микроэмульсия для количественного определения флюмеквина в биологических объектах

Формула изобретения

Микроэмульсия типа масло-в-воде для флуориметрического способа количественного определения флюмеквина, содержащая в водной фазе анализируемый раствор, ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7,2-8,0, соль тербия Тb(NО₃)₃·5Н ₂О в концентрациях 5·10^-4-1·10 ^-3 М; ПАВ - тетрадецилсульфат натрия, сорастворитель, представляющий собой н-пентанол, с 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролином, при этом концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролина в микроэмульсии находится в диапазоне 1·10^-5-1·10 ^-4 M, в масляной фазе - н-октан, при этом компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

масляная фаза	15-30
ПАВ тетрадецилсульфат натрия	7-8
сорастворитель с 2,9-диметил-4,7-дифенил-
1,10-фенантролином	14-15
водная фаза	46-63

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения концентрации фторхинолоновых антибиотиков, конкретно флюмеквина, в мышечных тканях, сыворотке крови и пищевых продуктах флуориметрическим методом, позволяющее понизить предел обнаружения с целью регулирования введения оптимальных доз антибиотиков при лечении различных инфекционных заболеваний, исследовании фармакокинетики и фармакодинамики.

Микроэмульсии представляют собой термодинамически и кинетически устойчивые жидкие дисперсии масляной и водной фаз в комбинации с поверхностно-активным веществом, иногда в присутствии сорастворителя, спонтанно образующиеся без подвода высокой энергии.

Преимущество микроэмульсий типа масло-в-воде заключается в возможности использования их в качестве организованной среды для проведения количественного флуориметрического определения флюмеквина с более низким пределом обнаружения и с более высокой точностью анализа.

Применение микроэмульсии позволяет использовать в количественном флуориметрическом определении флюмеквина труднорастворимые в воде и легкорастворимые в сорастворителе н-пентаноле эффективные реагенты для определения антибиотиков.

В работе (Богомолова И.В. Физико-химические свойства и аналитическое применение микроэмульсий на основе катионных и анионных поверхностно-активных веществ: Дис. канд. хим. наук: 02.00.04, 02.00.02, Саратов, 2005, 195 с. РГБ ОД, 61:05-2/537) описываются микроэмульсии на основе додецилсульфата натрия, аналогичные предлагаемым.

Однако авторами известной работы не приведены сведения о соотношении компонентов микроэмульсий, способ их получения и, кроме этого, используется поверхностно-активное вещество - додецилсульфат натрия, обладающее недостаточной эффективностью в отношении понижения предела обнаружения флюмеквина.

Известна организованная среда для количественного определения антибиотиков, которая представляет собой мицеллярный раствор на основе додецилсульфата натрия (см. Штыков С.Н., Смирнова Т.Д., Неврюева Н.В., Жемеричкин Д.А. Флуориметрический метод определения норфлоксацина, основанный на явлении переноса энергии // Изв. вузов. Химия и хим. технол. 2006. Т.49. № 7. С.27-30).

Однако применение мицеллярных сред характеризуется недостаточно низким значением предела обнаружения антибиотика 6,2·10^-9 М.

Задачей изобретения является разработка состава прозрачной микроэмульсии, позволяющей понизить предел обнаружения флюмеквина при его флуориметрическом определении, а также повысить точность анализа.

Поставленная задача решается тем, что устанавливались оптимальные соотношения компонентов микроэмульсии масло/вода (н-октан/вода), оптимальные концентрации 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролина в н-пентаноле (сорастворителе), а также соли тербия (Ш) Тb(NO ₃)₃·5Н₂O, ацетатно-аммиачного буферного раствора в водной фазе, позволяющие получить состав прозрачной, термодинамически устойчивой системы с максимальной интенсивностью флуоресценции.

При содержании масляной фазы (н-октана) в диапазоне 15-30 мас.%, водной фазы 43-63 мас.%, включающей анализируемый раствор, буферный раствор рН 7.2-8.0, Тb(NO₃)₃·5Н₂O в концентрациях 5·10^-4-1·10^-3 М, 7-8 мас.% поверхностно-активного вещества - тетрадецилсульфата натрия, 14-15 мас.% сорастворителя - н-пентанола, содержащего 1·10^-5-1·10 ^-4 M 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин образуются прозрачные, термодинамически устойчивые системы, позволяющие осуществить высокочувствительное флуориметрическое определение флюмеквина.

Для получения микроэмульсии водорастворимые компоненты растворяют в воде, а маслорастворимые компоненты, такие как 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин, растворяют в сорастворителе н-пентаноле. Поверхностно-активное вещество в твердом состоянии добавляют к жидкой фазе, масляную и водную фазы смешивают в бюксе и несколько секунд встряхивают до получения прозрачной микроэмульсии.

