RU2771851C1 - Express method for determining ceftriaxone in blood plasma and mixed saliva of covid-19 patients - Google Patents

Express method for determining ceftriaxone in blood plasma and mixed saliva of covid-19 patients Download PDF

Info

Publication number
RU2771851C1
RU2771851C1 RU2021119890A RU2021119890A RU2771851C1 RU 2771851 C1 RU2771851 C1 RU 2771851C1 RU 2021119890 A RU2021119890 A RU 2021119890A RU 2021119890 A RU2021119890 A RU 2021119890A RU 2771851 C1 RU2771851 C1 RU 2771851C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ceftriaxone
determination
blood plasma
determining
mixed saliva
Prior art date
Application number
RU2021119890A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021119890A (en
RU2021119890A3 (en
Inventor
Зарема Гаджимирзоевна Тагирова
Сарижат Джабраиловна Татаева
Саният Ахмедгаджиевна Магомедова
Наталья Васильевна Багомедова
Авлат Рукмитдиновна Ахмедова
Original Assignee
Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Дагестанский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации Даггосмедуниверситет
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Дагестанский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации Даггосмедуниверситет filed Critical Федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Дагестанский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения Российской Федерации Даггосмедуниверситет
Priority to RU2021119890A priority Critical patent/RU2771851C1/en
Publication of RU2021119890A publication Critical patent/RU2021119890A/ru
Publication of RU2021119890A3 publication Critical patent/RU2021119890A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2771851C1 publication Critical patent/RU2771851C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely analytical chemistry, ionometry, and can be used to determine ceftriaxone in mixed saliva and blood plasma. Precipitation, removal of proteins and shaped elements, construction and determination of antibiotic concentrations according to the calibration schedule of EMF, mV, are carried out. 2 ml of biological fluid is placed in a 25 ml container, the pH is adjusted to 7-8, a selective electrode with a membrane based on an electro-active component in the form of an ion associate of ceftriaxone and octadecylamine is lowered into the solution, as well as the comparison electrode. Within one minute, the content of ceftriaxone in the test medium is determined.
EFFECT: method provides the possibility of reducing the time for determining ceftriaxone, increasing the detection interval of ceftriaxone and optimizing the metrological characteristics of the method (increasing accuracy, reducing the error in determining results) by ionometric quantitative determination of the content of the cephalosporin antibiotic ceftriaxone using a ceftriaxone-selective electrode in mixed saliva and blood plasma of the patient for one minute.
1 cl, 1 dwg, 3 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области аналитической химии, точнее к ионометрии, способу количественного определения одного из цефалоспориновых антибиотиков цефтриаксона (Ceftr) в жидкости ротовой полости (ЖРП) и в цельной крови больных ковидом. Изобретение также может использоваться в медицине для токсического и технического анализа лекарственных средств, в биосистемах (сыворотке крови, слюне и т.д.) а также для фармакокинетических исследований с целью регулирования введения оптимальных доз антибиотика при лечении различных инфекционных заболеваний.The invention relates to the field of analytical chemistry, more precisely to ionometry, a method for the quantitative determination of one of the cephalosporin antibiotics ceftriaxone (Ceftr) in the oral fluid (ORF) and in the whole blood of patients with covid. The invention can also be used in medicine for toxic and technical analysis of drugs, in biosystems (blood serum, saliva, etc.), as well as for pharmacokinetic studies in order to regulate the administration of optimal antibiotic doses in the treatment of various infectious diseases.

Антибиотики применяются в медицине, ветеринарии, пищевой промышленности при консервировании, для обработки пищевых продуктов при их транспортировке. В связи с этим требуется контроль содержания Ceftr в лекарственных формах, в биологических жидкостях организма человека и животных, продуктов питания, сточных водах фармацевтических предприятий и других объектов.Antibiotics are used in medicine, veterinary medicine, food industry for canning, for processing food products during their transportation. In this regard, it is required to control the content of Ceftr in dosage forms, in biological fluids of the human and animal body, food, wastewater from pharmaceutical enterprises and other objects.

АналогиAnalogues

Из уровня техники известны различные способы количественного определения антибиотиков: микробиологические, спектрофотометрические, флуориметрические, хемилюминесцентные, различные варианты хроматографических методов, в т.ч. высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), хроматомасспектрометрия, инверсионная вольтамперометрия, электроаналитическое определение с модифицированными электродами.From the prior art, various methods for the quantitative determination of antibiotics are known: microbiological, spectrophotometric, fluorimetric, chemiluminescent, various variants of chromatographic methods, incl. high performance liquid chromatography (HPLC), chromatomass spectrometry, stripping voltammetry, electroanalytical determination with modified electrodes.

Для определения β-лактамных антибиотиков применяют спектроскопические способы, основанные на использовании определенных свойств антибиотиков: собственное поглощение, цветные реакции, появление или исчезновение характерных полос в УФ, видимой или ИК-областях спектра под воздействием различных реагентов.To determine β-lactam antibiotics, spectroscopic methods are used based on the use of certain properties of antibiotics: intrinsic absorption, color reactions, the appearance or disappearance of characteristic bands in the UV, visible or IR regions of the spectrum under the influence of various reagents.

