Определение некоторых сульфаниламидных и цефалоспориновых антибиотиков в моче методом спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.02, кандидат наук Маркина Наталья Евгеньевна

• Маркина Наталья Евгеньевна
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Маркина Наталья Евгеньевна

СОДЕРЖАНИЕ

СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Применение коллоидных наночастиц в качестве ГКР-активной подложки

1.1.1. Эффект «горячих точек»

1.1.2. Требования к стабилизатору наночастиц

1.1.3. Взаимодействие «аналит-металлическая подложка»

1.2. ГКР-активные сорбенты: строение, особенности, применение

1.2.1. Состав и структура ГКР-активных сорбентов

1.2.2. Подходы для увеличения селективности и чувствительности

анализа с использованием ГКР-активных сорбентов

1.2.3. ГКР-активные сорбенты многократного использования

1.2.4. Применение ГКР-активных сорбентов в анализе

1.3. Возможности спектроскопии ГКР для терапевтического лекарственного мониторинга

1.3.1. Место спектроскопии ГКР среди других аналитических методов

1.3.2. Ограничения спектроскопии ГКР

1.3.3. Примеры применения спектроскопии ГКР 31 ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Материалы и методы исследования

2.1.1. Материалы и реактивы

2.1.2. Оборудование и методы исследования

2.1.3. Сбор и подготовка образцов мочи

2.2. Синтез ГКР подложек и проведение анализа

2.2.1. Методики синтеза серебряных наночастиц

2.2.2. Регистрация спектров ГКР мочи и её основных компонентов

2.2.3. Методика проведения неудерживающей твердофазной экстракции

с последующим детектированием методом ГКР

3

2.2.4. Методика проведения жидкость-жидкостной экстракции с последующим детектированием методом ГКР

2.2.5. Синтез микрочастиц карбоната кальция со встроенными наночастицами серебра и магнетита и ГКР анализ на их основе

2.2.6. Метрологические характеристики анализа 63 ГЛАВА 3. СИГНАЛ ГКР ОСНОВНЫХ ФОНООБРАЗУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ МОЧИ

3.1. Синтез и характеризация серебряных наночастиц

3.2. Сигнал ГКР основных компонентов мочи

3.3. Влияние величины рН и разбавления на спектры ГКР мочи 69 ГЛАВА 4. СОВМЕЩЕНИЕ ГКР И НЕУДЕРЖИВАЮЩЕЙ ТВЕРДОФАЗНОЙ ЭКСТРАКЦИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЦЕФАЛОСПОРИНОВЫХ АНТИБИОТИКОВ В МОЧЕ

4.1. Предварительные измерения ГКР

4.2. Неудерживающая твердофазная экстракция с помощью силикагеля

4.3. Определение цефалоспориновых антибиотиков в моче методом ГКР 77 ГЛАВА 5. СОВМЕЩЕНИЕ ГКР С ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИЕЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СУЛЬФАНИЛАМИДНЫХ АНТИБИОТИКОВ В МОЧЕ

5.1. Влияние рН на сигнал ГКР антибиотиков

5.2. Влияние рН на сигнал ГКР сульфаметоксазола в моче

5.3. Оптимизация процедуры жидкость-жидкостной экстракции

5.4. Уменьшение фонового сигнала ГКР с помощью жидкость -жидкостной экстракции

5.5. Определение сульфаниламидных антибиотиков в моче 92 ГЛАВА 6. МАГНИТОУПРАВЛЯЕМЫЙ ГКР-АКТИВНЫЙ СОРБЕНТ

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕКОТОРЫХ АНТИБИОТИКОВ В МОЧЕ

6.1. Синтез и характеризация ГКР-активного сорбента

6.2. Исследование сорбционных свойств ГКР-активного сорбента

6.3. Оптимизация синтеза и протокола твердофазной экстракции

6.4. Определение модельных веществ

6.5. Определение антибиотиков в моче

6.5.1. Определение сульфаниламидных антибиотиков

6.5.2. Определение цефалоспориновых антибиотиков 115 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 120 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 122 БЛАГОДАРНОСТИ

СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГДД - гидродинамический диаметр

ГЗ - градуировочная зависимость

ГКР - гигантское комбинационное рассеяние

ДМ - дневная моча

ДРС - динамическое рассеяние света

ЖЖЭ - жидкость-жидкостная экстракция

ЗНЗ - золотые нанозвезды

ЗНС - золотые наностержни

ЗНЧ - золотые наночастицы

КР - комбинационное рассеяние

КРН - креатинин

КУ - коэффициент усиления

ЛС - лекарственное средство

МК - мочевая кислота

МФС - микрофлюидная система

н.д. - нет данных

НС - наркотическое средство

НТФЭ - неудерживающая твердофазная экстракция НЧ - наночастицы

ПАВ - поверхностно-активные вещества ПАУ - полиароматические углеводороды ПНИПАМ - поли-Ы-изопропилакриламид ППР - поверхностный плазмонный резонанс ПрО - предел обнаружения ПЭИ - полиэтиленимин

РГКР - резонансное гигантское комбинационное рассеяние

Р6Ж - родамин 6Ж

СДМ - сульфадиметоксин

СМЗ - сульфаметоксазол

СНЧ - серебряные наночастицы

СЭМ - сканирующая электронная микроскопия

ТЛМ - терапевтический лекарственный мониторинг

ТФЭ - твердофазная экстракция

УБЛ - уробилин

УЗ - ультразвук

УМ - утренняя моча

ФС - Фотосенс

ЦД - циклодекстрины

ЦЗЛ - цефазолин

ЦПР - цефоперазон

ЦТАБ - цетилтриметиламмоний бромид ЦТР - цефтриаксон ЭФ - электрофорез 6-МП - 6-меркаптопурин

CaCO3-Ag-Fe - микрочастицы карбоната кальция со встроенными НЧ серебра и магнетита

(CaCO3-Ag-Fe)@ПЭИ - микрочастицы карбоната кальция со встроенными НЧ серебра и магнетита, модифицированные полиэтиленимином sr - относительное стандартное отклонение

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение некоторых сульфаниламидных и цефалоспориновых антибиотиков в моче методом спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния»

Актуальность исследования

Спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния света (ГКР) является относительно новым методом колебательной спектроскопии поверхности. Метод основан на регистрации усиленных спектров комбинационного рассеяния (КР) молекул, непосредственно адсорбированных на поверхности ГКР-активных материалов (ГКР подложек), таких как металлические наночастицы (НЧ) и различные наноструктурированные композитные материалы. Благодаря возможности идентификации аналитов по специфичным колебательным пикам в усиленных КР спектрах, низким пределам обнаружения (ПрО), небольшим затратам времени на проведение анализа и доступности портативных спектрометров, спектроскопия ГКР предложена в качестве перспективного метода для проведения химического и биохимического анализа.

В частности, весьма многообещающим направлением является применение ГКР для терапевтического лекарственного мониторинга (ТЛМ) в крови и моче, например, антибиотиков и противоопухолевых препаратов. Данное направление особенно важно при лечении людей с нарушением функций почек, у которых может происходить накопление лекарственных препаратов в организме, что приводит к усилению их побочных эффектов. ГКР анализ мочи представляет особый интерес для ТЛМ, поскольку сбор образцов мочи не требует специальной квалификации, прост, неинвазивен и безболезнен по сравнению с забором крови.

Однако текущий уровень развития спектроскопии ГКР пока не позволяет использовать его в качестве рутинного метода для биоанализа. Так, основным недостатком метода ГКР является низкая селективность, вызванная конкурентными взаимодействиями между молекулами аналита и другими компонентами биожидкостей за адсорбционные центры на поверхности ГКР подложки. Данный недостаток приводит к тому, что в случае анализа мочи методом ГКР всегда присутствует сильный и постоянно меняющийся фоновый сигнал. К сожалению, в современных исследованиях по применению ГКР как в ТЛМ, так и других областях (био)анализа данному

факту уделяется мало внимания, что существенно тормозит развитие аналитических приложений ГКР. Поэтому исследования по снижению уровня фонового сигнала и увеличению надежности анализа методом ГКР, а также созданию достаточно универсальных методик, пригодных для определения различных представителей антибиотиков одного класса, являются крайне актуальными.

