Способ определения содержания тетрациклина в воздухе с применением тест-объекта Chlorella vulgaris Российский патент 2024 года по МПК G01N21/59 

Изобретение относится к гигиене труда и может быть рекомендовано для определения содержания тетрациклина в воздухе помещений рабочей зоны фармакологических предприятий.

Тетрациклин относится к антибактериальным препаратам с широким спектром действия, который активно применяется в ветеринарии не только для лечения инфекционных заболеваний у сельскохозяйственных животных, но и в качестве стимулятора их роста [A.I. Abdelaziz Quality of Community Pharmacy Practice in Antibiotic Self-Medication Encounters: A Simulated Patient Study in Upper Egypt / A.I. Abdelaziz, A.G. Tawfik, K.A. Rabie, M. Omran, M. Hussein, A. Abou-Ali, A.F. Ahmed // Antibiotics (Basel). - V. 8(2), 2019, P. 35-49]. Возросшая потребность в тетрациклине диктует необходимость расширения его выпуска, что создает угрозу загрязнения веществом рабочих зон фармакологических предприятий и, как следствие, вызывает предпосылки развития рисков для здоровья трудового коллектива, задействованного в процессе производства, связанных с негативным действием препарата на желудочно-кишечный тракт. Для предотвращения развития последствий для здоровья персонала необходимо своевременно проводить мониторинговые мероприятия, направленные на контроль поступления тетрациклина в воздушную среду рабочей зоны предприятия. В настоящее время определены показатели предельно допустимой концентрации (ПДК) тетрациклина в воздухе, которые составляют 0,1 мг/м³ [ГН 2.2.5.3532-18 Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны]. Установлено, что длительное воздействие данного антибиотика на организм человека в концентрациях, превышающих ПДК, способствует развитию различного рода патологий [Сперанская В.Г., Федоренко Е.В. Обоснование экспериментального изучения антибиотиков тетрациклинового ряда с учетом алиментарной экспозиции // Анализ риска здоровью - 2022. Фундаментальные и прикладные аспекты обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения. Совместно с международной встречей по окружающей среде и здоровью RISE-2022: материалы XII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2022. - С. 401-407].

В настоящее время ведется поиск новых, специфических, низкозатратных, легкодоступных методов исследования, которые могут с большой достоверностью определить содержание тетрациклина. Известны ряд химических способов определения тетрациклина в образцах с использованием метода ВЭЖХ-МС [патент РФ на изобретение №2013148745], пьезоэлектрического сенсора [патент РФ на изобретение №2687742], капиллярного зонного электрофореза [B. Deng Pharmacokinetics and residues of tetracycline in crucian carp muscle using capillary electrophoresis on-line coupled with electrochemiluminescence detection / B. Deng, Q. Xu, H. Lu, L. Ye, Y. Wang // Food Chem. - V. 134, 2012, P. 2350-2354], цветометрии [патент РФ на изобретение №2673822], вольтампеметрии [патент РФ на изобретение №2019129941]. Однако данные методы являются трудоемкими, дорогостоящими, их проведение возможно лишь в условиях хорошо оборудованной химической лаборатории при условии наличия специального оборудования. В связи с этим использование химических методов определения тетрациклина в воздухе рабочих зон фармакологических предприятий не всегда применимо для мониторинговых исследований.

Известен способ определения тетрациклина в воздухе, основанный на абсорбции аэрозоля тетрациклина на тканевый поглотитель с последующим растворением в разбавленной соляной кислоте [патент РФ на изобретение №323995]. Полученный раствор обрабатывают гидрохлоридом натрия (рН 9-10,5) и измеряют оптическую плотность при длине волны 380 нм. Недостатком данного способа является неустойчивость раствора тетрациклина в щелочной среде, что может привести к искажению собранной информации и получению недостоверных результатов исследования.