Известен спектрофотометрический способ определения антибиотиков пеницилленовой группы - ампициллина, амоксициллина, клоксациллина, сулбенициллина, карбенициллина, тикарциллина в готовых лекарственных формах (Amin A.S. Pyrocatechol violet in pharmaceutical analysis. Part I. A spectrophotometric method for the determination of some pMactam antibiotics in pure and in pharmaceutical dosage forms // Farmaco. - 2001. - V. 56, №3. - P. 211-218), основанный на измерении поглощения (λ=323-346 нм) продуктом реакции пенициллинов с раствором 1,2,4-триазола, содержащим хлорид ртути (II). Данный способ применим преимущественно для определения вещества в лекарственных формах, составляющих его основу.A known spectrophotometric method for the determination of antibiotics of the penicillin group - ampicillin, amoxicillin, cloxacillin, sulbenicillin, carbenicillin, ticarcillin in finished dosage forms (Amin A.S. Pyrocatechol violet in pharmaceutical analysis. Part I. A spectrophotometric method for the determination of some pMactam antibiotics in pure and in pharmaceutical dosage forms // Farmaco. - 2001. - V. 56, No. 3. - P. 211-218), based on measuring the absorption (λ=323-346 nm) of the reaction product of penicillins with a solution of 1,2,4-triazole, containing chloride of mercury (II). This method is applicable mainly for the determination of a substance in dosage forms that form its basis.

Известны спектрофотометрический и спектрофлуориметрический способы определения 4 пенициллинов (амоксициллина, бакампициллина, пиперациллина и сультамициллина) и 10 цефалоспориновых антибиотиков в фармацевтических препаратах, которые основаны на окислении антибиотиков церием (IV) в среде ОДМ H2SO4 при 100°С. Способы включают операцию измерения уменьшения светопоглощения церия (IV) при λ=317 нм или интенсивности флуоресценции образовавшегося церия (III) при длинах волн возбуждения и испускания 256 и 356 нм.Known spectrophotometric and spectrofluorimetric methods for the determination of 4 penicillins (amoxicillin, bacampicillin, piperacillin and sultamicillin) and 10 cephalosporin antibiotics in pharmaceutical preparations, which are based on the oxidation of antibiotics with cerium (IV) in ODM H 2 SO 4 at 100°C. The methods include the operation of measuring the decrease in light absorption of cerium (IV) at λ=317 nm or the fluorescence intensity of the formed cerium (III) at excitation and emission wavelengths of 256 and 356 nm.

Belal S. Use of cerium (IV) in the spectrophotometric and spectrofluorimetric determinations of penicillins and cephalosporins in their pharmaceutical preparations // Spectrosc Lett, 2000. - Vol. 33. - №6. - P. 931-948).Belal S. Use of cerium (IV) in the spectrophotometric and spectrofluorimetric determinations of penicillins and cephalosporins in their pharmaceutical preparations // Spectrosc Lett, 2000. - Vol. 33. - No. 6. - P. 931-948).

Известен спектрофотометрический способ определения ампициллина, амоксициллина и карбенициллина с применением фенольного реактива Фолина-Чокальтеу (Ахмад А.С., Рахман Н., Ислам Ф. Спектрофотометрическое определение ампициллина, амоксициллина и карбенициллина с применением фенольного реактива Фолина-Чокальтеу // Журн. аналит. химии, 2004. - Т. 12. - №2. - С. 138-142). Смесь определяемых пенициллинов с реактивом при рН 2,25 нагревают в термостатируемой водяной бане при 95±2°С и возникающую синюю окраску образующихся гетерополисоединений измеряют спектрофотометрически при λ=750 нм для ампициллина и карбенициллина и при λ=770 нм для амоксициллина.A known spectrophotometric method for the determination of ampicillin, amoxicillin and carbenicillin using the phenolic reagent Folina-Ciocalteu (Ahmad A.S., Rahman N., Islam F. Spectrophotometric determination of ampicillin, amoxicillin and carbenicillin using the phenolic reagent Folina-Ciocalteu // Zhurn. analyt. Chemistry, 2004. - T. 12. - No. 2. - S. 138-142). A mixture of penicillins to be determined with a reagent at pH 2.25 is heated in a thermostatically controlled water bath at 95±2°C and the resulting blue color of the resulting heteropoly compounds is measured spectrophotometrically at λ=750 nm for ampicillin and carbenicillin and at λ=770 nm for amoxicillin.

Известен способ определения натриевых солей цефотаксима и моногидрата цефадроксила в двух составляющих смесях методом производной спектрофотометрии (Morelli В. Derivative spectrophotometry in the analysis of mixtures of cefotaxime sodium and cefadroxil monohydrate // J Pharm and Biomed Anal., 2003. - Vol. 32. - №2. - P. 257-267). Способ заключается в снятии спектров поглощения антибиотиков и оценке первой и второй производных спектров поглощения. Пределы чувствительности от 0,28 до 0,51 мг/мл.A known method for the determination of sodium salts of cefotaxime and cefadroxil monohydrate in two constituent mixtures by the method of derivative spectrophotometry (Morelli B. Derivative spectrophotometry in the analysis of mixtures of cefotaxime sodium and cefadroxil monohydrate // J Pharm and Biomed Anal., 2003. - Vol. 32. - No. 2. - P. 257-267). The method consists in taking the absorption spectra of antibiotics and evaluating the first and second derivatives of the absorption spectra. Sensitivity limits from 0.28 to 0.51 mg/ml.

Разработаны потенциометрические сенсоры на основе ионных ассоциатов цефуроксима с катионами тетраалкиламмония. Сенсоры обеспечивают широкий диапозон определяемных содержаний антибиотиков 1⋅10-4-1⋅10-2 М; предел обнаружения антибиотиков составляет 8⋅10-6М. (О.И. Кулапина, М.С. Михайлова, Е.Г. Кулапина Ионометрическое определение цефуроксима и цефуроксим аксетила в биологических и лекарственных средах // Известия Саратовского ун-та. Сер. Химия. Экология. 2013. Т. 15. вып. 3. С. 40-45).Potentiometric sensors based on ionic associates of cefuroxime with tetraalkylammonium cations have been developed. The sensors provide a wide range of determined antibiotics content 1⋅10 -4 -1⋅10 -2 M; the limit of detection of antibiotics is 8⋅10 -6 M. (O.I. Kulapina, M.S. Mikhailova, E.G. Kulapina Ionometric determination of cefuroxime and cefuroxime axetil in biological and medicinal media // Proceedings of the Saratov University. Ser. Chemistry, Ecology, 2013, vol. 15, issue 3, pp. 40-45).

