Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Полученные результаты можно условно сгруппировать по следующим направлениям: 1. Синтез и изучение коллоидных ГКР подложек – Получены образцы серебряных НЧ (СНЧ), модифицированных различными циклодекстринами (ЦД), которые обладают наименьшим фоновым ГКР сигналом (по сравнению с СНЧ, модифицированными каликс[4]аренами). Была оценена морфология и заряд СНЧ@ЦД в сравнении с контрольными СНЧ, стабилизированными гидроксиламином. – Установлено, что предложенный синтез хорошо воспроизводим, а полученные СНЧ@ЦД сохраняют стабильность усиливающих свойств в течение не менее 6 недель. 2. Предварительные измерения ГКР спектров лекарств и компонентов биожидкостей – С использованием СНЧ@ЦД получены ГКР спектры различных антибактериальных, противоопухолевых и некоторых других лекарств. Изучено влияние значения рН и ионной силы растворов на ГКР спектры. – Показано, что добавление этапа отмывки СНЧ@ЦД от остатков продуктов реакции синтеза приводит к существенному усилению ГКР сигнала аналитов по сравнению с неотмытыми СНЧ@ЦД. – Установлено, что использование СНЧ@ЦД в качестве ГКР подложки приводит к более интенсивному ГКР сигналу по сравнению с контрольными СНЧ только в случае фторхинолонов, сульфаниламидов, гентамицина, линкомицина, метотрексата и пиразинамида. В случае остальных аналитов использование контрольных СНЧ оказалось более целесообразным. – Показано, что присутствие ЦД в основном снижает интенсивность ГКР сигнала основных КР-активных компонентов биожидкостей. – Для фторхинолонов и сульфаниламидов обнаружено, что их ГКР спектры увеличиваются с увеличением времени взаимодействия с СНЧ@ЦД. – Протестирован подход ГКР детектирования пяти фторхинолонов, основанный на агрегации СНЧ@ЦД с помощью NaCl после смешивания с аналитом. Установлено, что профили спектров аналитов достаточно близки и их можно сгруппировать в соответствии с фрагментами в структурах аналитов. – Продемонстрировано, что СНЧ, покрытые нативными β-ЦД, обеспечивают наиболее интенсивный ГКР сигнал для всех пяти фторхинолонов. – Обнаружена зависимость интенсивности ГКР сигнала фторхинолонов от заместителя в пиперазиновом цикле: чем короче заместитель, тем интенсивнее сигнал. Данный результат косвенно подтверждает вхождение молекул фторхинолонов в чашу β-ЦД через пиперазиновый фрагмент. 3. Разработка методики ГКР определения фторхинолонов в моче – Показано, что регистрация ГКР спектров аналитов в реальных образцах утренней мочи с использованием СНЧ@ЦД позволяет значительно снизить фоновый сигнал, по сравнению с контрольными СНЧ. – Для увеличения величины отношения сигнал/шум в методику анализа был добавлен простой этап пробоподготовки образцов мочи, который включает добавление к моче смеивающегося с водой органического растворителя для осаждения некоторых компонентов мочи и разбавление надосадочной жидкости водой для нивелирования влияния оставшихся метаболитов мочи. – Определен наиболее эффективным растворитель для проведения этапа пробоподготовки, а также оптимальное объемное соотношение между мочой и растворителем, которое позволяет увеличить интенсивность сигнала и уменьшить значение его относительного стандартного отклонения. Также дополнительное разбавление обработанной мочи позволило практически устранить разницу между аналитическим ГКР сигналом в образцах утренней и дневной мочи. 4. ГКР определение фторхинолонов в реальной моче с использованием СНЧ@β-ЦД – С использованием 9 образцов мочи (собранных как в утреннее, так и дневное время) получены градуировочные графики для четырех фторхинолоновых антибиотиков в диапазоне концентраций, требуемом для определения фторхинолонов в моче больных с почечной недостаточностью. Установлено, что для определения ципрофлоксацина и норфлоксацина в моче можно использовать один и тот же градуировочный график благодаря их сильному структурному сходству. – Проведена проверка методики анализа с использованием образцов мочи с искусственно завышенной концентрацией некоторых внутренних компонентов (мочевины, креатинина, мочевой кислоты, белков, глюкозы, солей и всех вместе перечисленных компонентов). Установлено, что методика позволяет проводить достаточно достоверный анализ в случае образцов мочи с патологически высокими концентрациями собственных компонентов мочи, что может встречаться при некоторых заболеваниях.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
