rmjournalЭталоны. Стандартные образцыMeasurement Standards. Reference Materials2687-0886D. I. Mendeleyev Institute for Metrology10.20915/2687-0886-2021-17-1-59-69rmjournal-292Research ArticleСтандартные образцыReference materialsСтандартные образцы для оптических наносенсорных систем: восстановленный глутатион и хлорамфениколReference materials for optic nanosensor systems: reduced glutathione and chloramphenicolЮшинаА. А.YushinaA. A.

Юшина Анна Андреевна - инженер лаборатории аналитической спектроскопии и метрологии наночастиц ВНИИОФИ.

119361, Москва, ул. Озерная, 46.

Anna A. Yushina - engineer of Laboratory of optical spectral devices the All-Russian Scientific Research Institute for Optical and Physical Measurements.

46 Ozernaya str., Moscow, 119361.

leighstranger@yandex.ruАленичевМ. К.AlenichevM. K.

Аленичев Михаил Константинович - научный сотрудник лаборатории аналитической спектроскопии и метрологии наночастиц ВНИИОФИ.

119361, Москва, ул. Озерная, 46.

Mikhail K. Alenichev - researcher of laboratory of optical spectral devices the All-Russian Research Institute for Optical and Physical Measurements Federal State Unitary Enterprise.

46 Ozernaya str., Moscow, 119361.

alenichev@vniiofi.ruВсероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измеренийРоссияAll-Russian Scientific Research Institute for Optical and Physical MeasurementsRussian Federation2021080520211715969Copyright © Юшина А.А., Аленичев М.К., 20212021Юшина А.А., Аленичев М.К.Yushina A.A., Alenichev M.K.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rmjournal.ru/jour/article/view/292

В настоящей работе авторами статьи представлен подход по разработке стандартных образцов предприятия (СОП) для наносенсорной системы на основе динамического рассеяния света и флуоресценции для качественного и количественного определения загрязнителя пищевой продукции - антибиотика хлорамфеникола (левомицетина), а также маркера ишемического инсульта и ряда других заболеваний - восстановленного глутатиона. Материалами-кандидатами СОП были выбраны хлорамфеникол и восстановленный глутатион. Для установления аттестованного значения СОП использовали методику аттестации, основанную на расчетно-экспериментальном методе по процедуре приготовления. В ходе исследования определены метрологические характеристики стандартного образца. Аттестованное значение массовой доли СОП восстановленного глутатиона - 98,5 %, расширенная неопределенность аттестованного значения при коэффициенте охвата k=2 составляет ± 0,3 %. Аттестованное значение массовой концентрации СОП хлорамфеникола - 10,0 г/дм3, расширенная неопределенность аттестованного значения при коэффициенте охвата k=2±4,0 %. Применение разработанных СОП показало их пригодность для калибровки оптических наносенсорных систем на основе динамического рассеяния света и флуоресценции. Предполагается, что разработанные стандартные образцы предприятия в дальнейшем также могут быть аттестованы в качестве стандартного образца утвержденного типа и быть использованы для поверки, калибровки, градуировки разрабатываемых компактных детектирующих устройств типа «point of care diagnostics», предназначенных для экспресс-анализа непосредственно на месте взятия пробы.

The research provides enterprise reference material (ERM) development approach for nanosensor system on the basis of dynamic light scattering and fluorescence for qualitative and quantitative determination of nutrition pollutant - chloramphenicol antibiotic (laevomycetin), as well as marker of ischaemic stroke and a number of other diseases - reduced glutathione.

ERM candidate materials were chosen chloramphenicol and reduced glutathione. The attestation procedure based on calculating-experimental approach by preparation procedure was used to determine the certified value of ERM. During the tests there were determined metrological characteristics of reference material. The certified value of ERM for reduced glutathione mass fraction is 98,5 %, the expanded uncertainty of certified value with coverage factor k=2 is ± 0,3 %. The certified value of ERM for chloramphenicol mass concentration is 10,0 g/dm3, the expanded uncertainty of certified value with coverage factor k = 2 is ± 4,0 %.

The implementation of the developed ERMs showed their appropriateness for optic nanosensor systems calibration on the base of dynamic light scattering and fluorescence.

We suppose that the developed enterprise reference materials further may be certified as CRM (certified reference material) and used for verification, calibration and graduation of compact detection devices of the «point of care diagnostics» type under development, which are intended for express analysis on the sampling site directly.