Сенсоры для определения цефуроксима и цефуроксим аксетила позволяет определять в биологический средах (ротовой жидкости) для корректировки и оптимизации курса лечения, а также для определения основного вещества в лекарственных препаратах. Известен также способ определения цефазолина в биологических средах с применением ионселективных электродов (О.И. Кулапина, В.В. Барагузина, Н.В. Скобликова. Определение цефазолина в биологических средах с применением ионселективных электродов // Химико-фармацевтический журнал. 2008. Т. 42, №8. С. 41-44).Оценено соотношение компонентов в ионном ассоциате, растворимость, термическая устойчивость до 70 градусов. Показано, что зависимость ЭДС от концентрации цефазолина выполняется в интервале 1⋅10-1-1⋅10-5 моль; угловой коэффициент электродных функций составляет 56±2 мВ/рС. Ксел.к некоторым неорганическим ионам (CI-, Br-, НСО3 -, НРО4 2-, SO4 2-) позволяет использовать данные электроды для определения цефазолина в биологических жидкостях.Sensors for the determination of cefuroxime and cefuroxime axetil allow you to determine in biological media (oral fluid) to adjust and optimize the course of treatment, as well as to determine the main substance in drugs. There is also a method for the determination of cefazolin in biological media using ion-selective electrodes (O.I. Kulapina, V.V. Baraguzina, N.V. Skoblikova. Determination of cefazolin in biological media using ion-selective electrodes // Chemical Pharmaceutical Journal. 2008. T 42, No. 8. P. 41-44). The ratio of components in the ion associate, solubility, and thermal stability up to 70 degrees were estimated. It is shown that the dependence of the EMF on the concentration of cefazolin is in the range of 1⋅10 -1 -1⋅10 -5 mol; the slope of the electrode functions is 56±2 mV/pC. To sat .to some inorganic ions (CI - , Br - , HCO 3 - , HPO 4 2- , SO 4 2- ) allows the use of these electrodes for the determination of cefazolin in biological fluids.

Критика аналоговCriticism of analogues

Однако фармакокинетические исследования, проводимые на биологических средах, требуют определения низких концентраций антибиотиков Cmin<10 мкг/мл, а следовательно, для данных целей необходим более чувствительный и экспрессный метод.However, pharmacokinetic studies conducted on biological media require the determination of low concentrations of antibiotics Cmin<10 µg/ml, and therefore, a more sensitive and rapid method is needed for these purposes.

Известные способы предназначены для определения антибиотиков в лекарственных средах и в силу недостаточной чувствительности и длительности не могут быть использованы для анализа биологических сред на содержание антибиотиков.Known methods are intended for the determination of antibiotics in medicinal media and, due to insufficient sensitivity and duration, cannot be used to analyze biological media for the content of antibiotics.

Однако обычно применяемые наполнители фармацевтических композиций (например, сахар) влияют на результат определения, поэтому такие наполнители должны быть удалены из анализируемых материалов перед определением пенициллинов в капсулах и таблетках. Метод предложен для определения антибиотиков в модельных растворах. Данный способ характеризуется также длительностью процесса, требует операции нагрева, которая отрицательно сказывается на состоянии антибиотика и, следовательно, на метрологических параметрах методики определения. В последних аналогах отсутствует интервал кислотности при которых должен функционировать разработанные электроды. Интервал определяемых концентраций варьируется в двух порядках. Не изучена селективность к антибиотикам бета-цифолоспаринового ряда.However, commonly used excipients in pharmaceutical compositions (eg, sugar) affect the result of the determination, therefore, such excipients must be removed from the analyzed materials before the determination of penicillins in capsules and tablets. The method is proposed for the determination of antibiotics in model solutions. This method is also characterized by the duration of the process, it requires a heating operation, which adversely affects the state of the antibiotic and, consequently, the metrological parameters of the determination method. In the latest analogues, there is no acidity range at which the developed electrodes should function. The range of determined concentrations varies in two orders of magnitude. Selectivity to antibiotics of the beta-cypholosparin series has not been studied.

ПрототипPrototype

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является определение цефтриаксона в крови и тканях методом ионообменной хроматографии (В.В. Хасанов, Е.Г. Соколович, К.А. Дычко // Химико-фармацевтический журнал. Том 40. №2, 2006), который выбран в качестве прототипа.The closest to the proposed technical solution is the determination of ceftriaxone in the blood and tissues by ion-exchange chromatography (V.V. Khasanov, E.G. Sokolovich, K.A. Dychko // Chemical Pharmaceutical Journal. Volume 40. No. 2, 2006), which is chosen as a prototype.

Прототип заключается в следующем.The prototype is as follows.

