Разработка новых микроэкстракционных методов на основе глубоко эвтектических растворителей для создания безопасных и качественных методов анализа и контроля пищевых продуктов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-73-00111

НазваниеРазработка новых микроэкстракционных методов на основе глубоко эвтектических растворителей для создания безопасных и качественных методов анализа и контроля пищевых продуктов

Руководитель Шишов Андрей Юрьевич, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" , г Санкт-Петербург

Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-205 - Аналитическая химия

Ключевые слова Пищевые продукты, биологические жидкости, химический анализ, пробоподготовка, методы разделения и концентрирования, микроэкстракция, эвтектические растворители, лекарственные препараты

Код ГРНТИ31.19.00

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В настоящее время особое внимание уделяется проблемам контроля качества продуктов питания, в том числе задачам определения в них различных классов загрязнителей. Экспрессное определение загрязнителей в пищевых продуктах обеспечивает возможность более эффективно осуществлять контроль их качества и, как следствие, дает информацию, необходимую для создания безопасных и качественных продуктов питания. Для определения загрязнителей в пищевых продуктах в практике химического анализа широкое распространение находят современные инструментальные методы анализа (хроматографические (ВЭЖХ-УФ, ВЭЖХ-МС, ГХ-МС и др.), спектральные (ИСП, ААС и др.), электрохимические и другие методы). Значительным ограничением при использовании инструментальных методов в анализе пищевых продуктов является необходимость включения в общую схему анализа предварительных стадий пробоподготовки для устранения мешающего влияния сложных матриц проб и концентрирования определяемых веществ с целью повышения селективности и чувствительности. В этом направлении актуальной задачей является разработка новых высокоэффективных методов разделения и концентрирования, обеспечивающих быстрое, простое и надежное выделение определяемых веществ из сложных матриц пищевых продуктов для последующего их определения. Кроме того, существуют задачи разработки «зеленых» экологически безопасных методов анализа пищевых продуктов, предполагающих использование минимальных количеств реагентов и исключающих применение токсичных веществ. Для высокоэффективного выделения аналитов из сложных матриц пищевых продуктов будет изучен новый класс экологически безопасных и высокоэффективных растворителей – глубокие эвтектические растворители (ГЭР). Основными преимуществами данных растворителей является их высокая растворяющая способность, простота и дешевизна изготовления, биоразлагаемость и совместимость со многими подвижными фазами в хроматографии. Возможность применения глубоких эвтектических растворителей в химико-аналитическом контроле качества пищевых продуктов в литературе описана лишь в нескольких работах, что не позволяет систематизировать полученные знания и выявить общие закономерности для эффективного использования данного класса растворителей. Кроме того, в силу того, что большинство предлагаемых ГЭР являются водорастворимыми, пока не удается добиться высоких коэффициентов концентрирования, особенно при анализе водорастворимых пищевых продуктов. Данный проект направлен на расширение аналитических возможностей использования ГЭР при анализе пищевых продуктов. В рамках данного проекта для химического анализа пищевых продуктов будут разработаны принципиально новые методы пробоподготовки, включающие микроэкстракционное выделение аналитов в глубокие эвтектические растворители. Для этого будет впервые изучена и обоснована возможность применения различных гидрофильных и гидрофобных ГЭР для выделения различных классов аналитов из жидких и твердофазных проб пищевых продуктов. При этом будут рассмотрены варианты жидкостно-жидкостной и твердофазно-жидкостной микроэкстракции в фазу ГЭР. Возможности предлагаемых решений будут подтверждены при разработке новых схем анализа пищевых продуктов. Кроме того, в рамках данного проекта предлагается принципиально новый подход для экстракционного выделения аналитов с применением эффекта образования глубоких эвтектических смесей (ГЭС). Данный подход будет основан не на экстракции в ГЭР, а на экстракции аналитов, способных образовывать глубокие эвтектические смеси непосредственно в фазе пробы. В этом подходе в качестве экстрагентов будут выступать акцепторы водородной связи получаемой ГЭС а в качества аналитов – доноры. Данный подход позволит добиться высокой селективности выделения аналитов и больших коэффициентов концентрирования за счет образования гидрофобных ГЭС в гидрофильных матрицах и гидрофильных ГЭС в гидрофобных пробах соответственно. На основе полученных результатов планируется разработать ряд новых высокоэффективных методик для контроля качества пищевых продуктов. Новые микроэкстракционные методики, включающие экстракцию в глубокие эвтектические растворители и в образующиеся эвтектические смеси, будут использованы для определения различных классов органических веществ, в том числе лекарственных веществ (антибиотиков, нестероидных противовоспалительных препаратов), антропогенных загрязнителей (бисфенол-а), биологически активных веществ (кофеин, полифенолы), токсичных и канцерогенных веществ (фенол и его производные) в пищевых продуктах. Разработанные методики будут обеспечивать высокую экспрессность анализа, его экологическую безопасность, селективность, высокую чувствительность и низкий расход реагентов.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Шишов A., Володина Н., Нечаева Д., Гагаринова С., Булатов А. An automated homogeneous liquid-liquid microextraction based on deep eutectic solvent for the HPLC-UV determination of caffeine in beverages Microchemical Journal, 144 (2019) 469–473 (год публикации - 2019)
10.1016/j.microc.2018.10.014