стандартный образецоптическая наносенсорная системамаркер заболеваниязагрязнитель пищевой продукциидинамическое рассеяние светафлуоресценцияreference materialoptic nanosensor systemdisease markernutrition pollutantdynamic light scatteringfluorescenceReferencesФлуоресцентный наносенсор на коллоидных квантовых точках для определения восстановленного глутатиона / Аленичев М. К. [и др.] // Измерительная техника. 2019. № 9. С. 16-21.Alenichev M. K., Yushina A. A., Drozhennikova E. B., Filimonov I. S., Levin A. D., Baranova O. A., Chekanov A. V. Fluorescent nanosensors based on colloidal quantum dots for the determination of reduced glutathione. Measurement techniques. 2019;62 (9) 16-21. https://doi.org/10.1007/s11018-019-01695-x.Yaraki M. T., Tan Y. N. Recent Advances in metallic nanobiosensors development: colorimetric, dynamic light scattering and fluorescence detection // Sensors international. 2020. P. 100049. https://doi.org/10.1016/J.SINTL.2020.100049.Yaraki M. T., Tan Y. N. Recent Advances in metallic nanobiosensors development: colorimetric, dynamic light scattering and fluorescence detection. Sensors international. 2020:100049. https://doi.org/10.1016/J.SINTL.2020.100049.Detection of chloramphenicol using a novel apta-sensing platform based on aptamer terminal-lock in milk samples / M. Javidi [et al.] // Analytica chimica Acta. 2018. Vol. 1039. P. 116-123. https://doi.org/10.1016/j.aca.2018.07.041.Javidi M., Housaindokht M. R., Verdian A., Razavizadeh B. M. Detection of chloramphenicol using a novel apta-sensing platform based on aptamer terminal-lock in milk samples. Analytica chimica Acta. 2018;1039:116-123. https://doi.org/10.1016/j.aca.2018.07.041.A sensitive label-free FRET probe for glutathione based on CdSe/ZnS quantum dots and MnO2 nanosheets / Y. Mi [et al.] // Analytical methods. 2018. Vol. 10. № 34. P. 4170-4177. https://doi.org/10.1039/C8AY01532E.Mi Y., Lei X., Han H., Liang J., Liu L. A sensitive label-free FRET probe for glutathione based on CdSe/ZnS quantum dots and MnO2 nanosheets. Analytical methods. 2018;10(34):4170-4177. https://doi.org/10.1039/C8AY01532E.Ambrin G., Kausar H., Ahmad A. Designing and construction of genetically encoded FRET-based nanosensor for qualitative analysis of digoxin // Journal of biotechnology. 2020. Vol. 323. P. 322-330. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2020.09.008.Ambrin G., Kausar H., Ahmad A. Designing and construction of genetically encoded FRET-based nanosensor for qualitative analysis of digoxin. Journal of biotechnology. 2020; 323:322-330. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2020.09.008.Liu J. et al. Highly selective detection of glutathione using a quantum-dot-based OFF-ON fluorescent probe // Chemical communications. 2010. Vol. 46. № 17. P. 2971-2973. https://doi.org/10.1039/b924299f.Liu J., Bao C., Zhong X., Zhao C., Zhu L. Highly selective detection of glutathione using a quantum-dot-based OFF-ON fluorescent probe. Chemical communications. 2010;46(17):2971-2973. https://doi.org/10.1039/b924299f.Yu L. et al. A fluorescent switch sensor for glutathione detection based on Mn-doped CdTe quantum dots-methyl viologen nanohybrids // Journal of fluorescence. 2016. Vol. 26. № 2. P. 651-660. https://doi.org/10.1007/s10895-015-1751-6.Yu L., Li L., Ding Y., Lu Y. A fluorescent switch sensor for glutathione detection based on Mn-doped CdTe quantum dots-methyl viologen nanohybrids. Journal of fluorescence. 2016;26(2):651-660. https://doi.org/10.1007/s10895-015-1751-6.Wu D. et al. Fluorometric determination and imaging of glutathione based on a thiol-triggered inner filter effect on the fluorescence of carbon dots // Microchimica Acta. 2017. Vol. 184. № 7. P. 1923-1931. https://doi.org/10.1007/s00604-017-2187-2/Wu D., Li G., Chen X., Qiu N., Shi X., G. Chen et all. Fluorometric determination and imaging of glutathione based on a thiol-triggered inner filter effect on the fluorescence of carbon dots. Microchimica Acta. 2017;184(7):1923-1931. https://doi.org/10.1007/s00604-017-2187-2.Rezaei B., Shahshahanipour M., Ensafi A. A. In situ production of silver nanoparticles for high sensitive detection of ascorbic acid via inner filter effect // Materials Science and Engineering: C. 2017. Vol. 71. P. 663-668. https://doi.org/10.1016/j.msec.2016.10.046.Rezaei B., Shahshahanipour M., Ensafi A. A. In situ production of silver nanoparticles for high sensitive detection of ascorbic acid via inner filter effect. Materials Science and Engineering. C. 2017;71:663-668. https://doi.org/10.1016/j.msec.2016.10.046.10. heng T., Bott S., Huo Q. Techniques for accurate sizing of gold nanoparticles using dynamic light scattering with particular application to chemical and biological sensing based on aggregate formation // ACS applied materials & interfaces. 2016. Vol. 8. № 33. P. 21585-21594. https://doi.org/10.1021/acsami.6b06903.Zheng T., Bott S., Huo Q. Techniques for accurate sizing of gold nanoparticles using dynamic light scattering with particular application to chemical and biological sensing based on aggregate formation. ACS applied materials & interfaces. 