Учёные предложили выявлять антибиотики в воде при помощи дешёвого сорбента
5 мая 2026 г. | наука
Цефотаксим — известный цефалоспориновый антибиотик третьего поколения для парентерального применения с помощью инъекций. Он обладает бактерицидной активностью, нарушает синтез клеточной стенки микроорганизмов. Это препарат широкого спектра действия, он применяется для терапии инфекционно-воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, кожи и мягких тканей, мочевыводящей и половой систем, менингитов, инфекций костей и суставов. Из-за широкого и подчас бесконтрольного употребления цефалоспориновой группы антибиотиков, они присутствуют в естественных водоёмах, попадая туда через стоки канализационных путей, а также из сельскохозяйственных и промышленных стоков.
«Мы провели пилотное исследование по определению данного антибиотика, как наиболее широко использующегося, хотя уже существует четвёртое и пятое поколение. Использовали хорошо зарекомендовавший себя сорбент из кремнезёма, модифицированного полиаминами. Это недорогой и безвредный для окружающей среды и человека сорбент, многократно испытанный в лаборатории. Дело в том, что цефотаксим люминесцирует — испускает жёлто-зелёное свечение при облучении ультрафиолетом, и с увеличением концентрации антибиотика на поверхности увеличивается интенсивность люминесцентного сигнала. Мы разработали методику определения цефотаксима после его извлечения из водных растворов — в условиях динамического концентрирования доля извлечения составляет 91-93%», — рассказала профессор кафедры физической и неорганической химии СФУ Светлана Дидух-Шадрина.
Применять новую методику можно, к примеру, на фармацевтических предприятиях, производящих антибактериальные препараты, где требуется строгий контроль за их содержанием, а также в питьевых источниках и подземных водах. Доработав же методику, можно определять антибиотики в более сложных природных источниках — реках, озёрах и морях, которые становятся конечной точкой «круговорота» антибактериальных препаратов в природе.
«К сожалению, антибиотики продолжают использоваться широко и не всегда этот процесс можно проконтролировать. Их применяют для лечения человека, сельскохозяйственных животных, вводят в корм кур на птицефабрике для профилактики бактериальной инфекции, чтобы не нести экономические потери. Растения также могут обрабатывать различными медикаментами для защиты культур от патогенов, а стоки использованной воды, естественно, попадают в почву и водоёмы», — отметила эксперт.
Сейчас учёные преодолевают дилемму с гуминовыми и фульвокислотами, которые также содержатся в водоёмах. Это природные высокомолекулярные органические соединения, которые образуются в процессе разложения растительных и животных остатков под действием микроорганизмов, воды и кислорода. Из-за своего строения, эти кислоты могут взаимодействовать с антибиотиками, а значит, предстоит нейтрализовать их для повышения результативности использования сорбента.
Основные методы определения антибиотиков на сегодняшний день — фотометрический и потенциометрический методы, высокоэффективная жидкостная хроматография. Учёные СФУ впервые предложили сорбционно-люминесцентную методику с использованием кремнезёмов, модифицированных полиаминами, основанную на механизме свечения, как достаточно чувствительную и эффективную.
Методика уже апробирована для определения цефотаксима в фармацевтическом препарате и модельном растворе на основе минеральной воды.