Иммуноэкстракция остаточных количеств пестицидов различных классов с амперометрическим детектированием

Иммуноэкстракция остаточных количеств пестицидов различных классов с амперометрическим детектированием

Автор: Ильичева, Наталья Юрьевна

Шифр специальности: 02.00.02

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2003

Место защиты: Казань

Количество страниц: 165 с. ил

Артикул: 2345399

Автор: Ильичева, Наталья Юрьевна

Стоимость: 250 руб.

Иммуноэкстракция остаточных количеств пестицидов различных классов с амперометрическим детектированием  Иммуноэкстракция остаточных количеств пестицидов различных классов с амперометрическим детектированием 

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕСТИЦИДОВ
1.1. Биосенсоры как устройства для анализа биологически активных соединений
1.1.1. Применение холииэстеразных биосенсоров для определения пестицидов .
1.1.2. Холинэстеразные биосенсоры на основе печатных электродов
2. ИММ УIЮХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ЕГО МЕСТО СРЕДИ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ АНАЛИЗА
2.1. Иммунохимические методы определения пестицидов
2.1.1. Твердофазный иммуноферментный анализ
2.1.2. Методы флуоро и люминисцентного иммуиоанализа для определения пестицидов
2.1.3. Иммуносенсоры для определения пестицидов
2.2. Использование антител в методах разделения
3. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ, АППАРАТУРА, ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И УСЛОВИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1. Постановка задачи
3.2. Объекты исследования и приготовление растворов
3.3. Приборы и техника измерений
3.3.1. Устройство амперометрического холинэстеразного биосенсора
3.3.2. Изготовление двухканальных холииэстеразных биосенсоров на основе планарных платиновых электродов
3.4. Иммобилизация антител
3.5. Обработка экспериментальных данных
4. ОЦЕНКА АНАЛИТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ХОЛИИЭСТЕРАЗНЫХ БИОСЕНСОРОВ РАЗЛИЧНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ В ОПРЕДЕЛЕНИИ ПЕСТИЦИДОВ
4.1. Природа формирования аналитических сигналов
4.1.1. Холинэстеразный биосенсор на основе стационарного ртутнопленочного электрода
4.1.2. Холинэстеразные биосенсоры на основе планарных платиновых электродов
4.2. Изучение влияния иараоксона и нропанила на каталитическую активность иммобилизованной холинэстсразы в составе АХЭБ
4.3. Двухканальные холинэстеразные биосенсоры на основе печатных планарных электродов для определения пестицидов
4.3.1. Выбор рабочих условий функционирования двуканальных холииэстеразных биосенсоров
4.3.2. Оценка изменения величин откликов двухканальных
холииэстеразных биосенсоров
4.4. Аналитические возможности холииэстеразных биосенсоров для определения пестицидов разных классов
5. ИММОБИЛИЗОВАННЫЕ АНТИТЕЛА КАК АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАГЕНТЫ
5.1. Получение иммобилизованных антител
5.2. Иммунохимическое определение пестицидов разных классов в воде
5.2.1. Выбор условий иммунохимического определения пестицидов
5.2.2. Константы связывания иммунных комплексов Атпестицид
5.2.3. Оценка специфичности иммунохимических определений
пестицидов
5.3. Иммунохимическое определение пестицидов разных классов в водноофанических средах
5.3.1. Влияние различных растворителей на иммунологические
взаимодействия Атпестицид
5.3.2. Константы связывания иммунных комплексов Атпропанил в водноорганических растворах
5.4. Некоторые характеристики процесса иммуноэкстракции
6. ИММУНОЭКСТРАКЦИОННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕСТИЦИДОВ В ИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
6.1. Определение параксона в винограде и апельсинах
6.2. Определение пропанила в рисе
6.3. Определение симазина в молоке и молочных продуктах
6.4. Определение атразина в воде и апельсиновом соке
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
С ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ХЭ холинэстераза АХЭ ацетил холинэстераза
АХЭ эу ацетилхолинэстераза электрического угря
АХЭ ч ацетилхолинэстераза человека
БуХЭ бутирилхолипэстсраза сыворотки крови лошади
АХЭБ амперометрический холинэстеразный биосенсор
БТХИ бутирилтиохолин иодид
АТХИ ацетилтиохолин иодид
БСА бычий сывороточный альбумин
САЧ сывороточный альбумин человека
ГА глутаровый альдегид
ПДК предельно допустимая концентрация
ПрО предел обнаружения
ИХА иммунохимический анализ
Ат антитело
Агантиген
ИАт иммобилизованные антитела
ИК иммунный комплекс АтАг
ИЭ иммуиозкетракция
НЦ нитратцеллюлоза
АЦ ацетатцеллюлоза
ТФЭ твердофазная экстракция
ВВЕДЕНИЕ
Разработка эффективных способов определения следовых количеств пестицидов является актуальной задачей современной аналитической химии. Пестициды и их метаболиты как вещества, способные проявлять физиологическую активность, могут представлять опасность для здоровья человека, присутствуя в воде, пищевых продуктах. Для выявления уровня загрязненности пестицидами тех или иных объектов и их потенциальной опасности с точки зрения возможного воздействия на живые организмы необходимы чувствительные и селективные методы, характеризующиеся в то же время экспрессностью и простотой в эксплуатации.
Одним из перспективных направлений создания новых аналитических методов для определения пестицидов является разработка биосенсорных устройств. Достижения последних лет в области создания электрохимических сенсоров, связанные с появлением и внедрением новых технологических и конструкционных решений, способствуют совершенствованию биосенсоров. Все более широко в практику использования входят планарные электроды, изготовленные с помощью печатных технологий, которые предназначаются для одноразового или многоразового использования Создание новых био и иммуносенсоров на их основе с использованием различных вариантов модификации электродной поверхности находится в русле мировых тенденций развития электроаналити ческой химии. Однако наряду с тем, что амперометрическое детектирование характеризуется низкими пределами обнаружения и может обеспечить достаточную чувствительность для определения следовых количеств загрязняющих веществ, в то же время пои использовании электрохимических датчиков не всегда можно достичь необходимой селективности.
