: 10.1080/ 00387010.2016.1167088.
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.
Smirnova T.D., Shtykov S.N., Kochubei V.I., Khryachkova 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.
