Исследование

Молоко и молочные продукты являются основой рациона питания россиян, поэтому систематический контроль молока по показателям безопасности чрезвычайно важен для обеспечения здоровья населения. Однако, очень часто, для профилактики, а также для лечения животных используют различные ветеринарные препараты, прежде всего антибиотики, чаще всего тетрациклинового ряда. При несоблюдении требуемых мер, остатки ветеринарных препаратов могут попадать в молоко, предназначенное для употребления в пищу человеком. Таким образом, контроль по содержанию опасных антибиотиков в молоке важная, социально значимая задача. В настоящее время известно много методов определения антибиотиков в молоке, однако все они требуют дорогостоящего лабораторного оборудования, что не позволяет потребителю в режиме “on-line” определить “чистоту” молока на наличие антибиотиков. Наиболее перспективными методами для “on-line” анализа являются электрохимические. Основным сдерживающим фактором, в настоящее время, является отсутствие подходящих каталитических систем, поскольку электрохимический отклик антибиотиков тетрациклинового ряда содержащихся в молоке на “стандарных” электродах не позволяет проводить как качественный, так и количественный анализ. Таким образом, разработка новых материалов обладающих высокой электрокаталитической активностью и избирательностью при определении антибиотиков тетрациклинового ряда непосредственно в молоке актуальная задача.
Для решения поставленной задачи в проекте будет предложен новый биомиметический подход, основанный на конструировании материалов по “образу” природных ферментов. Можно без преувеличения сказать, что до сих пор самые эффективные каталитические процессы – это ферментативные. Они протекают в мягких условиях, и при этом быстро и селективно. Основная задача состоит в создании новых эффективных каталитических процессов (сходных по своему механизму с природными аналогами) на основе металлсодержащих катализаторов, и при ее достижении обращение к природным аналогиям может быть весьма плодотворным, поскольку позволяет выявить ключевые закономерности, определяющие ход реакции. На примере комплексов меди с полиамидной и целлюлозовой матрицей содержащих N-лиганды будут разработаны подходы к получению новых пористых и трехмерных полимеров и проведено их тестирование в составе электрохимических биосенсоров с включением молекул атибиотиков. Для полученных металл-полимерных систем основным будет выявление структурных закономерностей, связанных с влиянием полифункциональных соединений с жесткой пространственной ориентацией функциональных фрагментов на функции биораспознавания органических субстратов и возможностями прогнозируемо менять электрохимические характеристики синтезируемых металл-полимерных комплексов. Состав и строение всех металлокомплексов, используемых в качестве электрокатализаторов, будут установлены комплексом физических и физико-химических методов (ИК-спектроскопия, одно- и двумерная спектроскопия ЯМР на ядрах 1H и 13С, масс-спектрометрия, элементный анализ). Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии будут установлены размеры и морфология получаемых каталитических систем. В части применения разработанных полимерных материалов в составе электрохимических биосенсоров планируется использовать комплексный подход, включающий адаптацию структуры и функционала полимеров по результатам электрохимической характеристики их свойств. Для этого будут использованы полимерные материалы, полученные при варьировании природы сшивок и функциональных групп заместителей в супрамолекулярных фрагментах. Для них будут установлены характеристики взаимодействия с модельными биосубстратами с использованием стандартного набора физико-химических и электрохимических методов при проведении целевых взаимодействий в объеме раствора и на поверхности электрода. Будут определены константы связывания и параметры электродных процессов на электродах, модифицированных синтезированными металл-полимерными катализаторами. На основе проведенных исследований будут получены новые биосенсоры способные к определению содержание антибиотиков в молоке и других молочных изделиях в режиме “on-line”.