Таким образом, цель диссертационной работы заключается в разработке подходов к контролю уровня фонового сигнала ГКР и надежному определению методом ГКР антибиотиков в моче на примере представителей сульфаниламидных и цефалоспориновых препаратов. Для достижения поставленной цели решали следующие задачи:

- установление компонентов мочи, обладающих интенсивным спектром ГКР и ответственных за формирование фонового сигнала ГКР мочи;

- изучение влияния величины рН и степени разбавления мочи на уровень фонового ГКР сигнала мочи и возможность определения антибиотиков в моче;

- разработка и оптимизация методики совмещения неудерживающей твердофазной экстракции (НТФЭ) и ГКР с целью уменьшения фонового сигнала при определении некоторых цефалоспориновых антибиотиков в моче;

- разработка и оптимизация методики совмещения жидкость-жидкостной экстракции (ЖЖЭ) и ГКР с целью уменьшения фонового сигнала при определении некоторых сульфаниламидных антибиотиков в моче;

- синтез и характеризация ГКР-активного материала с улучшенной сорбционной способностью (ГКР-активный сорбент) на основе магнитоуправляемых микрочастиц карбоната кальция со встроенными серебряными наночастицами (СНЧ) для совмещения твердофазной экстракции (ТФЭ) и детектирования методом ГКР в одном материале;

- оценка возможности разработанного ГКР-активного сорбента концентрировать исследуемые сульфаниламидные и цефалоспориновые антибиотики и проводить их отделение от фонообразующих компонентов при определении в моче.

Методы и объекты исследования

Для решения поставленных задач применяли комплекс физических методов исследования: КР спектроскопия, молекулярная абсорбционная спектрометрия в видимой и УФ области, флуориметрия, метод динамического рассеяния света, сканирующая электронная микроскопия. В качестве объектов в исследовании использовали образцы мочи добровольцев, органические компоненты мочи (мочевина, креатинин (КРН), мочевая кислота (МК), уробилин (УБЛ)), цефалоспориновые антибиотики (цефтриаксон (ЦТР), цефазолин (ЦЗЛ), цефоперазон (ЦПР)), сульфаниламидные антибиотики (сульфаметоксазол (СМЗ), сульфадиметоксин (СДМ)).

Научная новизна работы

Установлены основные компоненты мочи, ответственные за формирование фонового сигнала ГКР (мочевина, КРН, МК, УБЛ) и изучено влияние величины рН и разбавления на интенсивность их сигнала.

Разработаны методики совмещения анализа методом ГКР с НТФЭ и ЖЖЭ для определения цефалоспоринов и сульфаниламидов в моче, соответственно. Показано, что оба варианта экстракции позволили исключить как фоновый сигнал, так и влияние компонентов мочи на интенсивность аналитического сигнала антибиотиков.

Синтезирован новый ГКР-активный сорбент на основе микрочастиц карбоната кальция со встроенными СНЧ, способный сорбировать как положительно, так и отрицательно заряженные аналиты благодаря модификации поверхности сорбента полиэлектролитом. Продемонстрировано снижение ПрО примерно на два порядка по сравнению с исходными СНЧ за счет их встраивания в пористую матрицу и дополнительного концентрирования аналита.

Продемонстрирована возможность использования полученного ГКР-активного сорбента для определения в моче как цефалоспориновых, так и сульфаниламидных антибиотиков методом ГКР.

Практическая значимость работы

Выявлены основные фонообразующие компоненты мочи, препятствующие надежному определению методом ГКР аналитов в моче. Предложены подходы по увеличению надежности ТЛМ методом ГКР путем его совмещения с экстракционными методами (НТФЭ, ТФЭ, ЖЖЭ). Разработано несколько простых и быстрых методик определения цефалоспориновых и сульфаниламидных антибиотиков в моче в диапазоне концентраций, необходимом для проведения ТЛМ. Создан магнитоуправляемый ГКР-активный сорбент, позволяющий как концентрировать некоторые соединения, так и усиливать их спектры ГКР, что привело к сокращению времени анализа за счет исключения этапа элюирования. Практическая применимость разработанных протоколов анализа подтверждена их тестированием с использованием образцов мочи добровольцев с различным содержанием фонообразующих компонентов (утренняя и дневная порции мочи).

Основные результаты исследований, выносимые на защиту:

- источники фонового сигнала ГКР мочи и факторы, влияющие на его интенсивность: присутствие определенных компонентов мочи и варьирование степени разбавления и значения рН мочи;

- методика устранения фонового сигнала ГКР мочи при определении представителей цефалоспориновых антибиотиков за счет предварительного проведения НТФЭ;

- методика увеличения надежности определения методом ГКР представителей сульфаниламидных антибиотиков в моче путем предварительного проведения ЖЖЭ;

- методика синтеза нового магнитоуправляемого ГКР-активного сорбента на основе микрочастиц карбоната кальция, содержащих СНЧ и НЧ магнетита;

- подход к одновременному концентрированию на ГКР-активном сорбенте представителей цефалоспориновых и сульфаниламидных антибиотиков, их отделению от компонентов мочи и определению методом спектроскопии ГКР.

Личный вклад соискателя заключался в постановке задач, а также в выполнении основных теоретических и экспериментальных работ по

ключевым направлениям исследования. В диссертации обобщены результаты, полученные лично автором и совместно с соавторами публикаций.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на конференциях: XII Всероссийская интерактивная (с международным участием) конференция молодых ученых «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Россия, Саратов, 2017); IX научно-практическая конференция «Presenting Academic Achievements to the World» (Россия, Саратов, 2017), Всероссийская научная школа-семинар «Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине - 2018» (Россия, Саратов, 2018); IV, V и VI Международный Симпозиум по оптике и биофотонике (Россия, Саратов, 2016, 2017, 2018), VII Всероссийская научная школа-семинар «Взаимодействие СВЧ, терагерцового и оптического излучения с полупроводниковыми микро- и наноструктурами, метаматериалами и биообъектами» (Россия, Саратов, 2020).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12 работ, включая 4 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК и библиографические базы данных Web of Science и Scopus, 5 статей в сборниках научных трудов, 3 тезисов докладов конференций.

Финансовая поддержка работы осуществлялась в рамках следующих проектов: гранты РНФ № 14-13-00229 и 18-13-00081, грант Министерства образования и науки РФ № 4.1063.2017/4.6 и FSRR-2020-0002, совместный грант Германской службы академических обменов (DAAD) и Министерства образования и науки Российской Федерации № 20.9966.2017/5.2.

Объем, логика и структура работы обусловлены поставленной целью и сформулированными задачами исследования, а также требованиями, предъявляемыми к диссертационным работам. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка использованных источников. В тексте работы содержатся таблицы, схемы и графические иллюстрации. Общий объем диссертации составляет 142 страницы, включая 55 рисунков и 10 таблиц.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Спектроскопия ГКР представляет собой метод колебательной спектроскопии, основанный на усилении интенсивности спектров КР молекул, находящихся вблизи металлических наноструктур (ГКР подложек). Наиболее распространенными металлами для получения ГКР подложек являются серебро и золото, а также их комбинации, что обусловлено наличием у них плазмонных свойств в видимой области спектра и химической стабильностью [1].

Усиление сигнала КР объясняется двумя механизмами. Первый, электромагнитный механизм, связан с коллективными колебаниями электронов металлической наноструктуры после взаимодействия с возбуждающим излучением, т.е. ГКР подложки действуют как аккумулятор энергии и эффективно усиливают как падающее, так и рассеянное излучение, что и приводит к возрастанию КР сигнала [2]. Второй, химический механизм, происходит в результате сорбции аналита на ГКР подложке и переносе заряда с ГКР подложки на молекулы адсорбата при возбуждении поверхностного плазмонного резонанса (ППР) [3]. Оба механизма усиления являются мультипликативными, что увеличивает потенциальную чувствительность анализа, основанного на измерении ГКР.

В настоящее время на тему исследований ГКР опубликован ряд обзорных статей, посвященных как фундаментальным основам метода [4,5], так и практическим приложения в разных областях [6-8]. В данной главе основное внимание уделено особенностям применения коллоидных НЧ и ГКР-активных сорбентов в ГКР анализе, а также применимости ГКР для определения лекарств в биожидкостях, в частности для ТЛМ.

1.1. Применение коллоидных наночастиц в качестве ГКР-активной подложки

1.1.1. Эффект «горячих точек»

ГКР подложки обычно могут иметь две формы: (1) твердая подложка, представляющая собой слой ГКР-активного материала, и (2) НЧ, диспергированные в жидкой фазе. При изготовлении твердых подложек в основном используют физические методы (осаждение из паровой фазы,

лазерная абляция, ионно-лучевая литография и др.), в то время как коллоидные НЧ синтезируют путем химического восстановления солей металлов в растворах [9].