Наиболее близким аналогом к заявленному способу определения содержания тетрациклина в воздухе является экспресс-метод выявления антибиотика в пищевых продуктах, основанный на подавлении дегидрогеназной активности тест-культуры Bacillus subtilis вар L₂ в жидкой питательной среде [МУК 4.2.026-95 Экспресс-метод определения антибиотиков в пищевых продуктах]. Однако данный способ не учитывает возможность попадания сопутствующей микрофлоры в исследуемый образец. Воздушная среда является нестерильной, воздух рабочих зон обсеменен микроорганизмами, в том числе и устойчивыми к тетрациклину. Присутствие бактериальных клеток в исследуемом образце может приводить к получению ложноположительных результатов, так как предложенный способ не позволяет дифференцировать тест-реакцию используемой тест-культуры от реакций контаминирующего микробного агента.

Задачей заявленного изобретения является создание высокочувствительного способа определения содержания тетрациклина, который с минимальными экономическими затратами позволит определить превышение предельно допустимой концентрации препарата в воздухе рабочих зон фармакологических предприятий.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что определение содержания тетрациклина в воздухе включает абсорбцию в дистиллированную воду (рН 5,0-7,0) антибактериального препарата, содержащегося в воздухе с последующей оценкой токсического воздействия полученного водного раствора на культуру одноклеточной водоросли Chlorella vulgaris, основанной на регистрации оптической плотности тест-культуры, инкубированной на среде Тамия, содержащей исследуемый образец, расчет коэффициента предельной концентрации тетрациклина по формуле , где Ктгх - коэффициента оптической плотности; ОПо - оптическая плотность тест-культуры после воздействия исследуемого образца; ОПк - оптическая плотность тест-культуры не подвергающейся воздействию исследуемого образца; при К<0,9 констатируют превышение концентрации тетрациклина в воздухе относительно установленного значения предельно допустимой концентрации, при К≥0,9 констатируют содержание тетрациклина в воздухе в пределах значений предельно допустимой концентрации.

Технический результат изобретения заключается в повышении чувствительности способа определения содержания тетрациклина.

Способ определения содержания тетрациклина в воздухе осуществляют следующем образом. На первом этапе исследования проводят абсорбцию в дистиллированной воде (рН 5,0-7,0) антибактериального препарата путем прохождения через воду предположительно загрязненного тетрациклином воздуха рабочих зон фармакологических предприятий объемом 1,79-1,8 м³ в течение 358-360 минут со скоростью отбора 4,99-5,00 литров в минуту. Забор воздуха осуществляется при помощи пяти последовательно соединенных барботеров. Суммарный объем воды в барботерах составляет 24,99-25,00 мл (по 4,99-5,00 мл в каждом). По окончании отбора воздушной пробы общий объем воды доводится до исходного значения 24,99-25,00 мл путем добавления дистиллированной воды. На втором этапе исследования проводят токсикологическую оценку полученных образцов по показателю угнетения роста культуры одноклеточной водоросли C. vulgaris. Предварительно микроводоросль культивируют на 49-50% среде Тамия в культиваторе КВМ-05 при температуре 36,0-36,5°С, средней интенсивности света 59-60 Вт/м² в течение 21-22 часов до достижения экспоненциальной стадии роста. Полученную взвесь фильтруют через марлю, разбавляют питательной средой и измеряют ее оптическую плотность на спектрофотометре при длине волны 564-565 нм. Конечное значение оптической плотности взвести микроводоросли должно составлять 0,125-0,130 ед. К 2,0-2,1 мл полученной взвеси тест-культуры микроводоросли добавляют 47,9-48,0 мл контрольного, содержащего дистиллированную воду, и тестируемых образцов. Полученные контрольные и опытные образцы пипетируют по 5,9-6,0 мл во флаконы. Флаконы закрывают чистой полиэтиленовой крышкой и инкубируют в культиватор КВМ-05 при температуре 36,0-36,5°С, средней интенсивности света 59-60 Вт/м² в течение 21-22 часов. После окончания времени инкубации проводят изменение оптической плотности контрольного и опытных образцов на спектрофотометре при длине волны 564-565 нм. Рассчитывают коэффициент оптической плотности по формуле , где К - коэффициент оптической плотности; ОПо - оптическая плотность тест-культуры после воздействия исследуемого образца; ОПк - оптическая плотность тест-культуры не подвергающейся воздействию исследуемого образца; при К<0,9 констатируют превышение концентрации тетрациклина в воздухе относительно установленного значения предельно допустимой концентрации, при К0,9 констатируют содержание тетрациклина в воздухе в пределах значений предельно допустимой концентрации.

