Wykrywanie antybiotyków w środowisku
Antybiotyki są nadmiernie stosowane w produkcji zwierząt hodowlanych w ramach terapii weterynaryjnej. Znaczna część tych związków jest wydalana w niezmienionej postaci wraz z moczem i kałem leczonych zwierząt. Oznacza to, że naturalny obornik, stosowany często jako nawóz, może zawierać duże ilości antybiotyków i ich pozostałości, co może mieć istotny wpływ na ludzkie zdrowie. Wzrost liczby przypadków oporności na antybiotyki i nadwrażliwości na nie budzi zaniepokojenie władz. W 2006 r. UE zakazała podawania w paszy zwierzętom hodowlanym wszelkich antybiotyków i leków pochodnych, które miałyby przyspieszać ich wzrost. Aby chronić zdrowie obywateli, pilnie potrzebne są metody monitorowania obecności antybiotyków o dużej czułości. Naukowcy z finansowanego przez UE projektu "Sol-gel materials synthesis and characterization for optical sensing" (SOLGELSENS) zaproponowali wykorzystanie czujników optycznych jako alternatywy dla analizy opartej na metodach chromatograficznych. Skoncentrowali oni swoje wysiłki na opracowaniu warstw hybrydowych złożonych z tlenku krzemu i polielektrolitów (PE) oraz nanostrukturalnych i nanometrycznej wielkości materiałów służących do wykrywania antybiotyków, w szczególności tetracyklin. Aby stworzyć materiały hybrydowe i materiały połączone z barwnikiem służące do wykrywania lotnych związków organicznych, takich jak formaldehyd, badacze wykorzystali technologię zol-żel. W aspekcie wykrywania antybiotyków hybrydowe warstwy PE-krzem wykazały obiecujące własności, które można wykorzystać w czujnikach optycznych. Do luminescencyjnego wykrywania pozostałości po antybiotykach rozważano także zastosowanie immobilizowanych kompleksów europu. Aby zwiększyć zdolność adsorpcji i oporności czujnika, podczas produkcji powłok organicznych badacze wykorzystali różne surfaktanty. Barwniki cyjanowe wbudowane w powierzchnię matrycy krzemowej zwiększyły jeszcze wrażliwość czujnika dzięki zjawisku fotoluminescencji. Aby wyekstrahować śladowe ilości tetracyklin z roztworów wodnych, przygotowano funkcjonalne magnetyczne nanocząsteczki tlenku żelaza. Metoda ta okazała się szybkim i selektywnym sposobem bezpośredniego monitorowania stężeń tetracyklin w roztworach. Prace prowadzone przez zespół SOLGELSENS zaowocowały pozyskaniem istotnej wiedzy technicznej dotyczącej technologii nadruku cząsteczkowego oraz hybrydowych materiałów krzemowych w zastosowaniach obejmujących czujniki optyczne. Wdrożenie wyników projektu dotyczących wykrywania antybiotyków zwiększy ogólne bezpieczeństwo żywności i wody.
Słowa kluczowe
Antybiotyki, weterynaria, czujnik optyczny, tlenek krzemu, polielektrolity, tetracyklina, zol-żel, formaldehyd, europ, technologia nadruku cząsteczkowego