Способ получения включает следующие стадии:

а) приготовление водной фазы, заключающееся в растворении водорастворимых компонентов в бидистиллированной воде:

раствора соли Тb(NO₃)₃ ·5Н₂O (х.ч.) с концентрацией 5·10^-4 -1·10^-3 M;

ацетатно-аммиачного буферного раствора рН 7.2-8.0;

анализируемой пробы по методике [Johnston L., Mackay L., Croft М.J. Chromatogr. A. 2002. V.982. P.97-109]: гомогенизированные образцы мышечной ткани массой 1 г помещают в центрифужные пробирки, добавляют 2 мл ацетонитрила и 1 мл 0.1 М NaOH, перемешивают 5 мин, центрифугируют в условиях 3000 об/мин в течение 15 минут, экстрагирование повторяют, декантацией отделяют водные слои, которые фильтруют через бумажный фильтр с синей лентой, помещают в мерную колбу, емкостью 25 мл и бидистиллированной водой доводят объем до метки;

б) приготовление масляной фазы, навески углеводорода 0.4665 г н-октана;

в) приготовление раствора 0.4347 г 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролина в сорастворителе н-пентаноле в диапазоне концентрацией 1·10 ^-5-1·10^-4 М;

г) эмульгирование масляной и водной фаз.

Предлагаемая микроэмульсия используется для количественного определения флюмеквина в мышечных тканях кур.

В бюкс помещают компоненты микроэмульсии и анализируемую пробу: навеску 0.2331 г тетрадецилсульфат натрия, 0.4347 г 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в н-пентаноле с концентрацией в диапазоне 1·10^-5-1·10 ^-4 M, 0.4665 г н-октана, затем последовательно 0.0600 г раствора Тb(NO₃)₃·5Н₂O с концентрацией 1.5·10^-2 М, 0.5 г исследуемого раствора и 1.7057 г ацетатно-аммиачного буферного раствора рН 7.2-8,0, перемешивают до образования прозрачной микроэмульсии и измеряли флуоресценцию при _фл=545 нм ( _вoзб=300 нм). Количество антибиотика определяли по градуировочному графику. Для построения градуировочного графика готовят серию из 5-7 микроэмульсий, содержащих точно известные концентрации флюмеквина (1.0·10^-8-1.0·10 ^-3 М). Для каждой микроэмульсии, содержащей известную концентрацию флюмеквина измеряют интенсивность флуоресценции. Градуировочный график строят в координатах lgI (логарифм интенсивности флуоресценции) от отрицательного логарифма концентрации антибиотика -lgC. Находят десятичный логарифм интенсивности флуоресценции исследуемой пробы и по градуировочному графику определяют соответствующую ему концентрацию антибиотика.

Для определения граничных значений заявляемых компонентов в микроэмульсии были проведены экспериментальные исследования. Для этого готовились составы микроэмульсий с различным содержанием компонентов.

Пример 1. Состав микроэмульсии содержал:

масляная фаза - н-октан - 15 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 2.8·10^-4 M -14 мас.%;

водная фаза, содержащая ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш) Тb(NO₃)₃·5Н ₂O, анализируемый раствор - 63 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-4 M.

Пример 2. Состав микроэмульсии содержал:

масляная фаза - н-октан - 20%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 7 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 2.8·10^-4 М - 15 мас.%;

водная фаза, содержащая ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш) Тb(NO₃)₃·5Н ₂O и анализируемый раствор - 58 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-4 M.

Пример 3. Состав микроэмульсии содержал:

масляная фаза - 30%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 2.8·10^-4 М - 14 мас.%;

водная фаза, содержащая ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш) Тb(NO₃)₃·5Н ₂O, анализируемый раствор - 48 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-5 M.

Пример 4. Состав микроэмульсии содержал:

масляная фаза - 70 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 2.8·10^-4 M - 14 мас.%;

водная фаза, содержащая ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш) Тb(NO₃)₃·5Н ₂O, анализируемый раствор - 8 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-4 M.

Пример 5. Состав содержал:

масляная фаза - 37 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 2.8·10^-4 M - 15 мас.%;

водная фаза, содержащая ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш) Тb(NO₃)₃·5Н₂ O, анализируемый раствор - 40 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10^-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-4 М.

Пример 6. Состав содержал:

Масляная фаза - 4 мас%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 2.8·10^-4 M - 15 мас.%;

водная фаза, содержащая ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш) Тb(NO₃)₃·5Н ₂O, анализируемый раствор - 73 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-4 М.

Было установлено, что при заявляемых соотношениях компонентов микроэмульсия является прозрачной и обладает термодинамической устойчивостью в течение нескольких дней (Примеры 1-3).