1. Оптимизация синтеза серебряных наночастиц, модифицированных β-циклодекстринами (СНЧ@β-ЦД) Изучено влияние концентрации β-ЦД, использованной для синтеза СНЧ@β-ЦД, на кинетику реакции, интенсивность ГКР сигнала и спектры экстинкции. Установлено, что увеличение концентрации ЦД ускоряет рост ГКР активности и сокращает время, когда интенсивность сигнала достигает максимума, но не влияет на профиль изменения спектров экстинкции СНЧ@β-ЦД со временем. Увеличение концентрации β-ЦД приводит к монотонному увеличению интенсивности пика поверхностного плазмонного резонанса (ППР) СНЧ@β-ЦД, в то время как ГКР-активность СНЧ@β-ЦД нелинейно зависит от концентрации β-ЦД и имеет максимум при использовании для синтеза 1 мМ β-ЦД. Поэтому вместо спектров экстинкции важно использовать именно отклик ГКР сигнала при оптимизации синтеза ГКР подложки и предпочтительнее более длительное время синтеза СНЧ@β-ЦД, чтобы гарантировать его полноту (180 мин для описанной системы). Форма и дзета-потенциал СНЧ@β-ЦД не зависят от изменения используемой при синтезе концентрации β-ЦД. Однако увеличение концентрации β-ЦД приводит к умеренному уменьшению гидродинамического диаметра СНЧ@β-ЦД. 2. Разработка методики ГКР определения метотрексата (МТК) в биожидкостях Использование СНЧ@β-ЦД и регистрация ГКР сигнала в нейтральной среде при добавлении агрегирующего агента (NaCl) позволили в 7 раз увеличить интенсивность сигнала МТК по сравнению с сигналом, полученным при использовании контрольных СНЧ. Концентрация NaCl, используемая для получения ГКР сигнала MTК в нейтральной среде, оказывает нелинейное влияние на ГКР сигнал с максимальным усилением при 60 мМ, что связано с запуском искусственной агрегации СНЧ@β-ЦД и образованием «горячих точек». Дальнейшее увеличение концентрации NaCl выше 60 мМ приводит к снижению интенсивности ГКР сигнала, что связано с усилением конкуренции между молекулами МТК и ионами хлора за ГКР-активные центры. Применение СНЧ@β-ЦД позволило упростить анализ за счёт использования только разбавления образцов мочи водой в качестве пробоподготовки. С использованием 6 образцов мочи (собранных как в утреннее, так и дневное время) получен градуировочный график для ГКР определения МТК в моче. Полученные метрологические характеристики удовлетворяют требованиям, предъявляемым к терапевтическому мониторингу МТК. 3. Разработка методик ГКР определения антибиотиков Разработана методика анализа, пригодная для определения четырёх фторхинолоновых антибиотиков в плазме крови. В качестве пробоподготовки использовали осаждение белков плазмы с помощью ацетонитрила. Сравнение с результатами для контрольных СНЧ показало, что использование модификации молекулами ЦД существенно повышает селективность анализа за счет улучшения взаимодействия ГКР подложки с молекулами аналита и уменьшения взаимодействия с компонентами плазмы. В случае ампициллина (АМП) наибольшая интенсивность ГКР сигнала наблюдается в кислой среде при использовании как СНЧ@β-ЦД, так и контрольных СНЧ. Анализ профилей полученных спектров показал, что в кислой среде взаимодействие АМП с поверхностью СНЧ@β-ЦД происходит через бензольный фрагмент, которое улучшается благодаря наличию молекул ЦД с гидрофобной полостью на поверхности СНЧ. Также, в отличие от контрольных СНЧ, при использовании СНЧ@β-ЦД сигнал АМП менее чувствителен к присутствию некоторых компонентов биожидкостей. За счёт более селективного связывания АМП с СНЧ@β-ЦД по сравнению с компонентами биожидкостей, достаточным этапом пробоподготовки как мочи, так и плазмы крови стало разбавление их водой (оптимальная степень разбавления 200 раз). В результате впервые разработана методика ГКР определения АМП в биожидкостях человека (моча и плазма крови). Показано, что в отличие от контрольных СНЧ использование СНЧ@ЦД позволяет получить ГКР сигнал сульфаниламидных антибиотиков в нейтральной среде. Наиболее интенсивные ГКР спектры наблюдались для сульфаметоксазола и сульфасалазина, а отсутствие этапа агрегации СНЧ при регистрации ГКР сигнала позволило улучшить воспроизводимость сигнала (sr снизилось примерно на 6%). Показано, что интенсивность ГКР сигнала сульфаниламидов сильно зависит от времени инкубации аналитов с ГКР подложкой и достигает максимального значения через 30 с. Однако присутствие некоторых компонентов биожидкостей приводит к практически полному подавлению сигнала сульфаниламидов, которое не нивелируется простыми этапами пробоподготовки. 4. ГКР детектирование двух лекарств в моче Исследована возможность определения лекарственных препаратов разных классов (АМП и МТК) в одном образце мочи. Спектры регистрировали с использованием предварительного изменения рН среды: кислой и нейтральной для регистрации сигнала АМП и МТК, соответственно. Установлено, что при увеличении концентрации МТК интенсивность ГКР пика сигнала АМП постепенно снижается (от 10 до 20%), в то время как присутствие АМП (независимо от концентрации) не влияет на сигнал МТК в моче. Аналогично провели регистрацию ГКР спектров АМП и ципрофлоксацина (ЦИПРО) в одном образце мочи. Установлено, что присутствие ЦИПРО сильно влияет на ГКР сигнал АМП, приводя к снижению его интенсивности на 40% при увеличении концентрации ЦИПРО. Однако присутствие АМП не снижает интенсивность сигнала ЦИПРО. Таким образом, определение АМП становится неточным при одновременной терапии МТК и АМП или ЦИПРО и АМП и, следовательно, модификация ГКР подложки молекулами ЦД не позволяет проводить одновременное определение исследованных пар лекарств.