Процедура определения включает предварительную твердофазную экстракцию на концентрирующем патроне из небольшого объема крови (200 мкл) с последующей обращенно-фазовой ВЭЖХ с ион-парным модифицированием. Механизм разделения комплексный с участием электростатических взаимодействий анионов цефтриаксона с положительно заряженной аминогруппой. Предел обнаружения цефтриаксона составил 0,4 мкг/мл в плазме крови и 0,03 мг/л в слюне (табл. 1.). Рабочий раствор устойчив при хранении в темноте при 4° в течение 10 час.The determination procedure includes a preliminary solid phase extraction on a concentrating cartridge from a small volume of blood (200 μl) followed by reversed-phase HPLC with ion-pair modification. The separation mechanism is complex, involving electrostatic interactions of ceftriaxone anions with a positively charged amino group. The detection limit for ceftriaxone was 0.4 µg/ml in blood plasma and 0.03 mg/l in saliva (Table 1.). The working solution is stable when stored in the dark at 4°C for 10 hours.

Образцы печени, легких в крови были взяты у здоровых Kpbic (Vistar, Maccoft тела 250-280 г) спустя различное время после внутримышечного введения цефтриаксона в дозе 25 мг/кг веса. Образец ткани взвешивался, замораживался в жидком азоте, после заливали физиологическим раствором, тщательно гомогенизировали и центрифугировали 5 мин. при 6000 мин-1. Надосадочную жидкость отбирали и смешивали ацетонитрилом в соотношении 1:3, фильтровали через мембрану 0.45 мкм и вводили в колонку. Образцы крови смешивали с ацетонитрилом (1:3), тщательно перемешивали и центрифугировали, супернатант далее обрабатывали, как указано выше. Подготовленные образцы загружались в колонку с использованием петли для ввода образца постоянного объема 100 или 500 мкл. Калибровочный график оказался линейным в диапазоне цефтриаксона 10-400 нг в колонке с коэффициентом корреляции 0,999.Liver, lung blood samples were taken from healthy Kpbic (Vistar, Maccoft body 250-280 g) at various times after intramuscular administration of ceftriaxone at a dose of 25 mg/kg of body weight. The tissue sample was weighed, frozen in liquid nitrogen, then filled with physiological saline, thoroughly homogenized, and centrifuged for 5 min. at 6000 min -1 . The supernatant was taken and mixed with acetonitrile in a ratio of 1:3, filtered through a 0.45 μm membrane, and injected into the column. Blood samples were mixed with acetonitrile (1:3), thoroughly mixed and centrifuged, the supernatant was further processed as described above. Prepared samples were loaded onto the column using a constant volume sample injection loop of 100 or 500 µl. The calibration plot was found to be linear over the range of 10-400 ng ceftriaxone in the column with a correlation coefficient of 0.999.

Критика прототипаCriticism of the prototype

Так как цефтриаксон - высокополярное соединение, он трудно экстрагируется из биологических жидкостей. Пробоподготовка обычно содержит депротенизацию этанолом, ацетонитрилом или метанолом, а раствор цефтриаксона неустойчив в спирте, поэтому анализ необходим проводить в течение 2-х часов. При увеличении концентрации противоионов, а также защелачивании среды возможно повреждение наполнителя колонки.Since ceftriaxone is a highly polar compound, it is difficult to extract from biological fluids. Sample preparation usually involves deprotenization with ethanol, acetonitrile, or methanol, and the ceftriaxone solution is unstable in alcohol, so analysis must be performed within 2 hours. With an increase in the concentration of counterions, as well as alkalization of the medium, damage to the column filler is possible.

Таким образом применение прототипа для определения цефтриаксона очень длителен, требует дорогостоящей аппаратуры, многостадийная подготовка пробы, интервал определяемых концентраций узок (табл. 1).Thus, the use of the prototype for the determination of ceftriaxone is very lengthy, requires expensive equipment, multi-stage sample preparation, the range of determined concentrations is narrow (Table 1).

Цель изобретенияPurpose of the invention

Целью изобретения является разработка экспресс способа ионометрического определения цефтриаксона для регулирования введения оптимальных доз антибиотика при лечении различных инфекционных заболеваний, в том числе у больных ковидом, а также при исследовании фармакокинетики.The aim of the invention is to develop an express method for the ionometric determination of ceftriaxone to regulate the administration of optimal antibiotic doses in the treatment of various infectious diseases, including patients with covid, as well as in the study of pharmacokinetics.

Задачей предлагаемого изобретения является создание экспрессного, доступного, недорогого количественного способа определения цефалоспоринового антибиотика, в частности цефтриаксона цефтриаксон-селективным электродом (Ceftr-СЭ) в биологических средах в т.ч. жидкости ротовой полости, плазме крови и др.The objective of the invention is to create an express, affordable, inexpensive quantitative method for the determination of a cephalosporin antibiotic, in particular ceftriaxone, with a ceftriaxone-selective electrode (Ceftr-SE) in biological media, incl. oral fluid, blood plasma, etc.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Предлагается экспресс способ количественного определения цефтриаксона, включающий отбор проб реальных объектов, содержащих Ceftr у больных ковидом, пробоподготовка и измерение разности потенциала (ЭДС) электрода сравнения и индикаторного электрода с мембраной на основе электродноактивного компонента (ЭАК) в виде ионного ассоциата цефтриаксона и октадециламина(ОДА). Ионометрическое определение Ceftr проводят по градуировочному графику, построенному по эталонным растворам, в диапозоне рН 7-8, при этом градировочный график строят по измеренным значениям электродного потенциала от концентраций Ceftr в эталонных растворах; а при использовании в качестве пробы цельной крови предварительно осаждают белок по ГОСТу и удаляют форменные элементы. Вышеописанный способ позволяет в течение 1 мин определить содержания Ceftr, при этом отпадает применение дорогостоящихся приборов, органических растворителей, отсутствует многостадийность процесса, уменьшается время и погрешность обнаружения, повышается точность определения.An express method for the quantitative determination of ceftriaxone is proposed, including sampling of real objects containing Ceftr in patients with covid, sample preparation and measurement of the potential difference (EMF) of a reference electrode and an indicator electrode with a membrane based on an electrode active component (EAC) in the form of an ion associate of ceftriaxone and octadecylamine (ODA). ). The ionometric determination of Ceftr is carried out according to a calibration graph built on reference solutions in the pH range of 7-8, while the calibration graph is built on the measured values of the electrode potential from the concentrations of Ceftr in reference solutions; and when used as a sample of whole blood, the protein is preliminarily precipitated according to GOST and the formed elements are removed. The above method allows you to determine the content of Ceftr within 1 min, while the use of expensive instruments, organic solvents is eliminated, there is no multi-stage process, the time and detection error are reduced, and the accuracy of the determination is increased.