2. Шишов A., Володина Н., Нечаева Д., Гагаринова С., Булатов А. Deep eutectic solvents as a new kind of dispersive solvent for dispersive liquid–liquid microextraction RSC Advances, RSC Adv., 2018, 8, 38146 (год публикации - 2018)
10.1039/c8ra07300g

3. А.Ю. Шишов, Д.В. Нечаева, А.В. Булатов HPLC-MS/MS determination of non-steroidal anti-inflammatory drugs in bovine milk based on simultaneous deep eutectic solvents formation and its solidification Microchemical Journal, Microchemical Journal 150 (2019) 104080 (год публикации - 2019)
10.1016/j.microc.2019.104080

4. А.И. Герасимов, А.Ю. Шишов MICROEXTRACTION OF NON-STEROIDAL ANTI-INFLAMMATORY DRUGS FROM SOLID-PHASE FOOD PRODUCTS BY THE FORMATION OF DEEP EUTECTIC SOLVENTS Mendeleev 2019, Тезисы сборника конференции С 458 (год публикации - 2019)

5. Е.М. Барановский, А.Ю. Шишов DEVELOPMENT OF HPLC-UV METHOD FOR THE DETERMINATION OF ANTIMICROBAL AGENTS IN SOLID-PHASE FOOD PRODUCTS Mendeleev 2019, Тезисы сборника конференции С 450 (год публикации - 2019)

6. Н.Ю. Володина, А.Ю. Шишов MICROEXTRACTION OF BISPHENOL A FROM FOOD PRODUCTS FOR Mendeleev 2019, Тезисы сборника конференции С 494 (год публикации - 2019)

7. П.В. Терно, А.Ю. Шишов AUTOMATED SPECTROPHOTOMETRIC DETERMINATION OF CHROMIUM (VI) IN FOOD PRODUCTS WITH PRELIMINARY ON-LINE MICROEXTRACTION EXTRACTION Mendeleev 2019, Тезисы сборника конференции С 491 (год публикации - 2019)

8. А.Ю. Шишов Applications of deep eutectic solvents in analytical chemistry 4th international conference on ionic liquids in separation and purification (год публикации - 2019)

9. А.Ю. Шишов, А.И. Герасимов, Д.В. Нечаева, Н.Ю. Володина, Е.А. Бессонова, А.В. Булатов An effervescence-assisted dispersive liquid–liquid microextraction based on deep eutectic solvent decomposition: Determination of ketoprofen and diclofenac in liver Microchemical Journal, Microchemical Journal Volume 156, July 2020, 104837 (год публикации - 2020)
10.1016/j.microc.2020.104837

10. А.Ю. Шишов, С.К. Гагаринова, А.В. Булатов Deep eutectic mixture membrane-based microextraction: HPLC-FLD determination of phenols in smoked food samples Food Chemistry, Food Chemistry Volume 314, 1 June 2020, 126097 (год публикации - 2020)
10.1016/j.foodchem.2019.126097

Публикации