При соотношениях компонентов, выходящих за рамки заявляемых интервалов (Примеры 4-6), а именно масляной фазы (н-октан) 31-70 мас.%, водной фазы 4-45 мас.%, включающей анализируемый раствор, ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш) Тb(NO₃) ₃·5Н₂O, а также поверхностно-активное вещество тетрадецилсульфат натрия 7-8 мас.%, сорастворитель - н-пентанол 14-15 мас.%, содержащий 2.8·10^-4 M 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролина, образуются непрозрачные и неустойчивые во времени системы, применение которых невозможно во флуориметрическом анализе.

Для определения граничных значений концентрации 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-феиантролина в н-пентаноле, входящего в состав микроэмульсии были проведены экспериментальные исследования. Для этого готовились составы микроэмульсий с различным содержанием 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролина в н-пентаноле и измерялась интенсивность флуоресценции микроэмульсии состава:

масляная фаза - н-октан - 16 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий различные концентрации 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин - 14 мас.%;

водная фаза, содержащая ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш) Тb(NO₃)₃·5Н ₂O, раствор флюмеквина 1·10^-4 M - 62 мас.%.

Установлено, что в диапазоне концентраций 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин 1·10^-5-1·10^-4 М соблюдается максимальное значение флуоресценции системы:

Относительная интенсивность флуоресценции, I/I0	0,20	0.40	0.80	0.95	0.85
Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролина, М	1·10-3	5·10-4	1·10-4	5·10-5	1·10-5

Для определения граничных значений концентрации соли тербия (Ш) Тb(NO₃)₃·5Н₂ O, входящей в состав микроэмульсии были проведены экспериментальные исследования. Для этого готовились составы микроэмульсий с различным содержанием Тb(NO₃)₃·5Н₂ O в водной фазе и измерялась интенсивность флуоресценции микроэмульсии состава: масляная фаза - н-октан - 16 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 3·10^-4 М - 14 маc.%;

водная фаза, содержащая ацетатно-аммиачный буферный раствор рН 7.5, Тb(NO₃)₃·5Н₂O в различных концентрациях, раствор флюмеквина 1·10^-5 M - 62 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 3·10^-5 М.

Установлено, что в диапазоне концентраций соли тербия (Ш) 5·10 ^-4-1·10^-3 М соблюдается максимальное значение флуоресценции системы:

Относительная интенсивность флуоресценции, I/I0	0,55	0.80	0.90	0.65	0.30
Концентрация соли тербия (Ш), М	5·10-3	1·10-3	5·10-4	1·10-4	1·10-5

Для определения граничных значений кислотности ацетатно-аммиачного буферного раствора водной фазы микроэмульсии были проведены экспериментальные исследования. Для этого использовались ацетатно-аммиачные буферные растворы с различным значением рН и измерялась интенсивность флуоресценции микроэмульсий состава: масляная фаза - н-октан - 16 мас.%; ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%; сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 3·10^-4 М - 14 мас.%; водная фаза, содержащая буферные растворы с различным значением рН, соль тербия (Ш) с концентрацией 5·10^-4 M, раствор флюмеквина 1·10^-5 М - 62 мас.%. Концентрация 3,0-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-5 M.

Относительная интенсивность флуоресценции, I/I0	0,5	0,7	0,8	1,0	0,8	0,6
pH	6.2	7.0	7.2	7.5	8,0	8,2

Как видно из таблицы, в диапазоне кислотности ацетатно-аммиачного буферного раствора рН 7.2-8.0 в микроэмульсии наблюдается максимальная флуоресценция.

Заявленная композиция применена для определения флюмеквина в курином мясе. Различные составы микроэмульсии представлены ниже.

Пример 7. Определения флюмеквина в курином мясе с помощью микроэмульсий состава:

масляная фаза - н-октан - 15 мас.%;

ПАВ - тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 3.0·10^-4 М - 14 мас.%;

водная фаза, содержащая буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш), с концентрацией 5.0·10^-4 M, анализируемый раствор - 63 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 3·10^-4 М.

Результаты определения флюмеквина в курином мясе

(n=3, Р=0.95, t_табл=4.30).

Введено, М	Найдено, М, ± Х	Sr	tкритерий
2,5·10-4	(2,48±0.03)·10-4	0.014	1.73
1,5·10 -4	(1,61±0.07)·10 -4	0.025	3.11
3,4·10-5	(3,38±0.07)·10-5	0.026	2.90
Sr - относительное стандартное отклонение, tкритерий - критерий Стьюдента

Пример 8. Определения флюмеквина в курином мясе с помощью микроэмульсий состава:

масляная фаза - н-октан - 15 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1.10-фенантролин с концентрацией 2.8·10^-4 М - 14 мас.%;

водная фаза, содержащая буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш), с концентрацией 6·10^-4 М, анализируемый раствор - 63 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-5 М.

