ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКИЙ ИММУНОСЕНСОР С МЕДНОЙ МЕТКОЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАРБАРИЛА
Аннотация
В работе был впервые синтезирован и исследован гаптен-белковый конъюгат с наночастицами меди, стабилизированными хитозаном для определения карбарила в различных объектах исследования. Наночастицы меди, стабилизированные хитозаном, синтезированные «зеленым» способом, использовались в качестве электрохимических меток в прямом твердофазном конкурентном анализе остатков карбарила в муке некоторых зерновых культур. Охарактеризованы наночастицы меди, стабилизированные хитозаном, и гаптен-белковый конъюгат с наночастицами меди, стабилизированными хитозаном методами УФ/ВИД-спектроскопии, просвечивающей электронной микроскопии и методом динамического рассеяния света. Для формирования распознающего рецепторного слоя моноклональных антител против карбарила на поверхности золотографитового электрода, в качестве ковалентных кросс-линкеров использовались 1-этил-3-(3-диметиламинопропил) карбодиимид гидрохлорид /дициклогексилкарбодиимид, 1-гидрокси-2,5-пирролидиндион. При подборе условий электрохимического иммуносенсора для определения карбарила в муке некоторых зерновых культур подобраны разбавления моноклональных антител против карбарила и гаптен-белкового конъюгата с наночастицами меди, стабилизированными хитозаном против карбарила. Оценено влияние этилового спирта на работоспособность электрохимического иммуносенсора для определения карбарила в муке некоторых зерновых культур. Специфичность разработанного электрохимического иммуносенсора исследовали путем тестирования родственных по структуре соединений карбарила, результаты не превышали 7%. Разработанный электрохимический иммуносенсор позволяет сократить время проведения анализа определения карбарила по сравнению с традиционными иммуноферментными тест-системами. Новый электрохимический иммуносенсор может быть использован для высокочувствительного и экспрессного определения остатков карбарила в муке некоторых зерновых культур с пределом обнаружения 0,08 мкг/кг и диапазоном определяемых содержаний от 0,8 до 32,3 мкг/кг.
Литература
Aktar W., Sengupta D., Chowdhury A. Impact of pesticides use in agriculture: their benefits and hazards. Interdisciplin. Toxicol. 2009. V. 2. N 1. P. 1 – 12. DOI: 10.2478/v10102-009-0001-7.
Brown J. Handbook of Pesticide Toxicology. 2001. V. 1. P. 515-530. DOI: 10.1093/ae/37.4.244.
Sharma R.P. In: Toxicology of Organophosphate & Car-bamate Compounds. 2006. Academic Press Inc/Elsevier. P. 768. DOI: 10.1016/B978-0-12-088523-7.X5000-5.
Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation "On ap-proval of hygienic standards GN 1.2.3539-18" Hygienic standards for the content of pesticides in environmental objects (list)".
Chowdhury A., Fakhruddin A., Islam N., Gan M., Khorshed S. Detection of the residues of nineteen pesticides in fresh vegetable samples using gas chromatography-mass spectrometry. Food Control. 2013. V. 34. P. 457-465. DOI: 10.1016/j.foodcont.2013.05.006.
Bogialli S., Curini R., Di Corcia A., Nazzari M., Tamburro D. A simple and Rapid Assay for Analyzing Residues of Carbamate Insecticides in Vegetables and Fruits: Hot Water Extraction Followed by Liquid Chromatog-raphy-Mass Spectrometry. J. Agric. Food Chem. 2004. V. 52. P. 665-671. DOI: 10.1021/jf035195j.
Shen F., Wang L., Zhou Q., Dai X., Xu Y. Simultaneous Determination of Aniline, Benzidine, Microcystins, and Carbaryl in Water Using Ultra-Performance Liquid Chromatography–Electrospray Ionization Tandem Mass Spec-trometry. Water Air Soil Pollut. 2017. V. 228. N 69. P. 1-10. DOI: 10.1007/s11270-017-3260-5.
Murthy P., Sulochana M., Naidu N. A novel spectrophotometric method for the determination of Carbaryl in Environmental samples. Der Pharmacia Sinica. 2012. V. 3. N 2. P. 224-228.
