Introduction. Currently, control over the soil entry of antibiotics used in agriculture is becoming an urgent problem of environmental hygiene. Tetracycline can enter the soil with the excrement of domestic animals and affect biological objects, both microbiological and plant. The chemical form of tetracycline in the soil and the options for its transformation, in particular during sample preparation for analysis, are factors that determine the intensity of this effect and the reliability of analytical control. The lack of information about the transformation of the drug under chemical influence determined the relevance of the research.
Materials and methods. The studies were performed using the Stayer chromatographic system with a Shodex IC YS-50 150/4.6 cation column and a Kromasil C18 HPLC column with amperometric and conductometric detection. The objects of research were model soil samples with different tetracycline contents. When conducting research, soddy-podzolic soil from the «Nemchinovka» experimental field (Moscow region) and GSO No. chernozem were used.
Results. Solutions obtained after acid-methanol desorption of tetracycline from soil samples were studied using HPLC and IC (Ionochromatographic methods). As a result of desorption, complex forms of substances, including both natural organic substances of the soil and tetracycline components, were established to pass into the aqueous phase. These forms of substances are fixed with a Shodex IC YS-50 cation exchange column and are not fixed by HPLC with a Kromasil C18 column. The possibility of isolating a chromatographic signal corresponding to the tetracycline component using ion chromatography has been demonstrated.
Limitations. To create a method for measuring tetracycline in soil, it is necessary to test a larger number of soil species that differ in the content of organic matter to identify in detail the interfering effect of the organic matrix during chromatographic analysis.
Conclusion. Research has shown tetracycline chemically to bind to soil matter, forming cationic complexes. After treating the soil with a mixture of concentrated hydrochloric acid and methanol, tetracycline is quantitatively extracted from the soil in combination with natural soil organic matter. These forms of substances are detected by a Shodex IC YS-50 cationic column and are not detected by HPLC with a Kromasil C18 column. Selective analysis of the cationic form containing the tetracycline moiety is possible.
Compliance with ethical standards. the conclusion of the biomedical ethics committee or other documents (in Russian and English) is not required.
Contribution:Antropova N.S. — collection and processing of material, text writing, editing;Abramov E.G. — collection and processing of material, statistical processing, text writing, research concept.All authors are responsible for the integrity of all parts of the manuscript and approval of the manuscript final version.
Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.
Acknowledgement. The study had no sponsorship.
Received: February 15, 2024 / Revised: March 11, 2024 / Accepted: February 16 / Published: May 8, 2024
Введение. В настоящее время контроль за попаданием антибиотиков в почву при их использовании в сельском хозяйстве становится актуальной проблемой гигиены окружающей среды. Тетрациклин может попадать в почву с экскрементами домашних животных и воздействовать как на микробиологические, так и на растительные биологические объекты. Химическая форма нахождения тетрациклина в почве, варианты его трансформации, в частности при пробоподготовке для анализа, являются факторами, определяющими интенсивность этого воздействия и достоверность аналитического контроля. Отсутствие информации о трансформации препарата при химическом воздействии определило актуальность исследований.
Материалы и методы. Исследования выполнены с использованием хроматографической системы «Стайер» с катионной колонкой Shodex IC YS-50 150/4,6 и ВЭЖХ колонкой Kromasil C18 с амперометрическим и кондуктометрическим детектированием. Объектами исследований были модельные образцы почвы с разным содержанием тетрациклина. При проведении исследований использована дерново-подзолистая почва с опытного поля «Немчиновка» (Московская область) и стандартный образец чернозёма.
Результаты. Методами ВЭЖХ и ИХ (ионохроматографическими методами) изучены растворы, полученные после кислотно-метанольной десорбции тетрациклина из почвенных образцов. Установлено, что в результате десорбции в водную фазу переходят сложные формы веществ, включающие как природные органические вещества почвы, так и компоненты тетрациклина. Эти формы веществ фиксируются ионообменной катионной колонкой Shodex IC YS-50 и не фиксируются методом ВЭЖХ с колонкой Kromasil C18. Показана возможность выделения методом ионной хроматографии хроматографического сигнала, соответствующего тетрациклиновой компоненте.
Ограничения исследования. Для создания методики измерений тетрациклина в почве необходимо провести тестирование большего количества видов почвы, различающихся содержанием органического вещества, с целью детального выявления мешающего влияния органической матрицы при хроматографическом анализе.
Заключение. Исследования показали, что тетрациклин химически связывается с почвенным веществом, образуя катионные комплексы. После обработки почвы смесью концентрированной соляной кислоты и метанола тетрациклин количественно экстрагируется из почвы в сумме с природной почвенной органикой. Эти формы веществ фиксируются катионной колонкой Shodex IC YS-50 и не фиксируются методом ВЭЖХ с колонкой Kromasil C18. Возможен селективный анализ катионной формы, содержащей тетрациклиновую составляющую.
Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует предоставления заключения комитета по биомедицинской этике или иных документов.
Участие авторов:Антропова Н.С. — сбор и обработка материала, написание текста, редактирование;Абрамов Е.Г. — сбор и обработка материала, статистическая обработка, написание текста, концепция исследования.Все соавторы — утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.
Финансирование. Исследование не имело финансовой поддержки.
Поступила: 15.02.2024 / Поступила после доработки: 11.03.2024 / Принята к печати: 09.04.2024 / Опубликована: 08.05.2024