Результаты определения флюмеквина в курином мясе (n=3, Р=0.95, t_табл=4.30).

Введено, М	Найдено, М, ± Х	Sr	tкритерий
2,5·10-4	(2,51±0.04)·10-4	0.014	1.93
1,5·10 -4	(1,51±0.07)·10 -4	0.015	3.41
3,4·10-5	(3,42±0.04)·10-5	0.015	2.80
Sr - относительное стандартное отклонение
Tкритерий - критерий Стьюдента

Пример 9. Определения флюмеквина в курином мясе с помощью микроэмульсий состава:

масляная фаза - н-октан - 15 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 3·10^-4 М - 14 мас.%;

водная фаза, содержащая буферный раствор рН 7.2, соль тербия (Ш), с концентрацией 8·10^-4 M, анализируемый раствор - 63 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 3.1·10^-5 М.

Результаты определения флюмеквина в курином мясе (n=3, Р=0.95, t_табл=4.30).

Введено,М	Найдено, М, ± Х	Sr	tкритерий
2,5·10-4	(2,49±0.03)·10-4	0.014	1.70
1,5·10 -4	(1,51±0.06)·10 -4	0.024	3.20
3,4·10-5	(3,43±0.05)·10-5	0.025	2.80
Sr - относительное стандартное отклонение
tкритерий - критерий Стьюдента

Пример 10. Определение флюмеквина в курином мясе с помощью микроэмульсий состава:

масляная фаза - 37 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 2.8·10^-4 М - 15 мас.%;

водная фаза, содержащая буферный раствор рН 7.5, соль тербия (Ш), анализируемый раствор - 40 мас.%;

концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 2.8·10^-5 М.

Результаты определение флюмеквина в курином мясе (n=3, Р=0.95, t_табл=4.30).

Введено, М	Найдено, М, ± Х	Sr	tкритерий
2.5·10-4	(5,48±2.03)·10-4	2.55	Больше 4.30
1,5·10 -4	(2,61±1,7)·10 -4	2.5	Больше 4.30
3,4·10 -5	(3,8±0.07)·10 -4	3.2	Больше 4.30
Sr - относительное стандартное отклонение tкритерий - критерий Стьюдента

Пример 11. Определения флюмеквина в курином мясе с помощью микроэмульсий состава:

масляная фаза - н-октан - 15 мас.%;

ПАВ тетрадецилсульфат натрия - 8 мас.%;

сорастворитель - н-пентанол, содержащий 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин с концентрацией 3,1·10^-6 М - 14 мас.%;

водная фаза, содержащая буферный раствор рН 7.2, соль тербия (Ш), с концентрацией 8·10^-4 M, анализируемый раствор - 63 мас.%.

Концентрация 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин в микроэмульсии составляет 3.1·10^-7 М.

Результаты определения флюмеквина в курином мясе (n=3, Р=0.95, t_табл=4.30).

Введено, М	Найдено, М, ± Х	Sr	tкритерий
2,5·10-4	(6,48±5.03)·10-4	3.5	больше 4.30
1,5·10 -4	(4,70±5,7)·10 -4	3.9	больше 4.30
3,4·10 -5	(5,8±4.0)·10 -4	6.2	болыие 4.30
Sr - относительное стандартное отклонение tкритерий - критерий Стьюдента

Установлено, что при соотношениях компонентов, выходящих за рамки заявляемых интервалов состава микроэмульсии, проводить определение флюмеквина невозможно, так как в методике присутствует систематическая ошибка.

В случае использования микроэмульсий заявляемого состава, а именно: при содержании масляной фазы (н-октана) в диапазоне 15-30 мас.%, водной фазы 43-63 мас.%, включающей анализируемый раствор, буферный раствор рН 7.2-8.0, соль тербия (Ш) в концентрациях 5·10^-4-1·10^-3 М, 7-8 мас.% поверхностно-активного вещества - тетрадецилсульфата натрия, 14-15 мас.% сорастворителя - н-пентанола, содержащего 1·10^-5-1·10^-4 М 2,9-диметил-4,7-дифенил-1,10-фенантролин, образуются прозрачные, термодинамически устойчивые системы, позволяющие осуществить высокочувствительное флуориметрическое определение флюмеквина.

Флуориметрический способ количественного определения флюмеквина позволяет определять антибиотик в диапазоне концентраций 0.9·10^-8-1·10^-3 M с пределом обнаружения 3,0·10^-9 М, относительное стандартное отклонение не превышает 0.026.

Правильность определения флюмеквина в курином мясе контролировали методом «введено-найдено». Полученные результаты представлены в примерах.

Флуориметрический способ количественного определения флюмеквина с использованием микроэмульсии отличается более низким пределом обнаружения, чем в прототипе (6,2·10 ^-9 М) и высокой точностью определения.