ГКР подложки обеспечивают наибольшее усиление сигнала КР в местах соприкосновения двух НЧ или на острых краях (рисунок 1.1а). Такие места называются «горячими точками», и их формирование является желательным при получении ГКР подложек и проведении ГКР детектирования. В случае твердых ГКР подложек «горячие точки» часто достигаются за счет точной геометрии поверхности подложки. Следует отметить, что твердые ГКР подложки не требуют каких-либо стабилизирующих агентов на своей поверхности. Это снижает риск возникновения фонового сигнала в спектрах ГКР, что является довольно частой проблемой для ГКР подложек на основе коллоидных НЧ [10].

(а) • 1 1 (б) 1.0*

1 • • • • • • • • • 1

200 нм

^ 2 ч •

N • • • • м

• •' I 200 нм

./• * • 3 ¿Да. 1 з

. ' • | 200 нм |

Рисунок 1.1. (а) ПЭМ изображения и рассчитанные напряженности электрические поля (Е) неагрегированных серебряных наночастиц (СНЧ) (1), димеров СНЧ (2), крупных агрегатов СНЧ (3) [15]. (б) Влияние расстояния между аналитом и ГКР подложкой на интенсивность сигнала ГКР пиридина (по пику при 1594 см-1) в зависимости от толщины

слоя оксида алюминия [16].

Коллоидные растворы НЧ образуют «горячие точки» в результате агрегации НЧ, обычно инициируемых добавлением соединений, замещающих молекулы-стабилизаторы на поверхности НЧ. В качестве агрегирующего агента чаще всего используют хлорид-ионы; однако для

некоторых аналитов с более низкой склонностью к адсорбции на металлической поверхности используются и другие неорганические анионы (например, нитраты, сульфаты, бромиды) [11,12]. Сам аналит также может инициировать агрегацию, если его сродство к поверхности подложки достаточно велико [13]. Для достижения однородной структуры агрегатов НЧ необходимо тщательно оптимизировать соотношение концентраций агрегирующего агента и НЧ, а также время их взаимодействия. Также слишком мелкие или большие агрегаты НЧ не обеспечивают максимального усиления сигнала КР, а неправильно оптимизированный процесс агрегации может вызвать осаждение НЧ на стенках кюветы или другой емкости, в которой происходит регистрация сигнала [12].

Когда агрегация НЧ достигается посредством добавления агрегирующего агента, структура «горячей точки» является относительно случайной, что снижает воспроизводимость сигнала ГКР [13]. Однако имеются работы, в которых показана возможность контроля образования агрегатов. Например, наличие у аналита (4,4'-диаминоазобензол) двух аминогрупп, обладающих сродством к серебру, позволило создать комплекс «НЧ-аналит-НЧ» [14], т.е. аналит действовал как линкер, расположенный непосредственно в «горячей точке». Аналогичный подход использовали для определения нитритов, основанный на конъюгировании двух НЧ, модифицированных реагентами (1 -нафтиламин и 4-аминотиофенол, соответственно), образующих азокомплекс только в присутствии нитрит-ионов (реакция Грисса), причем азокомплекс также располагается непосредственно в области «горячих точек» [15].

1.1.2. Требования к стабилизатору наночастиц

Известно, что фактически сигнал КР усиливается только на расстояниях до 5 нм от металлической поверхности, и интенсивность сигнала экспоненциально уменьшается с увеличением этого расстояния [16] (рисунок 1.1б). Таким образом, чем ближе аналит к поверхности, тем больше интенсивность сигнала ГКР. Исходя из вышесказанного, «чистые» плазмонные металлические поверхности будут с большей вероятностью адсорбировать аналит и, следовательно, будут генерировать более

интенсивный сигнал ГКР. К сожалению, такие поверхности редко используются в практике, поскольку методы, необходимые для получения таких плазмонных наноструктур (осаждение из паровой фазы, лазерная абляция, ионно-лучевая литография), довольно дороги и трудоемки.

Поэтому обычно используют коллоидные плазмонные НЧ, поскольку они могут быть получены с большим разнообразием геометрии и размеров частиц [17]. Однако изготовление коллоидных НЧ требует использования восстановителей и стабилизаторов для контроля размера частиц, формы и коллоидной стабильности, и эти химические вещества могут слабо взаимодействовать с металлическими поверхностями. Поэтому при получении ГКР подложек на основе коллоидных НЧ следует избегать использования поверхностно-активных веществ (ПАВ) или растворителей, содержащих тио- и аминогруппы или ионы галогенидов. Однако катионное ПАВ цетилтриметиламмоний бромид (ЦТАБ) по-прежнему широко используется в качестве одного из наиболее распространенных агентов, регулирующих форму НЧ [18]. Молекулы ЦТАБ прочно связываются с металлической поверхностью и образуют бислой вокруг частиц, что препятствует сорбции большинства аналитов на поверхности НЧ. Поскольку некоторые из наиболее популярных и интересных наноструктур (в основном золотые наностержни) получают с использованием избыточной концентрации ЦТАБ, единственным решением для получения сигнала ГКР с использованием этих НЧ является применение посточистки с целью удаления ПАВ. Например, применение центрифугирования позволяет удалить большую часть избытка ЦТАБ из коллоида, но, тем не менее, на поверхности наностержней сохраняется бислой ЦТАБ. В ряде работ показано, что отмытые наностержни продуцируют более интенсивные спектры ГКР, чем сферические НЧ даже в присутствии оставшегося защитного бислоя ЦТАБ [19]. Другими распространенными агентами, регулирующими форму НЧ, являются полимеры. В основном используют поливинилпирролидон, который может быть почти полностью удален после нескольких циклов центрифугирования/повторного диспергирования, в результате чего постепенно увеличивается интенсивность сигнала ГКР [20].

Однако в случаях, когда не требуется получение НЧ с особенной формой, наиболее распространенным стабилизатором НЧ являются цитрат-ионы, позволяющие получать сферические НЧ. Такие коллоидные НЧ демонстрируют хорошие результаты для многих приложений, однако имеют четкий, но относительно слабый фоновый сигнал ГКР, вызванный присутствием цитрат-ионов [10].

1.1.3. Взаимодействие «аналит-металлическая подложка»

Интенсивность сигнала ГКР больше, если молекулы аналита имеют более высокое сродство к металлической поверхности. Что касается взаимодействия аналита с подложкой, то оно осуществляется в основном за счет электростатических или гидрофобных взаимодействий в зависимости от природы конкретного аналита [21]. Наиболее распространенным стабилизирующим агентом для коллоидных НЧ, используемых в ГКР анализе, являются цитрат-ионы, т.е. поверхность таких НЧ заряжена отрицательно. Следовательно, преимущественно положительно заряженные аналиты будут сорбироваться на их поверхности. Для получения сигнала ГКР от отрицательно заряженных аналитов предложено несколько подходов. Исторически первым подходом является так называемая «коллоидная активация», которая включает добавление раствора электролита для увеличения ионной силы системы с соответствующим увеличением поверхностного заряда НЧ, что приводит к уменьшению электростатического отталкиванию между поверхностью и аналитом. Однако этот метод нарушает коллоидную стабильность системы и действует только на НЧ, не влияя на аналиты. Вторым вариантом является использование для активации минеральных кислот для снижения рН раствора, что приводит не только к увеличению ионной силы, влияя на коллоидную стабильность НЧ, но также увеличивает концентрацию протонов, тем самым эффективно уменьшая отрицательный заряд карбоксильных групп стабилизатора (рисунок 1.2а) [22]. Кроме того, аминогруппы аналитов становятся положительными за счет протонирования, что улучшает их электростатическое взаимодействие с карбоксильными группами стабилизатора и приводит к увеличению сигнала ГКР при низких значениях рН (рисунок 1.2а). Отметим, что изменение

структуры и распределения заряда при изменении рН может естественным образом влиять на геометрию адсорбции аналита на подложке, приводя к сдвигам, подавлению имеющихся и/или появлению новых пиков [23-25]. Чтобы полностью изменить поверхностный заряд НЧ с отрицательного на положительный и дополнительно улучшить сигнал ГКР, предложен третий подход, который состоит в замене стабилизирующего агента при синтезе. Альтернативой для цитрата являются алифатические аминокислоты, которые характеризуются своей цвиттерионной природой с низким поперечным сечением КР. В зависимости от природы аминокислоты (количества аминогрупп) и рН среды, поверхностный заряд на частицах может быть настроен от +30 до -50 мВ [26]. Однако важно отметить, что можно использовать не все аминокислоты, поскольку те, которые содержат тиольные группы (цистеин и метионин), блокируют поверхности золота или серебра, тем самым препятствуя сорбции исследуемых молекул и их детектированию методом ГКР. Также альтернативой является модификация НЧ поверх существующего стабилизатора положительно заряженными молекулами, действующими в качестве линкера, соединяющего подложку и аналит [27-31].