Поставленная задача решается тем, что способ количественного определения цефалоспоринового антибиотика в биологических средах проводят отбор пробы биологической среды, содержащей цефтриаксон, ее пробоподготовки, включающей удаление твердых элементов с последующим осаждением и удалением белков, измерения равновесного потенциала (ЭДС) и определения концентрации антибиотика по градуировочному графику (фиг. 1), построенному по эталонной среде, в качестве которой используют биологическую среду без содержания цефтриаксима, прошедшую аналогичную пробоподготовку, с последующим введением в подготовленную пробу раствора определяемого антибиотика в различных концентрациях, при этом градуировочный график строят по измеренным значениям потенциала цефтриаксон-селективного электрода относительно электрода сравнения в зависимости от содержания цефтриаксона в исследуемом растворе. Для удаления твердых элементов из пробы биологической среды без содержания антибиотика и с содержанием антибиотика, пробу предварительно центрифугируют 10-20 мин при 2000-3500 об/мин, а осаждение белков проводят сульфатом цинка в среде гидроксида натрия, удаление белков осуществляют центрифугированием в течение 10-20 мин при 2000-3500 об/мин. В качестве биологической среды может быть использована жидкость ротовой полости и плазма крови или цельная кровь, при этом в процессе пробоподготовки из жидкости ротовой полости удаляют твердые остатки пищи, а из цельной крови - форменные элементы.The problem is solved by the fact that the method of quantitative determination of cephalosporin antibiotic in biological media is carried out by sampling the biological medium containing ceftriaxone, its sample preparation, including the removal of solid elements with subsequent precipitation and removal of proteins, measuring the equilibrium potential (EMF) and determining the concentration of the antibiotic according to the calibration curve (Fig. 1), built on a reference medium, which is used as a biological medium without ceftriaxime, which has undergone a similar sample preparation, followed by the introduction of a solution of the antibiotic to be determined in various concentrations into the prepared sample, while the calibration graph is built according to the measured values of the potential of ceftriaxone-selective electrode relative to the reference electrode, depending on the content of ceftriaxone in the test solution. To remove solid elements from a sample of a biological medium without an antibiotic content and with an antibiotic content, the sample is preliminarily centrifuged for 10-20 minutes at 2000-3500 rpm, and the precipitation of proteins is carried out with zinc sulfate in a sodium hydroxide medium, the removal of proteins is carried out by centrifugation for 10- 20 min at 2000-3500 rpm. Oral fluid and blood plasma or whole blood can be used as a biological medium, while in the process of sample preparation solid food residues are removed from the oral fluid, and formed elements are removed from whole blood.

Предлагаемый способ заключается в следующем: сначала готовят раствор цефтриаксона с концентрацией 0,1 М, растворением рассчитанного количества в дистиллированной воде, затем последовательным разбавлением готовят растворы меньших концентраций 1⋅10-2; 1⋅10-3; 1⋅10-4; 1⋅10-5 М. Далее помещают различные количества препарата в стакан, емкостью 25 мл и до 2-3 мл добавляют биологической среды, например смешанной слюны (жидкости ротовой полости - ЖРП) или сыворотки крови практически здорового человека (не принимающего в течение 7-10 дней цефтриаксона). Объем исследуемого раствора задается объемом мерной колбы на 25 мл, в которой осуществляют перемешивание компонентов. Затем готовят пробы больных ковидом, проводивших лечение цефтриоксоном, центрифугируют и осаждают белки при аналогичных режимах, измеряют равновесный потенциал относительно биопробы без антибиотика и по градуировочному графику. На фиг. 1 отражен градуировочный график для определения содержания цефтриаксона с содержанием Ceftr 10 и 50 ммоль/л в мембране. По фиг. 1 рассчитывают содержание цефтриаксона в исследуемой среде.The proposed method is as follows: first, a solution of ceftriaxone with a concentration of 0.1 M is prepared by dissolving the calculated amount in distilled water, then solutions of lower concentrations of 1⋅10 -2 are prepared by successive dilution; 1⋅10 -3 ; 1⋅10 -4 ; 1⋅10 -5 M. Next, various amounts of the drug are placed in a glass with a capacity of 25 ml and a biological medium is added up to 2-3 ml, for example, mixed saliva (oral fluid - RRP) or blood serum of a practically healthy person (not taking for 7 -10 days of ceftriaxone). The volume of the test solution is given by the volume of a 25 ml volumetric flask, in which the components are mixed. Then, samples of covid patients treated with ceftrioxone are prepared, centrifuged and proteins are precipitated under similar conditions, the equilibrium potential is measured relative to the bioassay without antibiotic and according to the calibration graph. In FIG. 1 shows a calibration curve for determining the content of ceftriaxone with the content of Ceftr 10 and 50 mmol/l in the membrane. According to FIG. 1 calculate the content of ceftriaxone in the test medium.

