Сульфагуанидин — один из наиболее часто используемых противомикробных препаратов для лечения инфекционных заболеваний у животных, в том числе у коров. Однако производители животноводческих продуктов могут злоупотреблять количеством антибиотиков в рационе скота, поскольку они способствуют увеличению веса животных, повышению у них аппетита и более качественному усвоению питательных веществ, что снижает расход корма примерно на 10–20%.
При этом в животноводческих продуктах, таких как молоко, может повышаться концентрация опасных для здоровья людей веществ, что в случае с антибиотиками может привести к формированию резистентности организма к антимикробным препаратам и отсутствию эффекта от лечения в случае необходимости.
Измерить содержание антибиотика в молоке — непростая задача, поскольку молоко представляет собой сложную смесь белков, жиров, минералов и других компонентов, которые могут взаимодействовать с препаратом и мешать его обнаружению. Сульфагуанидин — один из немногих антибиотиков-сульфаниламидов, который обладает собственной интенсивной флуоресценцией, поэтому сотрудники ЛФФМ решили попробовать измерить его с помощью спектральных и флуоресцентных методов.
«Традиционные методы обнаружения остатков сульфагуанидина в продуктах питания (например, тест-полоски или биосенсоры), которые доступны в продаже и широко применяются, иногда дают ложноположительные результаты, — рассказала профессор кафедры оптики и спектроскопии ФФ ТГУ, заведующая ЛФФМ ТГУ Ольга Чайковская. — Для разработки нового способа измерения мы решили обратиться к спектрофотофлуориметрическим методам. Флуориметрические методы обычно обладают высокой чувствительностью, что позволяет обнаруживать и определять очень низкие концентрации вещества, а оптическая спектроскопия является идеальным методом для неразрушающего отбора проб и анализа в реальном времени. Также эти методы не требуют использования дорогостоящих реагентов и оборудования».
Наиболее эффективным для измерения содержания антибиотика в молочной сыворотке оказался метод флуоресценции с использованием бромкрезолового пурпурного зонда. Этот подход обеспечивает более высокую чувствительность (предел обнаружения 5 × 10⁻⁷ M или 0,01 мг/мл) по сравнению с методом поглощения с использованием метиленового синего (предел обнаружения 6 × 10⁻⁶ M или 0,1 мг/мл).
«Нами была оценена величина взаимодействия сульфагуанидина с компонентами сыворотки в присутствии и в отсутствии зондов методом тушения флуоресценции, — объяснила Ольга Чайковская. — Было показано, что флуоресцентный зонд бромкрезоловый пурпурный образует комплекс с компонентами сыворотки гораздо легче, чем метиленовый синий, с увеличением интенсивности флуоресценции на длине волны 700 нанометров. В смесях были определены полосы поглощения и флуоресценции для детектирования остаточного количества антибиотика».
Выявленные спектральные свойства сульфагуанидина в составе молока позволили ученым ЛФФМ составить протокол анализа остатков препарата в молочной сыворотке. В дальнейшем ученые собираются применить разработанный метод для анализа образцов молока от разных производителей из разных регионов, а также сравнить его с другими методами. Также в планах разработка портативного устройства на основе спектрофотофлуориметрических методов для быстрого и удобного анализа сульфагуанидина непосредственно на месте производства или переработки молока.
Исследование проведено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации и опубликовано в журнале Food Chemistry (Q1).