Описанные подходы эффективны для полярных молекул, содержащих функциональные группы со сродством к золоту и серебру. Несмотря на это, существует много важных аналитов, не имеющих сродства к золоту или серебру, которые обладают высокой гидрофобностью. Одним из классических примеров является случай полициклических ароматических углеводородов (ПАУ). ПАУ нельзя анализировать с использованием обычных ГКР подложек, поскольку они плохо сорбируются и удерживаются на металлических поверхностях, особенно покрытых слоем заряженного стабилизатора. Поэтому были разработаны новые подходы, основанные на функционализации поверхности гидрофобными молекулами [32]. Самый простой, но один из самых мощных методов включает создание самосборного монослоя амино- или тиоалифатических цепей. Такой подход достаточно универсален, и химическая природа монослоя может быть

оптимизирована для сорбции других аналитов с низким сродством к плазмонной поверхности [33,34].

Подходы супрамолекулярной химии, основанные на взаимодействиях типа «гость-хозяин», также использовались для функционализации поверхности НЧ: молекулы-рецепторы (хозяева) на поверхности НЧ проявляли специфичность при взаимодействии с определенным семейством целевых аналитов (гость). Также супрамолекулярные взаимодействия придают молекулам определенную ориентацию по отношению к поверхности ГКР подложки, в отличие от случайной ориентации, получаемой при электростатической/гидрофобной сорбции аналитов, тем самым повышая уровень селективности метода ГКР. Данный подход применяли для прямого распознавания и количественного определения энантиомеров (Я,Я- и гидробензоин) с использованием циклодекстринов (ЦД) в качестве молекул -хозяев (рисунок 1.2б) [35]. ЦД также применяли при детектировании взрывчатых веществ [36], ПАУ [37], и других загрязняющих веществ [38,39]. Как и большинство углеводов, ЦД характеризуются низким сечением рассеяния, что позволяет минимизировать уровень фонового сигнала в спектрах ГКР. Другие молекулы-хозяева различной природы также были успешно использованы для детектирования органических загрязнителей, включая каликсарены [40,41], виологен [42] и природные гуминовые вещества [43].

Важной особенностью количественного определения методом ГКР является адсорбционная способность ГКР подложки, напрямую связанная с линейным откликом сигнала [44]. Градуировочная зависимость имеет линейный вид только в том случае, если аналиты адсорбируются в виде монослоя и степень заполнения поверхности адсорбатом низкая. Насыщение поверхности подложек обычно приводит к насыщению сигнала, что затрудняет надежные измерения или количественную оценку. Таким образом, для количественного определения аналита сигнал ГКР обычно калибруют в относительно узком диапазоне концентраций [13,31,45]. Также при превышении концентрации аналита сорбционной ёмкости подложки,

наблюдается увеличение ширины некоторых пиков ГКР и/или их смещение [45].

Рисунок 1.2. (а) Изменение дзета-потенциала серебряных наночастиц (СНЧ), стабилизированных цитрат-ионами, и спектры ГКР 2-нафталинтиола, салициловой кислоты и пиридина в зависимости от рН раствора [22]. (б) Молекулярные модели наиболее вероятных конформаций для энантиомеров (Я.Д- и £,£-гидробензоин) с циклодекстринами и спектры ГКР данных комплексов, полученные с помощью СНЧ [35]. 1.2. ГКР-активные сорбенты: строение, особенности, применение Помимо «классических» ГКР подложек, таких как коллоидные НЧ или наноструктурированные электроды, полученные электрохимическими методами, в последние годы также разрабатываются многофункциональные ГКР подложки [46], которые помимо усиления сигнала КР обладают дополнительными возможностями, позволяющими улучшить анализ, например, его селективность и чувствительность [47,48]. Особое внимание было уделено подложкам на основе металлических НЧ, встроенных в пористые (не)органические матрицы (ГКР-активные сорбенты) [49-51]. Эти положки обеспечивают коллоидную и химическую стабильность встроенных НЧ и обладают лучшими сорбционными способностями по сравнению с исходными НЧ [52,53]. Таким образом, улучшение чувствительности анализа (на несколько порядков) обусловлено концентрированием молекул аналита пористой ГКР подложкой с дальнейшим обнаружением непосредственно в подложке [54,55]. Концентрирование аналита вблизи металлической

поверхности также частично преодолевает недостаток низкой активности КР

20

некоторых аналитов, а регистрация спектров непосредственно с ГКР-активного сорбента позволяет исключить этап элюирования и, как следствие, снизить потери аналита, исключить использование растворителей, сократить время анализа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Маркина Наталья Евгеньевна, 2020 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Jahn M., Patze S., Hidi I.J., Knipper R., Radu A.I., Muhlig A., Yuksel S., Peksa V., Weber K., Mayerhofer T., Cialla-May D., Popp J. Plasmonic nanostructures for surface enhanced spectroscopic methods // Analyst, 2016, Vol. 141, P. 756-793.

2. Ding S.Y., You E.M., Tian Z.Q., Moskovits M. Electromagnetic theories of surface-enhanced Raman spectroscopy // Chem. Soc. Rev., 2017, Vol. 46, P. 40424076.

3. Otto A. The 'chemical' (electronic) contribution to surface-enhanced Raman scattering // J. Raman Spectrosc., 2005, Vol. 36, P. 497-509.

4. Campion A., Kambhampati P. Surface-enhanced Raman scattering // Chem. Soc. Rev., 1998, Vol. 27, P. 241-250.

5. Haynes C.L., McFarland A.D., Van Duyne R.P. Surface-enhanced Raman spectroscopy // Anal. Chem., 2005, Vol. 77, P. 338-346.

6. Khlebtsov B.N., Khanadeev V.A., Panfilova E.V., Bratashov D.N., Khlebtsov N.G. Gold nanoisland films as reproducible SERS substrates for highly sensitive detection of fungicides // ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, Vol. 7, P. 6518-6529.

7. Cialla-May D., Zheng X.S., Weber K., Popp J. Recent progress in surface-enhanced Raman spectroscopy for biological and biomedical applications: from cells to clinics // Chem. Soc. Rev., 2017, Vol. 46, P. 3945-3961.

8. Gillibert R., Qi J., Yang H., Wei Z., Fu L., de la Chapelle M.L. Food quality control by surface enhanced Raman scattering // Trends Anal. Chem., 2018, Vol. 105, P. 185-190.

9. Li W.B., Zhao X.C., Yi Z.F., Glushenkov A.M., Kong L.X. Plasmonic substrates for surface-enhanced Raman scattering // Anal. Chim. Acta, 2017, Vol. 984, P. 19-41.

10. Munro C.H., Smith W.E., Garner M., Clarkson J., White P.C. Characterization of the surface of a citrate-reduced colloid optimized for use as a substrate for surface-enhanced resonance Raman scattering // Langmuir, 1995, Vol. 11, P. 37123720.

11. Bell S.E.J., Sirimuthu N.M.S. Surface-enhanced Raman spectroscopy as a probe of competitive binding by anions to citrate-reduced silver colloids // J. Phys. Chem. A, 2005, Vol. 109, P. 7405-7410.

12. Cowcher D.P., Jarvis R., Goodacre R. Quantitative online liquid chromatography-surface-enhanced Raman scattering of purine bases // Anal. Chem., 2014, Vol. 86, P. 9977-9984.

13. Hidi I.J., Heidler J., Weber K., Cialla-May D., Popp J. Ciprofloxacin: pH-dependent SERS signal and its detection in spiked river water using LoC-SERS // Anal. Bioanal. Chem., 2016, Vol. 408, P. 8393-8401.

14. Vlckova B., Moskovits M., Pavel I., Siskova K., Sladkova M., Slouf M. Single-molecule surface-enhanced Raman spectroscopy from a molecularly-bridged silver nanoparticle dimer // Chem. Phys. Lett., 2008, Vol. 455, P. 131-134.

15. Correa-Duarte M.A., Pazos Perez N., Guerrini L., Giannini V., Alvarez-Puebla R.A. Boosting the quantitative inorganic surface-enhanced Raman scattering sensing to the limit: the case of nitrite/nitrate detection // J. Phys. Chem. Lett., 2015, Vol. 6, P. 868-874.