Примеры конкретного выполнения способаExamples of specific implementation of the method

Пример 1.Example 1

Для проведения экспресс способа определения цефтриаксона в смешанной слюне больных ковидом-19, проводили отбор проб смешанной слюны у больного ковид-19 путем забора ротовой жидкости в сухие полиэтиленовые пробирки. Пробу отбирали спустя 1-2 часа после приема пищи, перед сбором ротовую полость ополаскивали водой. Пробу ЖРП центрифугировали в течение 15 минут при 3500 об/мин. Затем добавляли в пробу 1 мл NaOH (с=0,12 моль/л) и 4 мл ZnSO4 (с=5,4 г/л) и нагревали на водяной бане. После осаждения белков отбирали надосадочную жидкость и снова центрифугировали 15 минут при 3500 об/мин.To carry out the express method for determining ceftriaxone in the mixed saliva of patients with covid-19, samples of mixed saliva were taken from a patient with covid-19 by taking oral fluid into dry polyethylene test tubes. The sample was taken 1–2 hours after the meal; the oral cavity was rinsed with water before collection. The IRR sample was centrifuged for 15 minutes at 3500 rpm. Then 1 ml of NaOH (c=0.12 mol/l) and 4 ml of ZnSO 4 (c=5.4 g/l) were added to the sample and heated in a water bath. After protein precipitation, the supernatant was taken and centrifuged again for 15 minutes at 3500 rpm.

Концентрацию цефтриаксона в смешанной слюне определяли способом градуировочного графика. Для приготовления серии водных растворов цефтриаксона навеску порошка 1,4439 г, растворяли в мерной колбе вместимостью 25 мл и до метки доводили дистиллированной водой (концентрации исходного раствора 1⋅10-1 М, разбавляя на порядок получали растворы нужной концентраций). Отбирали 2,5 мл исходного раствора Ceftr в мерную колбу вместимостью 25 мл, получали раствор с концентрацией 1⋅10-2 М. и т.д.The concentration of ceftriaxone in the mixed saliva was determined by the calibration curve method. To prepare a series of aqueous solutions of ceftriaxone, a weighed portion of powder 1.4439 g was dissolved in a volumetric flask with a capacity of 25 ml and brought to the mark with distilled water (the concentration of the initial solution was 1⋅10 -1 M, diluted by an order of magnitude, solutions of the required concentrations were obtained). 2.5 ml of the initial solution of Ceftr was taken into a volumetric flask with a capacity of 25 ml, a solution with a concentration of 1⋅10 -2 M was obtained, etc.

Минимально определяемое содержание антибиотика составило 0,05 мкг/мл.The minimum detectable content of the antibiotic was 0.05 µg/ml.

Потенциометрические исследования проводили с помошью 8-Канальной компьютеризованной системы сбора потенциометрических данных на базе ПК, Экотест-120 и коммутатора КМ-8 (НПП «ЭКОНИКС», Москва, Россия); Для отделения белковых компонентов из смешанной слюны использовали центрифугу Wirowka MPW-6. Результаты определения цефтриаксона в смешанной слюне больного М. приведены в таблице 1.Potentiometric studies were carried out using an 8-channel computerized system for collecting potentiometric data based on a PC, Ecotest-120, and a KM-8 switch (NPP ECONIKS, Moscow, Russia); A Wirowka MPW-6 centrifuge was used to separate the protein components from the mixed saliva. The results of the determination of ceftriaxone in the mixed saliva of patient M. are shown in table 1.

В таблице 1 представлена зависимость концентрации цефтриаксона в смешанной слюне больного М. от времени забора пробы. Показано, что максимальная концентрация Ceftr в ЖРП достигается к 18-19 часам после приема в 8 часов утра 20 мг препарата, затем происходит уменьшение концентрации до начальных значений. После вечернего приема 20 мг Ceftr концентрация препарата в ЖРП снова повышается.Table 1 shows the dependence of the concentration of ceftriaxone in the mixed saliva of patient M. on the time of sampling. It has been shown that the maximum concentration of Ceftr in the GRP is reached by 18-19 hours after taking 20 mg of the drug at 8 am, then the concentration decreases to the initial values. After the evening intake of 20 mg Ceftr, the concentration of the drug in the FRP increases again.

С учетом сложности анализируемых объектов и самого определяемого вещества достоверность полученных результатов при реализации способа оценивалась методом «введено-найдено». Погрешность определения не превышала 4%.Taking into account the complexity of the analyzed objects and the analyte itself, the reliability of the results obtained during the implementation of the method was evaluated by the "introduced-found" method. The determination error did not exceed 4%.

Полученные данные свидетельствуют о возможности ионометрического определения цефтриаксона в жидкости ротовой полости больных ковидом при фармакокинетических исследованиях.The data obtained indicate the possibility of ionometric determination of ceftriaxone in the oral fluid of patients with covid during pharmacokinetic studies.

Пример 2.Example 2

Для ионометрического определения цефтриаксона в сыворотке крови больного ковидом способ был опробован на сыворотке крови здорового человека с внесенными добавками цефтриаксона. Кровь (4-5 мл), отобранную из локтевой вены, выдерживали в течение 30 минут без стабилизатора при комнатной температуре, затем центрифугировали для отделения форменных элементов. Осаждение белков, измерения ЭДС, построение градуировочных графиков проводили по технологиям, представленным в примере 1. Результаты потенциометрического поведения цефтриаксима в сыворотке крови характеризовались параметрами, аналогичными Примеру 1. Правильность результатов определения цефтриаксона контролировали с применением методом добавок по формуле:For the ionometric determination of ceftriaxone in the blood serum of a patient with covid, the method was tested on the blood serum of a healthy person with ceftriaxone added. Blood (4-5 ml) taken from the cubital vein was kept for 30 minutes without a stabilizer at room temperature, then centrifuged to separate the formed elements. The precipitation of proteins, measurements of EMF, construction of calibration graphs were carried out according to the technologies presented in example 1. The results of the potentiometric behavior of ceftriaxime in blood serum were characterized by parameters similar to Example 1. The correctness of the results of determining ceftriaxone was controlled using the additive method according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Результаты определения цефтриаксона в пламе крови больного ковидом М. методом «введено найдено» приведены в таблице 2.The results of the determination of ceftriaxone in the blood flame of a patient with covid M. by the “introduced found” method are shown in Table 2.