2016;8(33):21585-21594. https://doi.org/10.1021/acsami.6b06903.Mustafaoglu N., Kiziltepe T., Bilgicer B. Site-specific conjugation of an antibody on a gold nanoparticle surface for one-step diagnosis of prostate specific antigen with dynamic light scattering // Nanoscale. 2017. Vol. 9. № 25. P. 8684-8694. https://doi.org/10.1039/C7NR03096G.Mustafaoglu N., Kiziltepe T., Bilgicer B. Site-specific conjugation of an antibody on a gold nanoparticle surface for one-step diagnosis of prostate specific antigen with dynamic light scattering. Nanoscale. 2017;9(25):8684-8694. https://doi.org/10.1039/C7NR03096G.A rapid blood test to determine the active status and duration of acute viral infection / T. Zheng [et al.] // ACS infectious diseases. 2017. Vol. 3. № 11. P. 866-873. https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.7b00137.Zheng T., Finn C., Parrett C. J., Dhume K., Hwang J. H., Sidhom D. A rapid blood test to determine the active status and duration of acute viral infection. ACS infectious diseases. 2017;3(11):866-873. https://doi.org/10.1021/acsinfecdis.7b00137.Dynamic light scattering biosensing based on analyte-induced inhibition of nanoparticle aggregation / A. D. Levin [et al.] // Analytical and bioanalytical chemistry. 2020. Vol. 412. P. 3423-3431. https://doi.org/10.1007/s00216-020-02605-9.Levin A. D., Ringaci A., Alenichev M. K., Drozhzhennikova E. B., Shevchenko K. G., Cherkasov V. R., Nikitin M. P., Nikitin P. I. Dynamic light scattering biosensing based on analyte-induced inhibition of nanoparticle aggregation. Analytical and bioanalytical chemistry. 2020;412: 3423-3431. https://doi.org/10.1007/s00216-020-02605-9.Разработка методики определения хлорамфеникола в мясных продуктах / Уланова Т. С. [и др.] // Анализ риска здоровью. 2013. № 4. С. 82-90. https://doi.org/10.21668/health.risk/2013.4.11.Ulanova T. S., Karnazhitskaya T. D., Pshenichnikova Ye. O., Nakhieva E. A. The development of a method for chloramphenicol determination in meat products. Health Risk Analysis. 2013;(4):82-90. https://doi.org/10.21668/health.risk/2013.4.11.Alanazi A. M., Mostafa G. A. E., Al-Badr A. A. Glutathione // Profiles of drug substances, excipients and related methodology. 2015. Vol. 40. P. 43-158.Alanazi A. M., Mostafa G. A. E., Al-Badr A. A. Glutathione. In: Profiles of drug substances, excipients and related methodology. 2015;(40):43-158.ISO Guide 35-2015 Стандартные образцы - Общие и статистические принципы сертификации (аттестации). Москва: Стандартинформ, 2016. 61 с.GOST ISO Guide 35-2015 Reference materials. General and statistical principles for certification. Moscow, Standartinform Publ., 2016, 61 p. (In Rus.)ГОСТ ISO/IEC17025-2019 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. Москва: Стандартинформ, 2019. 25 c.GOST ISO/IEC17025-2019 General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. Moscow, Standartinform Publ., 2019. 25 p. (In Rus.)Государственная фармакопея Российской Федерации. Издание XIV. Том III. Лекарственные средства синтетического и минерального происхождения // Федеральная электронная медицинская библиотека [сайт]. URL: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php. (дата обращения: 15.01.2021).State Pharmacopoeia of the Russian Federation. Edition XIV. Volume III. Medicines of synthetic and mineral origin. Federal Electronic Medical Library. Available at: http://femb.ru/femb/pharmacopea.php.ГОСТ 5962-2013 Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия. Москва: Стандартинформ, 2014. 9 с.GOST 5962-2013 Rectified ethyl alcohol from food raw materials. Technical conditions. Moscow, Standartinform Publ., 2014. 9 p. (In Rus.)РМГ 93-2015 Государственная система обеспечения единства измерений. Оценивание метрологических характеристик стандартных образцов // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов [сайт]. URL: https://beta.docs.cntd.ru/document/1200138923 (дата обращения: 15.01.2021)RMG 93-2015 State system for ensuring the uniformity of measurements. Estimation of metrological characteristics of reference materials. (In Rus.) Available at: https://beta.docs.cntd.ru/document/1200138923.ГОСТ OIML R76-1-2011 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания (с Поправкой). Москва: Стандартинформ, 2013. 140 с.GOST OIML R76-1-2011 State system for ensuring the uniformity of measurements. Non-automatic weighing instruments. Part 1. Metrological and technical requirements. Tests. Moscow, Standartinform Publ., 2013. 140 p. (In Rus.)Государственная система обеспечения единства измерений. Гири классов точности E (индекса 1), E (индекса 2), F (индекса 1), F (индекса 2), M (индекса 1), M (индекса 1-2), M (индекса 2), M (индекса 2-3) и M (индекса 3). Часть 1. Метрологические и технические требования. Москва: Стандартинформ, 2012. 102 с.State system for ensuring the uniformity of measurements. Weights of classes Е1, Е2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3 and М3. Part 1. Metrological and technical requirements. Moscow, Standartinform Publ., 2012. 102 p. (In Rus.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.