16. Stiles P.L., Dieringer J.A., Shah N.C., Van Duyne R.R. Surface-enhanced Raman spectroscopy // Annu. Rev. Anal. Chem., 2008, Vol. 1, P. 601-626.

17. Khlebtsov N.G., Khlebtsov B.N. Optimal design of gold nanomatryoshkas with embedded Raman reporters // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transf., 2017, Vol. 190, P. 89-102.

18. Khlebtsov B.N., Khanadeev V.A., Burov A.M., Le Ru E.C., Khlebtsov N.G. Reexamination of surface-enhanced Raman scattering from gold nanorods as a function of aspect ratio and shape // J. Phys. Chem. C, 2020, Vol. 124, P. 1064710658.

19. Alvarez-Puebla R.A., Agarwal A., Manna P., Khanal B.P., Aldeanueva-Potel P., Carbo-Argibay E., Pazos-Perez N., Vigderman L., Zubarev E.R., Kotov N.A., Liz-Marzan L.M. Gold nanorods 3D-supercrystals as surface enhanced Raman scattering spectroscopy substrates for the rapid detection of scrambled prions // Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2011, Vol. 108, P. 8157-8161.

20. Rodriguez-Lorenzo L., Alvarez-Puebla R.A., de Abajo F.J.G., Liz-Marzan L.M. Surface enhanced Raman scattering using star-shaped gold colloidal nanoparticles // J. Phys. Chem. C, 2010, Vol. 114, 7336-7340.

21. Xi W.J., Shrestha B.K., Haes A.J. Promoting intra- and intermolecular interactions in surface-enhanced Raman scattering // Anal. Chem. 2018, Vol. 90, P. 128-143.

22. Alvarez-Puebla R.A., Arceo E., Goulet P.J.G., Garrido J.J., Aroca R.F. Role of nanoparticle surface charge in surface-enhanced Raman scattering J. Phys. Chem. B, 2005, Vol. 109, P. 3787-3792.

23. Leopold N., Cinta-Pinzaru S., Szabo L., Ilesan D., Chis V., Cozar O., Kiefer, W. Raman and SERS study of metoclopramide at different pH values // J. Raman Spectrosc., 2010, Vol. 41, P. 248-255.

24. Li P., Zhou X., Liu H.L.,Yang L.B., Liu J.H. Surface-enhanced Raman evidence for Rhodamine 6G and its derivative with different adsorption geometry to colloidal silver nanoparticle // J. Raman Spectrosc., 2013, Vol. 44, P. 999-1003.

25. Schulte J.P., Grass S., Treuel L. Adsorption of dicarboxylic acids onto nano-structured silver surfaces - surface-enhanced Raman scattering studies of pH-dependent adsorption geometries // J. Raman Spectrosc., 2013, Vol. 44, P. 247254.

26. Alvarez-Puebla R.A., Aroca R.F. Synthesis of silver nanoparticles with controllable surface charge and their application to surface-enhanced Raman scattering // Anal. Chem., 2009, Vol. 81, P. 2280-2285.

27. Seifar R.M., Altelaar M.A.F., Dijkstra R.J., Ariese F., Brinkman U.A.T., Gooijer C. Surface-enhanced resonance Raman spectroscopy as an identification tool in column liquid chromatography // Anal. Chem., 2000, Vol. 72, P. 57185724.

28. Kim K., Lee J.W., Shin K.S. Polyethylenimine-capped Ag nanoparticle film as a platform for detecting charged dye molecules by surface-enhanced Raman scattering and metal-enhanced fluorescence // ACS Appl. Mater. Interfaces, 2012, Vol. 4, P. 5498-5504.

29. Marsich L., Bonifacio A., Mandal S., Krol S., Beleites C., Sergo V. Poly-l-lysine-coated silver nanoparticles as positively charged substrates for surface-enhanced Raman scattering // Langmuir, 2012, Vol. 28, P. 13166-13171.

30. Morla-Folch J., Xie H.N., Gisbert-Quilis P., Gomez-de Pedro S., Pazos-Perez N., Alvarez-Puebla R.A., Guerrini L. Ultrasensitive direct quantification of

124

nucleobase modifications in DNA by surface-enhanced Raman scattering: The case of cytosine // Angew. Chem. Int. Ed., 2015, Vol. 54, P. 13650-13654.

31. Stewart A., Murray S., Bell S.E.J. Simple preparation of positively charged silver nanoparticles for detection of anions by surface-enhanced Raman spectroscopy // Analyst, 2015, Vol. 140, P. 2988-2994.

32. Jones C.L., Bantz K.C., Haynes C.L. Partition layer-modified substrates for reversible surface-enhanced Raman scattering detection of polycyclic aromatic hydrocarbons // Anal. Bioanal. Chem., 2009, Vol. 394, P. 303-311.

33. Yonzon C.R., Haynes C.L., Zhang X., Walsh J.T., Van Duyne R.P. A glucose biosensor based on surface-enhanced Raman scattering: improved partition layer, temporal stability, reversibility, and resistance to serum protein interference // Anal. Chem., 2004, Vol. 76, P. 78-85.

34. Bantz K.C., Haynes C.L. Surface-enhanced Raman scattering detection and discrimination of polychlorinated biphenyls // Vib. Spectrosc., 2009, Vol. 50, P. 29-35.

35. Abalde-Cela S., Hermida-Ramon J.M., Contreras-Carballada P., De Cola L., Guerrero-Martinez A., Alvarez-Puebla R.A., Liz-Marzan L.M. SERS chiral recognition and quantification of enantiomers through cyclodextrin supramolecular complexation // ChemPhysChem, 2011, Vol. 12, P. 1529-1535.

36. Xu J.Y., Wang J., Kong L.T., Zheng G.C., Guo Z., Liu J.H. SERS detection of explosive agent by macrocyclic compound functionalized triangular gold nanoprisms // J. Raman Spectrosc., 2011, Vol. 42, P. 1728-1735.

37. Xie Y., Wang X., Han X., Xue X., Ji W., Qi Z., Liu J., Zhao B., Ozaki Y. Sensing of polycyclic aromatic hydrocarbons with cyclodextrin inclusion complexes on silver nanoparticles by surface-enhanced Raman scattering // Analyst, 2010, Vol. 135, P. 1389-1394.

38. Strickland A.D., Batt C.A. Detection of carbendazim by surface-enhanced Raman scattering using cyclodextrin inclusion complexes on gold nanorods // Anal. Chem., 2009, Vol. 81, P. 2895-2903.

39. Wang J., Kong L., Guo Z., Xu J., Liu J. Synthesis of novel decorated one-dimensional gold nanoparticle and its application in ultrasensitive detection of insecticide // J. Mater. Chem., 2010, Vol. 20, P. 5271-5279.

40. Guerrini L., Garcia-Ramos J.V., Domingo C., Sanchez-Cortes S. Self-assembly of a dithiocarbamate calix[4]arene on Ag nanoparticles and its application in the fabrication of surface-enhanced Raman scattering based nanosensors // Phys. Chem. Chem. Phys., 2009, Vol. 11, P. 1787-1793.

41. Del Puerto E., Sanchez-Cortes S., Garcia-Ramos J.V., Domingo C. Solution SERS of an insoluble synthetic organic pigment-quinacridone quinone-employing calixarenes as dispersive cavitands // Chem. Commun., 2011, Vol. 47, P. 18541856.

42. Lopez-Tocon I., Otero J.C., Arenas J.F., Garcia-Ramos J.V., Sanchez-Cortes S. Multicomponent direct detection of polycyclic aromatic hydrocarbons by surface-enhanced Raman spectroscopy using silver nanoparticles functionalized with the viologen host lucigenin // Anal. Chem., 2011, Vol. 83, P. 2518-2525.

43. Alvarez-Puebla R.A., Dos Santos D.S., Aroca R.F. SERS detection of environmental pollutants in humic acid-gold nanoparticle composite materials // Analyst, 2007, Vol. 132, P. 1210-1214.

44. Tripathi A., Emmons E.D., Fountain A.W., Guicheteau J.A., Moskovits M., Christese S.D. Critical role of adsorption equilibria on the determination of surface-enhanced Raman enhancement // ACS Nano, 2015, Vol. 9, P. 584-593.

45. Patze S., Huebner U., Liebold F., Weber K., Cialla-May D., Popp J. SERS as an analytical tool in environmental science: The detection of sulfamethoxazole in the nanomolar range by applying a microfluidic cartridge setup // Anal. Chim. Acta, 2017, Vol. 949, P. 1-7.