Wang Y., Cui L., Wang S., Li Y. Study on the determination of multicomponent pesticide residual based on synchronous-derivative fluorimetry. Spectrosc. Spectral Anal. 2006. V. 26. N 11. P. 2085-2088.
Fischer J., Dejmkova H., Barek J. Electrochemistry of Pesticides and its Analytical Applications. Curr. Org. Chem. 2011. V. 15. P. 2923-2935. DOI: 10.2174/138527211798357146.
Codognoto, L., Tanimoto S., Pedrosa V., Machado S., Avaca L. Electroanalytical Determination of Carbaryl in Natural Waters on Bo-ron Doped Diamond Electrode. Electroanalysis. 2006. V. 18. N 3. P. 253-258. DOI: 10.1002/elan.200503396.
Hatefi-Mehrjardi A., Faiazi R. Immobilization of Acetyl-cholinesterase and Cholineoxidase on Mercapto-Carboxylic Acid Self-Assembled Monolayer on the Gold Electrode. Adv. Analyt. Chem. 2015. V. 5. N 3A. P. 1-8. DOI: 10.5923/s.aac.201501.01.
Dong T., Sun J., Liu B., Zhang Y., Song Y., Wang S. Development of a sensitivity-improved immunoassay for the determination of carbaryl in food samples. J. Sci. Food Agric. 2010. V. 90. P. 1106–1112. DOI: 10.1002/jsfa.3917.
Boroduleva A., Wu J., Yang Q., Li H., Zhang Q., Li P., Eremin S. Development of fluorescence polarization im-munoassays for parallel detection of pesticides carbaryl and triazophos in wheat grains. Anal. Methods. 2017. V. 9. P. 6814-6822. DOI: 10.1039/c7ay02091k.
Sun J., Dong T., Zhang Y., Wang S. Development of enzyme linked immunoassay for the simultaneous detec-tion of carbaryl and metolcarb in different agricultural products. Analyt. Chim. Acta. 2010. V. 666. P. 76–82. DOI: 10.1016/j.aca.2010.03.051.
Penalva J., Gabaldon J., Maquieira A., Puchades R. Determination of Carbaryl in Vegetables Using an Im-munosensor Working in Organic Media. Food Agricult. Immunol. 2010. V. 12. N 2. P. 101-114. DOI: 10.1080/095401000404058.
He J., Tao H., Wang K., Ding G., Li J., Li Q.X., Gee J.S., Hammock B.D., Xu T. One-step immunoassay for the insecticide carbaryl using a chicken singlechain variable fragment (scFv) fused to alkaline phosphatase. Analyt. Biochem. 2019. V. 572. P. 9–15. DOI: 10.1016/j.ab.2019.02.022.
Tokarek K. Green Synthesis of Chitosan-Stabilized Copper Nanoparticles. Eur. J. Inorg. Chem. 2013. P. 4940–4947. DOI: 10.1002/ejic.201300594.
Hermanson G. Bioconjugate Techniques. 2008. Part II. P. 215-334. DOI: 10.1016/B978-0-12-370501-3.00021-7.
Егоров Н.С., Самуилов В.Д., Олескин А.В. Биотехнология. Проблемы и перспективы. М.: Высш. шк. 1987. 197 с.
Zhang С., Cui H., Han Y., Yu F., Shi X. Development of a biomimetic enzyme-linked immunosorbent assay based on molecularly imprinted polymers on paper for the detection of carbaryl. Food Chem. 2018. V. 240. P. 893-897. DOI: 10.1016/j.foodchem.2017.07.109.
Abad A., Montoya A. Production of monoclonal antibod-ies for carbaryl from a hapten preserving the carbamate group. J. Agric. Food Chem. 1994. V. 42. I. 8. P. 1818-1823. DOI: 10.1021/jf00044a047.
Buymova S.A., Bubnov A.G., Tsarev Y.V., Semenov A.O. Assessment of risk and damage to population health in the consumption of water and food containing chemical pollutions. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. [ChemChemTech]. 2019. V. 62. N 6. P. 119-130. DOI: 10.6060/ivkkt.20196206.5816.