Проблему обеспечения специфичности определений можно решить путем комбинирования электрохимического детектирования с методом разделения, основанным на использовании иммунохимических реакций. Весьма перспективным в этом плане может быть использование
иммунохимических экстрагирующих реагентов, иммобилизованных на подходящих носителях. Значительного улучшения эксплуатационных характеристик метода иммуноэкстракции можно достичь при использовании в качестве носителя промышленно изготавливаемых материалоь, имеющих стандартизированные параметры качества и доступных по цене. В целом, использование простых и экономичных подходов в рамках иммуноэкстракционного метода определения пестицидов может позволить осуществлять надежный экомониторинг остаточных количеств пестицидов в реальном масштабе времени.
Следует также отмстить, что до недавнего времени основное внимание уделялось разработке иммунохимических методов анализа для определения пестицидов в воде, тогда как аналитические возможности иммунохимических реакций в органических и водноорганических средах практически не изучались. Тем не менее, такие исследования имеют несомненную теоретическую ценность, а кроме этого могут позволить расширить горизонты практического применения методов иммуноанализа.
Работа проводилась при поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований номера проектов 2а, 9а и международного гранта I i номер проекта I СЕ.
Цель исследования заключалась в разработке новых вариантов иммуноэкстракционного определения пестицидов разных классов с использованием иммобилизованных антител и холинэстеразных биосенсоров различной конструкции, выборе рабочих условий его проведения на основе изучения характеристик электрохимических, ферментативной и иммунохимических реакций.
Научная новизна и практическая значимость. Показана возможность определения пестицидов различных классов фосфорорганического
инсектицида параоксона, анилидного гербицида пропанила, сульфонилмочевинного гербицида хлор суд ьфурона, триазиновых гербицидов атразина и симазина, используя эффекты ингибирования и активации на холинэстеразы разного происхождения, входящие в иммобилизованном состоянии в состав холинэстеразных бисосенсоров. Впервые установлено и исследовано активирующее действие анилидного пестицида пропанила на иммобилизованную холинэстеразу. Определены кинетические параметры реакции холинэстеразного гидролиза кажущиеся константы Михаэлиса, максимальные скорости реакции в присутствии пропанила. Установлено влияние различных факторов на характер протекания ферментативного процесса.
Разработаны два типа холинэстеразных биосенсоров на основе планарных систем с использованием ацетил холи нэстсраз электрического угря и сыворотки крови человека и бутирилхолинэстсразы сыворотки крови лошади.
Разработаны два способа иммобилизации антител на промышленно выпускаемых ацетатцеллюлозных и нитратцеллюлозных мембранных фильтрах. Определены константы связывания иммунных комплексов антителоантиген, как характеристики полученных иммуноэкстрагентов. Изучена способность иммобилизованных антител к иммунохимическим взаимодействиям в водноорганических растворах. Оценены константы связывания иммунных комплексов ангителоантиген в водноорганических растворах.
Предложены варианты иммуноэкстракционного определения пестицидов с использованием иммобилизованных антител как иммуноэкстрагентов в водных и водноорганических средах для осуществления контроля пищевых продуктов на наличие их остаточных количеств. Разработаны методики иммуноэкстракционного определения пестицидов с использованием амперометрических холинэстеразных биосенсоров в различных пищевых продуктах.
На защиту выносятся
результаты изучения действия пестицидов различных классов фосфорорганического инсектицида параоксона, анилидного гербицида пропанила, сульфонилмочевинного гербицида хлорсульфурона, триазиновых гербицидов атразина и симазина на каталитическую активность холинэстераз различного происхождения, входящих в состав разработанных холинэстеразных биосенсоров
совокупность факторов, определяющих величину аналитических сигналов при работе с различными амперометрическими холинэстеразными биосенсорами
использование кинетических параметров ферментативной реакции для выбора рабочих условий определения
результаты исследований, проведенных с целью получения антител, иммобилизованных на различных промышленно выпускаемых мембранных фильтрах, для использования в качестве иммуноэкстрагентов
оценка и сопоставление значений констант связывания иммунных комплексов антителопестицид, полученных в различных условиях
влияние некоторых растворителей на иммунологические реакции антителопестицид
варианты иммуноэкстракционного определения пестицидов пропанила, параоксона, атразина и симазина с помощью иммобилизованных антител как иммуноэкстрагентов и амперометрических холинэстеразных биосенсоров иммуноэкстракционные методики определения пестицидов в пищевых продуктах параоксона в апельсинах и винограде, пропанила в рисе, симазина в молоке и молочных продуктах, атразина в воде и апельсиновом соке.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции Химический анализ веществ и материалов Москва, , IV Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды Экоаналитика с международным участием Краснодар, , Поволжской региональной конференции по
аналитической химии Казань, , Симпозиуме по высокоэффективным методам разделения Сиофок, , Всероссийской конференции молодых ученых Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии Саратов, , Международной конференции Биокатализ Москва, , итоговой научной конференции Казанского государственного университета г
Публикации По теме диссертации