46. Yang L., Li P., Liu J. Progress in multifunctional surface-enhanced Raman scattering substrate for detection // RSC Adv., 2014, Vol. 4, P. 49635-49646.

47. Chen M., Luo W., Zhang Z., Wang R., Zhu Y., Yang H., Chen X. Synthesis of multi-Au-nanoparticle-embedded mesoporous silica microspheres as self-filtering and reusable substrates for SERS detection // ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, Vol. 9, P. 42156-42166.

48. Zhang Q., Li D., Cao X., Gu H., Deng W. Self-assembled microgels arrays for electrostatic concentration and surface-enhanced Raman spectroscopy detection of charged pesticides in seawater // Anal. Chem., 2019, Vol. 91, P. 11192-11199.

49. Alvarez-Puebla R.A., Liz-Marzán L.M. Traps and cages for universal SERS detection // Chem. Soc. Rev., 2012, Vol. 41, P. 43-51.

50. Innocenzi P., Malfatti L. Mesoporous materials as platforms for surface-enhanced Raman scattering // Trends Anal. Chem., 2019, Vol. 114, P. 233-241.

51. Guo X., Li J., Arabi M., Wang X., Wang Y., Chen L. Molecular-imprinting-based surface-enhanced Raman scattering sensors // ACS Sens., 2020, Vol. 5, P. 601-619.

52. Markina N.E., Volkova E.K., Zakharevich A.M., Goryacheva I.Y., Markin A.V. SERS detection of ceftriaxone and sulfadimethoxine using copper nanoparticles temporally protected by porous calcium carbonate // Microchim. Acta, 2018, Vol. 185, P. 481.

53. Kang H., Buchman J.T., Rodriguez R.S., Ring H.L., He J., Bantz K.C., Haynes C.L. Stabilization of silver and gold nanoparticles: preservation and improvement of plasmonic functionalities // Chem. Rev., 2019, Vol. 119, P. 664-699.

54. Contreras-Cáceres R., Abalde-Cela S., Guardia-Girós P., Fernández-Barbero A., Pérez-Juste J., Alvarez-Puebla R.A., Liz-Marzán L.M. Multifunctional microgel magnetic/optical traps for SERS ultradetection // Langmuir, 2011, Vol. 27, P. 4520-4525.

55. Markina N.E., Markin A.V., Zakharevich A.M., Gorin D.A., Rusanova T.Y., Goryacheva I.Y. Multifunctional silver nanoparticle-doped silica for solid-phase extraction and surface-enhanced Raman scattering detection // J. Nanopart. Res., 2016, Vol. 18, P. 353.

56. Aldeanueva-Potel P., Faoucher E., Alvarez-Puebla R.A., Liz-Marzan L.M., Brust M. Recyclable molecular trapping and SERS detection in silver-loaded agarose gels with dynamic hot spots // Anal. Chem., 2009, Vol. 81, P. 9233-9238.

57. Pan Y., Guo X., Zhu J., Wang X., Zhang H., Kang Y., Wu T., Tu Y. A new SERS substrate based on silver nanoparticle functionalized polymethacrylate monoliths in a capillary, and it application to the trace determination of pesticides // Microchim. Acta, 2015, Vol. 182, P. 1775-1782.

58. Lucht S., Murphy T., Schmidt H., Kronfeldt H.D. Optimized recipe for sol-gel-based SERS substrates // J. Raman Spectrosc., 2000, Vol. 31, P. 1017-1022.

59. Iancu V., Baia L., Tarcea N., Popp J., Baia M. Towards TiO2-Ag porous nanocomposites based SERS sensors for chemical pollutant detection // J. Mol. Struct., 2014, Vol. 1073, P. 51-57.

60. Yurova N.S., Markina N.E., Pozharov M.V., Zakharevich A.M., Rusanova T.Y., Markin A.V. SERS-active sorbent based on aluminum oxide loaded with silver nanoparticles // Colloids Surf. A, 2016, Vol. 495, P. 169-175.

61. Plotka-Wasylka J., Szczepanska N., de la Guardia M., Namiesnik J. Modern trends in solid phase extraction: new sorbent media // Trends Anal. Chem., 2015, Vol. 77, P. 23-43.

62. Liu Z., Wang Y., Deng R., Yang L., Yu S., Xu S., Xu W. Fe3O4@graphene oxide@Ag particles for surface magnet solid-phase extraction surface-enhanced Raman scattering (SMSPE-SERS): from sample pretreatment to detection all-in-one // ACS Appl. Mater. Interfaces, 2016, Vol. 8, P. 14160-14168.

63. Stetciura I.Y., Markin A.V., Ponomarev A.N., Yakimansky A.V., Demina T.S., Grandfils C., Volodkin D.V., Gorin D.A. New surface-enhanced Raman scattering platforms: composite calcium carbonate microspheres coated with astralen and silver nanoparticles // Langmuir, 2013, Vol. 29, P. 4140-4147.

64. Lofrumento C., Ricci M., Platania E., Becucci M., Castellucci E. SERS detection of red organic dyes in Ag-agar gel // J. Raman Spectrosc., 2013, Vol. 44, P. 47-54.

65. Gong J.L., Liang Y., Huang Y., Chen J.W., Jiang J.H., Shen G.L., Yu R.Q. Ag/SiO2 core-shell nanoparticle-based surface-enhanced Raman probes for immunoassay of cancer marker using silica-coated magnetic nanoparticles as separation tools // Biosens. Bioelectron., 2007, Vol. 22, P. 1501-1507.

66. Jana D., Mandal A., De G. High Raman enhancing shape-tunable Ag nanoplates in alumina: a reliable and efficient SERS technique // ACS Appl. Mater. Interfaces, 2012, Vol. 4, P. 3330-3334.

67. Markina N.E., Markin A.V. Application of aluminum hydroxide for improvement of label-free SERS detection of some cephalosporin antibiotics in urine // Biosensors, 2019, Vol. 9, P. 91.

68. Markina N.E., Zakharevich A.M., Markin A.V. Determination of methotrexate in spiked human urine using SERS-active sorbent // Anal. Bioanal. Chem., 2020, doi: 10.1007/s00216-020-02932-x

69. Gao Z., Burrows N.D., Valley N.A., Schatz G.C., Murphy C.J., Haynes C.L. In solution SERS sensing using mesoporous silica-coated gold nanorods // Analyst, 2016, Vol. 141, P. 5088-5095.

70. Yan X., Wang L., Qi D., Lei J., Shen B., Sen T., Zhang J. Sensitive and easily recyclable plasmonic SERS substrate based on Ag nanowires in mesoporous silica // RSC Adv., 2014, Vol. 4, P. 57743-57748.

71. López-Puente V., Abalde-Cela S., Angelomé P.C., Alvarez-Puebla R.A., Liz-Marzán L.M. Plasmonic mesoporous composites as molecular sieves for SERS detection // J. Phys. Chem. Lett., 2013, Vol. 4, P. 2715-2720.

72. Carrasco S., Benito-Peña E., Navarro-Villoslada F., Langer J., Sanz-Ortiz M.N., Reguera J., Liz-Marzán L.M., Moreno-Bondi M.C. Multibranched gold-mesoporous silica nanoparticles coated with a molecularly imprinted polymer for label-free antibiotic surface-enhanced Raman scattering analysis // Chem. Mater., 2016, Vol. 28, P. 7947-7954.

73. Alvarez-Puebla R.A., Contreras-Caceres R., Pastoriza-Santos I., Perez-Juste J., Liz-Marzan L.M. Au@pNIPAM colloids as molecular traps for surface-enhanced, spectroscopic, ultra-sensitive analysis // Angew. Chem., 2009, Vol. 48, P. 138-143.

74. Hu R., Tang R., Xu J., Lu F. Chemical nanosensors based on molecularly-imprinted polymers doped with silver nanoparticles for the rapid detection of caffeine in wastewater // Anal. Chim. Acta, 2018, Vol. 1034, P. 176-183.

75. Xu Y., Yan X., Fang W., Daniele S., Zhang J., Wang L. SERS self-monitoring of Ag-catalyzed reaction by magnetically separable mesoporous Fe3O4@Ag@mSiO2 // Microporous Mesoporous Mater., 2018, Vol. 263, P. 113119.

76. Jiang C., Qian Y., Gao Q., Dong J., Qian W. In situ controllable preparation of gold nanorods in thermo-responsive hydrogels and their application in surface enhanced Raman scattering // J. Mater. Chem., 2010, Vol. 20, P. 8711-8716.