Пример 1.

Проведена абсорбция в дистиллированной воде тетрациклина из воздуха. Выполнена токсикологическая оценка полученного образца. Определены следующие показатели ОП₀=0,061, ОП_к=0,084. Рассчитан коэффициент .

К=0,061/0,084=0,726.

К=0,726, что соответствует значению К<0,9 и свидетельствует о наличии превышения показателя предельно допустимой концентрации тетрациклина в воздухе, что было подтверждено проведенным химическим анализом, что было подтверждено проведенным химическим анализом. Результаты проведенного параллельного химического анализа показали концентрацию тетрациклина в воздухе равную 0,3 мг/м³, что превышает значения установленной предельной допустимой концентрации равной 0,1 мг/ м³.

Пример 2.

Проведена абсорбция в дистиллированной воде тетрациклина из воздуха. Выполнена токсикологическая оценка полученного образца. Определены следующие показатели ОП₀=0,084, ОП_к=0,081. Рассчитан коэффициент .

К=0,061/0,084=0,964.

К=0,964, что соответствует значению К≥0,9 и свидетельствует об отсутствии превышения предельно допустимой концентрации тетрациклина в воздухе, что было подтверждено проведенным химическим анализом. Результаты проведенного параллельного химического анализа показали концентрацию тетрациклина в воздухе равную 0,05 мг/м³, что ниже значений установленной предельной допустимой концентрации равной 0,1 мг/м³.

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа определения содержания тетрациклина в воздухе. Способ включает абсорбцию в дистиллированную воду антибактериального препарата путем прохождения через воду загрязненного воздуха, содержащегося в воздухе с последующей оценкой токсического воздействия полученного водного раствора на культуре одноклеточной водоросли Chlorella vulgaris путем регистрации оптической плотности тест-культуры, инкубированной на среде Тамия, содержащей исследуемый образец. Концентрацию тетрациклина определяют путем расчёта коэффициента оптической плотности по формуле К=ОПо/ОПк, где ОПо – оптическая плотность тест-культуры после воздействия исследуемого образца, а ОПк – оптическая плотность тест-культуры, не подвергающейся воздействию исследуемого образца. При К<0,9 констатируют превышение концентрации тетрациклина в воздухе относительно установленного значения предельно допустимой концентрации, при К≥0,9 констатируют содержание тетрациклина в воздухе в пределах значений предельно допустимой концентрации. Технический результат заключается в повышении чувствительности способа определения содержания тетрациклина.

Способ определения содержания тетрациклина в воздухе, включающий абсорбцию в дистиллированную воду (рН 5,0–7,0) антибактериального препарата путем прохождения через воду загрязненного воздуха, содержащегося в воздухе, с последующей оценкой токсического воздействия полученного водного раствора на культуре одноклеточной водоросли Chlorella vulgaris, основанной на регистрации оптической плотности тест-культуры, инкубированной на среде Тамия, содержащей исследуемый образец, расчёта коэффициента оптической плотности по формуле К=ОПо/ОПк, где К – коэффициент оптической плотности; ОПо – оптическая плотность тест-культуры после воздействия исследуемого образца; ОПк – оптическая плотность тест-культуры, не подвергающейся воздействию исследуемого образца; при К<0,9 констатируют превышение концентрации тетрациклина в воздухе относительно установленного значения предельно допустимой концентрации, при К≥0,9 констатируют содержание тетрациклина в воздухе в пределах значений предельно допустимой концентрации.