Следовые количества пестицидов, а также продукты их метаболизма в окружающей среде зачастую представляют реальную угрозу здоровью людей вследствие широкого распространения в биосфере. В настоящее время широко проводятся исследования по выявлению загрязнения различных объектов окружающей среды пестицидами и участию их в пищевой цепи . ГХ, жидкостная хроматография ЖХ, включая ее разновидность высокоэффективную жидкостную хроматографию ВЭЖХ, а также комбинированные методы, сочетающие различные виды хроматографии с экстракционной пробоподготовкой и массспектрометрическим МС определением. Попрежнему широко распространено газохроматографическое определение пестицидов 8, в том числе в пищевых продуктах. В работе 9 предлагается одновременное газохроматографическое определение фосфорорганических и хлорорганических пестицидов в животном жире с пределом обнаружения ПрО нгг. В работе проведено исследование, ставящее целью оценить матричные эффекты различных пищевых продуктов при газохроматографическом анализе следов пестицидов в них. Предложен простой способ нивелирования влияния матрицы, ко горы й состоит в выявлении вклада матрицы в систематические и пропорциональные погрешности с целью введения корректировочных функций. Такая корректировка позволяет в дальнейшем проводить определения пестицидов в различных по составу матрицы образцах, исключая влияние матрицы на получаемые результаты. Методы ЖХ также широко используются для анализа пестицидов. Определение различных пестицидов в образцах пищевых продуктов, отличающихся сложным многокомпонентным матричным составом, требует предварительной пробоподготовки, которая в случае хроматографического анализа состоит в экстракционном разделении и очистке. В настоящее время, как показывает обзор литературы, чаще всего для этих целей используются различные методы твердофазной экстракции ,, реже простая экстракция растворителями . Среди твердофазных методов экстракции, чаще всего используемых для определения загрязняющих веществ в объектах окружающей среды и нишевых продуктах, выделяют твердофазную экстракцию ТФЭ , твердофазную микроэкстракцию , твердофазное отделение матрицы ,. ТФЭ метод был разработан как альтернатива жидкостножидкостной экстракции для разделения, очистки и концентрирования. Этот метод может быть непосредственно использован дня экстракции из жидких матриц или как метод очистки уже полученных с помощью различных растворителей экстрактов. С С , пористый графит, полимерные смолы, катионообменники и т. Эти сорбенты используют обычно в виде картриджей, трубок, мембранных дисков и т. С помощью этих экстракционных приспособлений можно выделить анализируемое соединение из образца, а затем элюировать с помощью небольшого количества растворителя. В методе твердофазной микроэкстракции, появившемся совсем недавно в начале х г. При погружении в анализируемый раствор одновременно происходит и экстракция, и концентрирование определяемого вещества на поверхности этого волокна. Затем это анализируемое соединение десорбируется, для чего часто используется термическая десорбция, и определяется хроматографически. Твердофазное отделение матрицы новый метод экстракции и очистки, разработанный специально для многокомпонентных определений. Эта методика позволяет экстрагировать пестициды из гомогенизированного образца на твердый носитель с последующим селективным элюированием органическими растворителями. Чаще всего для определения пестицидов в воде и пищевых продуктах в сочетании с жидкостной или газовой хроматографией используется метод ТФЭ ТФЭЖХ, ТФЭГХ. Методики ТФЭЖХ предлагаются для определения таких пестицидов как атразин, симазин, карбарил, пропанил, линурон и фенамифос в воде на уровне 1. Метод ЭЖХ используется для определения следов бензоилмочевинных инсектицидов в винограде и вине в сочетании с ТФЭнробоподгоговкой ПрО составил менее 0. Этот же метод ТФЭВЭЖХ используется для определения ряда гербицидов, в том числе производных триазинового ряда, в воде . В последнее время подавляющее большинство хроматографических методик сочетаются с массспектрометрическим детектированием.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.221, запросов: 120