77. Lopez-Puente V., Angelome P.C., Soler-Illia G.J.A.A., Liz-Marzan L.M. Selective SERS sensing modulated by functionalized mesoporous films // ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, Vol. 7, P. 25633-25640.

78. Markina N.E., Zakharevich A.M., Markin A.V. Improvement of creatinine SERS detection using molecularly imprinted silica gel // Proc. SPIE, 2019, Vol. 11065, P. 110651M.

79. Gupta M.K., Chang S., Singamaneni S., Drummy L.F., Gunawidjaja R., Naik R.R., Tsukruk V.V. pH-triggered SERS via modulated plasmonic coupling in individual bimetallic nanocobs // Small, 2011, Vol. 7, P. 1192-1198.

80. Qian X., Li J., Nie S. Stimuli-responsive SERS nanoparticles: conformational control of plasmonic coupling and surface Raman enhancement // J. Am. Chem. Soc., 2009, Vol. 131, P. 7540-7541.

81. Wang D.Y., Teng T.S., Wu Y.C., Lee Y.C., Chen K.H., Chen C.H., Chang Y.C., Chen C.C. Silver-nanoparticle-conjugated polypeptide brushes for surface-enhanced Raman scattering // J. Phys. Chem. C, 2009, Vol. 113, P. 13498-13504.

82. Abalde-Cela S., Ho S., Rodriguez-Gonzalez B., Correa-Duarte M.A., Alvarez-Puebla R.A., Liz-Marzan L.M., Kotov N.A. Loading of exponentially grown LBL films with silver nanoparticles and their application to generalized SERS detection // Angew. Chem., 2009, Vol. 48, P. 5326-5329.

83. Sun H., Liu H., Wu Y. A green, reusable SERS film with high sensitivity for in-situ detection of thiram in apple juice // Appl. Surf. Sci., 2017, Vol. 416, P. 704709.

84. Jiang Y., Carboni D., Malfatti L., Innocenzi P. Graphene oxide-silver nanoparticles in molecularly-imprinted hybrid films enabling SERS selective sensing // Materials, 2018, Vol. 11, P. 1674.

85. Li X.H., Chen G.Y., Yang L.B., Jin Z., Liu J.H. Multifunctional Au-coated TiO2 nanotube arrays as recyclable SERS substrates for multifold organic pollutants detection // Adv. Func. Mater., 2010, Vol. 20, P. 2815.

86. Zhou Y., Chen J., Zhang L., Yang L.B. Multifunctional TiO2-coated Ag nanowire arrays as recyclable SERS substrates for the detection of organic pollutants // Eur. J. Inorg. Chem., 2012, Vol. 2012, P. 3176.

87. Zou X.X., Silva R., Huang X.X., Al-Sharab J.F., Asefa T. A self-cleaning porous TiO2-Ag core-shell nanocomposite material for surface-enhanced Raman scattering // Chem. Commun., 2013, Vol. 49, P. 382.

88. Yan X., Wang L., Qi D., Lei J., Shen B., Sen T., Zhang J. Sensitive and easily recyclable plasmonic SERS substrate based on Ag nanowires in mesoporous silica // RSC Adv., 2014, Vol. 4, P. 57743-57748.

89. Xiao C., Xiao B., Wang Y., Zhang J., Wang S., Wang P., Yang T., Zhao R., Yu H., Li Z., Zhang M. Synthesis of ZnO nanosheets decorated with Au nanoparticles and its application in recyclable 3D surface-enhanced Raman scattering substrates // RSC Adv., 2015, Vol. 5, P. 17945-17952.

90. Qu L.L., Wang N., Zhu G., Yadav T.P., Shuai X., Bao D., Yang G., Li D., Li H. Facile fabrication of ternary TiO2-gold nanoparticle-graphene oxide nanocomposites for recyclable surface enhanced Raman scattering // Talanta, 2018, Vol. 186, P. 265-271.

91. Wang W., Guo Q., Xu M., Yuan Y., Gu R., Yao J. On-line surface enhanced Raman spectroscopic detection in a recyclable Au@SiO2 modified glass capillary // J. Raman Spectrosc., 2014, Vol. 45, P. 736-744.

92. Liu P., Liu R.Y., Guan G.J., Jiang C.L., Wang S.H., Zhang Z.P. Surface-enhanced Raman scattering sensor for theophylline determination by molecular imprinting on silver nanoparticles // Analyst, 2011, Vol. 136, P. 4152-4158.

93. Kantarovich K., Tsarfati I., Gheber L.A., Haupt K., Bar I. Writing droplets of molecularly imprinted polymers by nano fountain pen and detecting their molecular interactions by surface-enhanced Raman scattering // Anal. Chem., 2009, Vol. 81, P. 5686-5690.

94. Li H.J., Wang X.N., Wang Z.R., Jiang J.Q., Qiao Y., Wei M.B., Yan Y.S., Li C.X. A high-performance SERS-imprinted sensor doped with silver particles of different surface morphologies for selective detection of pyrethroids in rivers // New J. Chem., 2017, Vol. 41, P. 14342-14350.

95. Fathima H., Paul L., Thirunavukkuarasu S., Thomas K.G. Mesoporous silica-capped silver nanoparticles for sieving and surface-enhanced Raman scattering-based sensing // ACS Appl. Nano Mater., 2020, Vol. 3, P. 6376-6384.

96. Bompart M., De Wilde Y., Haupt K. Chemical nanosensors based on composite molecularly imprinted polymer particles and surface-enhanced Raman scattering // Adv. Mater., 2010, Vol. 22, P. 2343-2348.

97. Xue J.Q., Li D.W., Qu L.L., Long Y.T. Surface-imprinted core-shell Au nanoparticles for selective detection of bisphenol A based on surface-enhanced Raman scattering // Anal. Chim. Acta, 2013, Vol. 777, P. 57-62.

98. Shahar T., Sicron T., Mandler D. Nanosphere molecularly imprinted polymers doped with gold nanoparticles for high selectivity molecular sensors // Nano Res., 2017, Vol. 10, P. 1056-1063.

99. Shanthil M., Fathima H., Thomas K.G. Cost-effective plasmonic platforms: glass capillaries decorated with Ag@SiO2 nanoparticles on inner walls as SERS substrates // ACS Appl. Mater. Interfaces, 2017, Vol. 9, P. 19470-19477.

100. Ren X., Cheshari E.C., Qi J.Y., Li X. Silver microspheres coated with a molecularly imprinted polymer as a SERS substrate for sensitive detection of bisphenol A // Microchim. Acta, 2018, Vol. 185, P. 242.

101. Yang L.B., Ma L.A., Chen G.Y., Liu J.H., Tian Z.Q. Ultrasensitive SERS detection of TNT by imprinting molecular recognition using a new type of stable substrate // Chem. Eur. J., 2010, Vol. 16, P. 12683-12693.

102. Riskin M., Ben-Amram Y., Tel-Vered R., Chegel V., Almog J., Willner I. Molecularly imprinted Au nanoparticles composites on Au surfaces for the surface plasmon resonance detection of pentaerythritol tetranitrate, nitroglycerin, and ethylene glycol dinitrate // Anal. Chem., 2011, Vol. 83, P. 3082-3088.

103. Xie Y.F., Zhao M.Y., Hu Q., Cheng Y.L., Guo Y.H., Qian H., Yao W.R. Selective detection of chloramphenicol in milk based on a molecularly imprinted polymer-surface-enhanced Raman spectroscopic nanosensor // J. Raman Spectrosc., 2017, Vol. 48, P. 204-210.

104. Cao X., Zhao F., Jiang Z., Hong S., Zhang C., She Y., Jin F., Jin M., Wang J. Rapid analysis of bitertanol in agro-products using molecularly imprinted polymers-surface-enhanced Raman spectroscopy // Food Anal. Methods, 2018, Vol. 11, P. 1435-1443.

105. Lv Y.Q., Qin Y.T., Svec F., Tan T.W. Molecularly imprinted plasmonic nanosensor for selective SERS detection of protein biomarkers // Biosens. Bioelectron., 2016, Vol. 80, P. 433-441.

106. Yue S., Sun X.T., Wang Y., Zhang W.S., Xu Z.R. Microparticles with size/charge selectivity and pH response for SERS monitoring of 6-thioguanine in blood serum // Sensor. Actuat. B, 2018, Vol. 273, P. 1539-1547.

107. Jahn I.J., Zukovskaja O., Zheng X.S., Weber K., Bocklitz T.W., Cialla-May

D., Popp J. Surface-enhanced Raman spectroscopy and microfluidic platforms: challenges, solutions and potential applications // Analyst, 2017, Vol. 142, P. 1022-1047.

