NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH KHÁNG SINH MEROPENEM TRONG MẪU HUYẾT TƯƠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP HUỲNH QUANG SỬ DỤNG TỔ HỢP CQDs/AuNPs
Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
19 Lê Thánh Tông, Hoàn Kiếm, Hà Nội
Số điện thoại: 0982384588; Email: m.t.n.pham@gmail.com
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt (Abstract)
Nghiên cứu hướng tới phát triển qui trình xác định nồng độ kháng sinh meropenem dựa trên tín hiệu độ phục hồi huỳnh quang của hệ vật liệu nano bao gồm chấm lượng tử carbon và hạt nano vàng (CQDs/AuNPs). Dung dịch CQDs có khả năng phát huỳnh quang rất mạnh, nhưng cường độ huỳnh quang của dung dịch giảm mạnh khi có mặt AuNPs do xảy ra hiện tượng truyền năng lượng cộng hưởng giữa AuNPs và CQDs. Khi meropenem được thêm vào hệ CQDs/AuNPs, meropenem tương tác mạnh với các hạt nano vàng (AuNPs) và tách CQDs ra khỏi bề mặt AuNPs, từ đó phục hồi tín hiệu huỳnh quang của hệ. Tại các điều kiện tối ưu (pH 2, CuSO4 0,1 mM), hệ CQDs/AuNPs cho thấy khả năng hiệu quả trong việc định lượng meropenem ở mức nồng độ rất thấp (ppb) chỉ sau 8 phút ủ. Kết quả đã chứng minh mối tương quan tuyến tính giữa tín hiệu huỳnh quang phục hồi và nồng độ meropenem trong khoảng từ 2×10⁻⁸ M đến 5×10⁻⁶ M. Phương pháp đã được áp dụng thành công để định lượng hàm lượng meropenem trong mẫu huyết tương người
Abstract
FLUORESCENCE DETECTION OF ANTIBIOTIC MEROPENEM IN HUMAN PLASMA USING CQDs/AuNPs
In this study, meropenem is detected by fluorescence recovery signals of carbon quantum dots and nanoparticles (CQDs/AuNPs) nanocomposite. CQDs strongly fluoresce under UV light, but in the presence of AuNPs the fluorescence signal decreases due to the energry transfer between AuNPs and CQDs. Upon the addition of meropenem to the CQDs/AuNPs system, the strong interaction between N-H groups in meropenem molecules and AuNPs leads to the release of CQDs from AuNPs, thereby restores their fluorescence. The CQDs/ AuNPs system can sensitively detect meropenem in aqueous solutions (pH 2.0, CuSO4 0.1 mM) at ppb levels, with a rapid response time of just 8 minutes. Additionally, the recovery of fluorescence exhibits a good linear correlation with the concentration of meropenem in the range of 2.10-8 M to 5.10-6 M. Successful application of the developed method was achieved for determining meropenem in human plasma samples
Từ khóa (Keywords)
Xác định meropenem, chấm lượng tử carbon, hạt nano vàng, phổ huỳnh quang, Meropenem determination, carbon quantum dots, gold nanoparticle, fluorescence spectrometry
Chi tiết bài viết
Bài báo này được cấp phép theo Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Tài liệu tham khảo
2. T. Armstrong, S. J. Fenn, and K. R. Hardie, JMM Profile: Carbapenems: a broad-spectrum antibiotic, Journal of medical microbiology, Vol. 70, No. 12, p. 001462, 2021.
3. A. K. Attia, M. A. Al-Ghobashy, G. M. El-Sayed, and S. M. Kamal, Voltammetric monitoring of linezolid, meropenem and theophylline in plasma, Analytical Biochemistry, Vol. 545, pp. 54-64, 2018.
4. Y. Mrestani, R. Neubert, and F. Nagel, Capillary zone electrophoresis determination of meropenem in biological media using a high sensitivity cell, Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, Vol. 20, No. 6, pp. 899-903, 1999.
5. A. S. Mendez, M. Steppe, and E. E. Schapoval, Validation of HPLC and UV spectrophotometric methods for the determination of meropenem in pharmaceutical dosage form, Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, Vol. 33, No. 5, pp. 947-954, 2003.
6. C. A. Sutherland and D. P. Nicolau, Development of an HPLC method for the determination of meropenem/vaborbactam in biological and aqueous matrixes, Journal of Chromatographic Science, Vol. 58, No. 8, pp. 726-730, 2020.
7. H. Qi et al., Biomass-derived nitrogen-doped carbon quantum dots: highly selective fluorescent probe for detecting Fe3+ ions and tetracyclines, Journal of colloid and interface science, Vol. 539, pp. 332-341, 2019.
8. F. Zu et al., The quenching of the fluorescence of carbon dots: a review on mechanisms and applications, Microchimica Acta, Vol. 184, No. 7, pp. 1899-1914, 2017.
9. Q. K. Nguyen et al., A highly sensitive fluorescence nanosensor for determination of amikacin antibiotics using composites of carbon quantum dots and gold nanoparticles, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, Vol. 305, p. 123466, 2024.
10. Q. K. Nguyen, M. N. Duong, T. B. Nguyen, and T. N. M. Pham, Visual detection and highly sensitive quantification of antibiotic meropenem in pharmaceutical and human plasma samples using gold nanoparticles, Separation Science and Technology, Vol. 58, No. 8, pp. 1540-1551, 2023.
11. E. S. Glazer and S. A. Curley, Non-invasive radiofrequency ablation of malignancies mediated by quantum dots, gold nanoparticles and carbon nanotubes, Therapeutic Delivery, Vol. 2, No. 10, pp. 1325-1330, 2011.
12. T. Kitahashi and I. Furuta, Determination of meropenem by capillary electrophoresis using direct injection of serum, Journal of Chromatographic Science, Vol. 43, No. 8, pp. 430-433, 2005.
13. S. Asif, T. Alam, A. Nawab, and S. Naveed, Simple UV Spectrophotometric method development for determination of Meropenem in bulk form, RADS Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, Vol. 5, No. 1, pp. 45-49., 2017.
14. T. Roth, S. Fiedler, S. Mihai, and H. Parsch, Determination of meropenem levels in human serum by high‐performance liquid chromatography with ultraviolet detection, Biomedical Chromatography, Vol. 31, No. 5, p. e3880, 2017.
15. L. Huang, J. Haagensen, D. Verotta, P. Lizak, F. Aweeka, and K. Yang, Determination of meropenem in bacterial media by LC–MS/MS, Journal of Chromatography B, Vol. 961, pp. 71-76, 2014.
16. A. Wen et al., Clinical validation of therapeutic drug monitoring of imipenem in spent effluent in critically ill patients receiving continuous renal replacement therapy: a pilot study, PLoS One, Vol. 11, No. 4, p. e0153927, 2016.
17. T. N. M. Pham et al., Determination of carbapenem antibiotics using a purpose-made capillary electrophoresis instrument with contactless conductivity detection, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, Vol. 178, p. 112906, 2020. DOI: 10.1016/j.jpba.2019.112906
18. Q. K. Nguyen, M. N. Duong, T. B. Nguyen, and T. N. M. Pham, Visual detection and highly sensitive quantification of antibiotic meropenem in pharmaceutical and human plasma samples using gold nanoparticles, Separation Science and Technology, Vol. 58, No. 8, pp. 1540-1551, 2023. DOI: 10.1080/01496395.2023.2189546