Технический результат, полученный от применения предлагаемого способаThe technical result obtained from the application of the proposed method

Техническим результатом заявляемого способа является сокращение времени определения цефтриоксима, повышение интервала обнаружения цефтриаксона и оптимизации метрологических характеристик способа (увеличение точности, снижение погрешности определения результатов) (табл. 1).The technical result of the proposed method is to reduce the time for determining ceftrioxime, increase the detection interval for ceftriaxone and optimize the metrological characteristics of the method (increase in accuracy, decrease in the error in determining the results) (Table 1).

Кроме того, одним из преимуществ заявляемого способа является возможность использования в качестве биологической среды смешанной слюны, что, по сравнению с анализом крови, характеризуется безболезненностью взятия пробы, простотой, удобством, отсутствием риска внесения инфекции, невозможностью травмы кожи и стенки сосудов, адекватностью концентрации вещества фармакотерапевтическому эффекту в полости рта.In addition, one of the advantages of the proposed method is the possibility of using mixed saliva as a biological medium, which, in comparison with a blood test, is characterized by painless sampling, simplicity, convenience, no risk of infection, the impossibility of injury to the skin and vascular walls, and the adequacy of the concentration of the substance. pharmacotherapeutic effect in the oral cavity.

Таким образом, заявляемый способ расширяет функциональные возможности экспрессного определения цефтриаксона в биологических жидкостях за счет расширения спектра используемых объектов цефалоспоринового антибиотика. Способ отличается высокой экспрессностью, возможностью определения активной концентрации антибиотика в широком концентрационном интервале, простотой, доступностью и дешевизной.Thus, the proposed method expands the functionality of the express determination of ceftriaxone in biological fluids by expanding the range of used objects of the cephalosporin antibiotic. The method is characterized by high expressivity, the ability to determine the active concentration of the antibiotic in a wide concentration range, simplicity, availability and low cost.

Диапазон определяемых концентраций 0,05-55,4 мкг/мл дает возможность определения Ceftr в смешанной слюне и крови больных при инфекционных заболеваниях, например у больных ковидом. Сравнительная характеристика хроматографического и ионометрического способов определения цефтриаксона дана в таблице 3. Таким образом, способ отличается высокой экспрессностью, дешевизной и широким диапазоном определяемых содержаний.The range of detectable concentrations of 0.05-55.4 µg/ml makes it possible to determine Ceftr in the mixed saliva and blood of patients with infectious diseases, for example, in patients with covid. Comparative characteristics of the chromatographic and ionometric methods for the determination of ceftriaxone are given in table 3. Thus, the method is characterized by high speed, low cost and a wide range of determined contents.

Полученные данные свидетельствуют о возможности экспрессного определения цефтриаксона в плазме крови с применением цефтриаксон-селективного электрода. В отличие от других цефалоспоринов цефтриаксон характеризуется большим периодом полураспада (7-8 ч.), из-за чего рекомендуется ежедневный контроль при употреблении этого препарата. Спустя сутки концентрация антибиотика в плазме крови достигает в пределах 10 мкг/мл (табл. 2).The data obtained indicate the possibility of rapid determination of ceftriaxone in blood plasma using a ceftriaxone-selective electrode. Unlike other cephalosporins, ceftriaxone has a long half-life (7-8 hours), which is why daily monitoring is recommended when using this drug. A day later, the concentration of the antibiotic in the blood plasma reaches within 10 µg/ml (Table 2).

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Claims (1)

Экспресс-способ определения цефтриаксона в смешанной слюне и плазме крови, включающей осаждение, удаление белков и форменных элементов, построение и определение концентраций антибиотика по градуировочному графику ЭДС, мВ, отличающийся тем, что 2 мл биологической жидкости помещают в емкость размером 25 мл, доводят рН до 7-8, опускают в раствор цефтриаксон-селективный электрод с мембраной на основе электродноактивного компонента в виде ионного ассоциата цефтриаксона и октадециламина, и электрод сравнения, и в течение одной минуты определяют содержание цефтриаксона в исследуемой среде.An express method for determining ceftriaxone in mixed saliva and blood plasma, including precipitation, removal of proteins and formed elements, construction and determination of antibiotic concentrations according to the calibration graph of EMF, mV, characterized in that 2 ml of the biological fluid is placed in a 25 ml container, the pH is adjusted to 7-8, the ceftriaxone-selective electrode with a membrane based on the electrode-active component in the form of an ion associate of ceftriaxone and octadecylamine, and the reference electrode are lowered into the solution, and the content of ceftriaxone in the test medium is determined within one minute.
RU2021119890A 2021-07-06 Express method for determining ceftriaxone in blood plasma and mixed saliva of covid-19 patients RU2771851C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119890A RU2771851C1 (en) 2021-07-06 Express method for determining ceftriaxone in blood plasma and mixed saliva of covid-19 patients

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021119890A RU2771851C1 (en) 2021-07-06 Express method for determining ceftriaxone in blood plasma and mixed saliva of covid-19 patients

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2021119890A RU2021119890A (en) 2021-10-27
RU2021119890A3 RU2021119890A3 (en) 2021-12-03
RU2771851C1 true RU2771851C1 (en) 2022-05-12

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU987503A1 (en) * 1981-07-23 1983-01-07 Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.А.А.Жданова Erythromicine concentration electrochemical determination method
RU2180748C1 (en) * 2000-12-14 2002-03-20 Томский политехнический университет Method for quantitatively determining levomycetin in foods and pharmaceutical preparations
RU2235995C1 (en) * 2003-03-14 2004-09-10 Кулапина Елена Григорьевна Method of quantitative determination of aminoglycoside antibiotics in medicamental and biological media
RU2469304C1 (en) * 2011-05-20 2012-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Ion-selective electrode membrane for determining cephalosporin antibiotics in medicinal and biological media
RU151112U1 (en) * 2014-04-30 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный университет" SOLID-CONTACT SENSOR FOR EXPRESS ANALYSIS OF BETA-LACTAM ANTIBIOTICS
RU2687742C1 (en) * 2017-12-29 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" Method of determining tetracyclines using a piezoelectric sensor
RU2019129941A (en) * 2019-09-24 2021-03-24 Марина Николаевна Чистякова Method for quantitative determination of antibiotic tetracycline

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU987503A1 (en) * 1981-07-23 1983-01-07 Ленинградский Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.А.А.Жданова Erythromicine concentration electrochemical determination method
RU2180748C1 (en) * 2000-12-14 2002-03-20 Томский политехнический университет Method for quantitatively determining levomycetin in foods and pharmaceutical preparations
RU2235995C1 (en) * 2003-03-14 2004-09-10 Кулапина Елена Григорьевна Method of quantitative determination of aminoglycoside antibiotics in medicamental and biological media
RU2469304C1 (en) * 2011-05-20 2012-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Ion-selective electrode membrane for determining cephalosporin antibiotics in medicinal and biological media
RU151112U1 (en) * 2014-04-30 2015-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный университет" SOLID-CONTACT SENSOR FOR EXPRESS ANALYSIS OF BETA-LACTAM ANTIBIOTICS
RU2687742C1 (en) * 2017-12-29 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" Method of determining tetracyclines using a piezoelectric sensor
RU2019129941A (en) * 2019-09-24 2021-03-24 Марина Николаевна Чистякова Method for quantitative determination of antibiotic tetracycline

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TUTUNATU B. et al. Ceftriaxone Degradation in the Presence of Sodium Halides Investigated by Electrochemical Methods Assisted by UV-Vis Spectrophotometry. Appl. Sci. 2021, 11, 1376, https://doi.org/10.3390/app11041376. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Samanidou et al. Development of a validated HPLC method for the determination of four penicillin antibiotics in pharmaceuticals and human biological fluids
Wang et al. Competitive supramolecular interaction of carbachol and berberine with cucurbit [7] uril and its analytical application
RU2771851C1 (en) Express method for determining ceftriaxone in blood plasma and mixed saliva of covid-19 patients
Othman et al. Spectrophotometric determination of amoxicillin in pharmaceutical preparations
Çelebier et al. UV spectrophotometric method for determination of the dissolution profile of rivaroxaban
Kormosh et al. Potentiometric determination of diclofenac in pharmaceutical formulation by membrane electrode based on ion associate with base dye
Kormosh et al. Determination of diclofenac in pharmaceuticals and urine samples using a membrane sensor based on the ion associate of diclofenac with Rhodamine B
Białecka et al. Determination of active substances in multicomponent veterinary preparations of antiparasitic action by HPLC method
Mayee et al. Development and Validation of HPLC Method for Determination of Diclofenac Sodium by Tape Stripping Method.
RU2445624C2 (en) Method for evaluation of cephalosporin antibiotics in biological media
Aswani Kumar et al. Determination and validation of cefadroxil, ceftriaxone and cefotaxime by using n-bromosuccinamide in human plasma and pharmaceutical dosage form
Lenik et al. Ketoprofen ion-selective electrode and its application to pharmaceutical analysis
Troja et al. Ion-pair HPLC method for the quantification of metformin in human urine
Dąbrowska et al. Simultaneous identification and quantitative analysis of eight cephalosporins in pharmaceutical formulations by TLC-densitometry
RU2655775C1 (en) Method of quantitative determination of acyclovir
RU2611047C2 (en) Method of detecting biocidal nitrogen-containing organic compound in aqueous solution of said compound
Raut et al. Spectrophotometric method for the simultaneous estimation of Cefotaxime Sodium and Sulbactum in Parentral dosage forms
Cruz et al. Development of a method for the determination of amoxicillin in capsules by potentiometric titration
Shpigun et al. Spectrophotometric determination of purine alkaloids by flow injection and sequential injection analysis
Rani Spectrophotometric determination of cefadroxil with 2, 3-dichloro-5, 6 dicyano-1, 4-benzoquinone
Tompe et al. Validated HPTLC method for determination of dicloxacillin in simulated urine
Abdine et al. Spectrophotometric determination of hydrochlorothiazide and reserpine in combination
Leonov et al. Simultaneous Determination of Succinic Acid and Water-Soluble Vitamins by Ion-Pair High-Performance Liquid Chromatography
Ramadan et al. Development and validation of spectrophotometric determination of Cefpodoxime proxetil in pure form and pharmaceutical formulation through ion-pair complex formation using bromocresol purple
El-Didamony et al. Direct and indirect spectrophotometric determination of some selected antibiotics using potassium permanganate