108. Burke M.D. Principles of therapeutic drug monitoring // Postgraduate Medicine, 1981, Vol. 70, P. 57-63.

109. Ensom M.H.H., Davis G.A., Cropp C.D., Ensom R.J. Clinical pharmacokinetics in the 21st century // Clin. Pharmacokinet., 1998, Vol. 34, P. 265-279.

110. Touw D.J., Neef C., Thomson A.H. MSc, Vinks A.A. Cost-effectiveness of therapeutic drug monitoring: a systematic review // Ther. Drug Monit., 2005, Vol. 27, P. 10-17.

111. Vogeser M., Seger C. A decade of HPLC-MS/MS in the routine clinical laboratory — goals for further developments // Clin. Biochem., 2008, Vol. 41, P. 649-662.

112. Brandhorst G., Oellerich M., Maine G., Taylor P., Veen G., Wallemacq P. Liquid chromatography-tandem mass spectrometry or automated immunoassays: what are the future trends in therapeutic drug monitoring? // Clin. Chem., 2012, Vol. 58, P. 821-825.

113. Shipkova M., Petrova D.T., Rosler A.E., Orth M., Engelmayer J., Wieland

E., Brandhorst G., Oellerich M. Comparability and imprecision of 8 frequently used commercially available immunoassays for therapeutic drug monitoring // Ther. Drug Monit., 2014, Vol. 36, P. 433-441.

114. Jaworska A., Fornasaro S., Sergo V., Bonifacio A. Potential of surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) in therapeutic drug monitoring (TDM). A critical review // Biosensors, 2016, Vol. 6, P. 47.

115. Bell S.E.J., Sirimuthu N.M.S. Quantitative surface-enhanced Raman spectroscopy // Chem. Soc. Rev., 2008, Vol. 37, P. 1012-1024.

116. Goodacre R., Graham D., Faulds K. Recent developments in quantitative SERS moving towards absolute quantification // Trends Anal. Chem., 2018, Vol. 102, P. 359-368.

117. Fang Y., Seong N.H., Dlott D.D. Measurement of the distribution of site enhancements in surface-enhanced Raman scattering // Science, 2008, Vol. 321, P. 388-392.

118. Shen W., Lin X., Jiang C., Li C., Lin H., Huang J., Wang S., Liu G., Yan X., Zhong Q., Ren B. Reliable quantitative SERS analysis facilitated by core-shell nanoparticles with embedded internal standards // Angew. Chem. Int. 2015, Vol. 54, P. 7308-7312.

119. Psychogios N., Hau D.D., Peng J., Guo A.C., Mandal R., Bouatra S., Sinelnikov I., Krishnamurthy R., Eisner R., Gautam B., Young N., Xia J., Knox C., Dong E., Huang P., Hollander Z., Pedersen T.L., Smith S.R., Bamforth F., Greiner R., McManus B., Newman J.W., Goodfriend T., Wishart D.S. The human serum metabolome // PLoS One, 2011, Vol. 6, P. e16957.

120. Bonifacio A., Marta S.D., Spizzo R., Cervo S., Steffan A., Colombatti A., Sergo V. Surface-enhanced Raman spectroscopy of blood plasma and serum using Ag and Au nanoparticles: a systematic study // Anal. Bioanal. Chem., 2014, Vol. 406, P. 2355-2365.

121. Beljebbar A., Sockalingum G.D., Angiboust J.F., Manfait M. Comparative FT SERS, resonance Raman and SERRS studies of doxorubicin and its complex with DNA // Spectrochim. Acta A, 1995, Vol. 51, P. 2083-2090.

122. McLaughlin C., MacMillan D., McCardle C., Smith W.E. Quantitative analysis of mitoxantrone by surface-enhanced resonance Raman scattering // Anal. Chem., 2002, Vol. 74, P. 3160-3167.

123. Trachta G., Schwarze B., Sagmuller B., Brehm G., Schneidera S. Combination of high-performance liquid chromatography and SERS detection applied to the analysis of drugs in human blood and urine // J. Mol. Struct., 2004, Vol. 693, P. 175-185.

124. Subaihi A., Trivedi D.K., Hollywood K.A., Bluett J., Xu Y., Muhamadali H., Ellis D.I., Goodacre R. Quantitative online liquid chromatography-surface-enhanced Raman scattering (LC-SERS) of methotrexate and its major metabolites // Anal. Chem., 2017, Vol. 89, P. 6702-6709.

125. Zhu Q.,Yu X., Wu Z., Lu F., Yuan Y. Antipsychotic drug poisoning monitoring of clozapine in urine by using coffee ring effect based surface-enhanced Raman spectroscopy // Anal. Chim. Acta, 2018, Vol. 1014, P. 64-70.

126. Sivashanmugan K., Zhao Y., Wang A.X. Tetrahydrocannabinol sensing in complex biofluid with portable Raman spectrometer using diatomaceous SERS substrates // Biosensors, 2019, Vol. 9, P. 125.

127. Lucotti A., Tommasini M., Casella M., Morganti A., Gramatica F., Zerbi G. TLC-surface enhanced Raman scattering of apomorphine in human plasma // Vib. Spectrosc., 2012, Vol. 62, P. 286-291.

128. Han Z., Liu H., Meng J., Yang J., Liu J., Liu J. Portable kit for identification and detection of drugs in human urine using surface-enhanced Raman spectroscopy // Anal. Chem., 2015, Vol. 87, P. 9500-9506.

129. Han Z., Liu H., Wang B., Weng S., Yang L., Liu J. Three-dimensional surface-enhanced Raman scattering hotspots in spherical colloidal superstructure for identification and detection of drugs in human urine // Anal. Chem., 2015, Vol. 87, P. 4821-4828.

130. Meng J., Tang X., Zhou B., Xie Q., Yang L. Designing of ordered two-dimensional gold nanoparticles film for cocaine detection in human urine using surface-enhanced Raman spectroscopy // Talanta, 2017, Vol. 164, P. 693-699.

131. Yu B., Cao C., Li P., Mao M., Xie Q., Yang L. Sensitive and simple determination of zwitterionic morphine in human urine based on liquid-liquid micro-extraction coupled with surface-enhanced Raman spectroscopy // Talanta, 2018, Vol. 186, P. 427-432.

132. Doctor E.L., McCord B. Comparison of aggregating agents for the surface-enhanced Raman analysis of benzodiazepines // Analyst, 2013, Vol. 138, P. 59265932.

133. Deriu C., Conticello I., Mebel A.M., McCord B. Micro solid phase extraction surface-enhanced Raman spectroscopy (^-SPE/SERS) screening test for the

135

detection of the synthetic cannabinoid JWH-018 in oral fluid // Anal. Chem., 2019, Vol. 91, P. 4780-4789.

134. Li Y.T., Qu L.L., Lin D.W., Song Q.X., Fathi F., Long Y.T. Rapid andsensitive in-situ detection of polar antibiotics in water using a disposable Ag-graphene sensor based on electrophoretic preconcentration and surface-enhanced Raman spectroscopy // Biosens. Bioelectron., 2013, Vol. 43, P. 94-100.

135. Bindesri S.D., Alhatab D.S., Brosseau C.L. Development of an electrochemical surface-enhanced Raman spectroscopy (EC-SERS) fabric-based plasmonic sensor for point-of-care diagnostics // Analyst, 2018, Vol. 143, P. 4128-4135.

136. Andreou C., Hoonejani M.R., Barmi M.R., Moskovits M., Meinhart C.D. Rapid detection of drugs of abuse in saliva using surface enhanced Raman spectroscopy and microfluidics // ACS Nano, 2013, Vol. 7, P. 7157-7164.

137. Hidi I.J., Jahn M., Pletz M.W., Weber K., Cialla-May D., Popp J. Toward levofloxacin monitoring in human urine samples by employing the LoC-SERS technique // J. Phys. Chem. C, 2016, Vol. 120, P. 20613-20623.

138. Hidi I.J., Jahn M., Weber K., Bocklitz T., Pletz M.W., Cialla-May D., Popp J. Lab-on-a-chip-surface enhanced Raman scattering combined with the standard addition method: toward the quantification of nitroxoline in spiked human urine samples // Anal. Chem., 2016, Vol. 88, P. 9173-9180.

139. Wu H.Y., Cunningham B.T. Point-of-care detection and real-time monitoring of intravenously delivered drugs via tubing with an integrated SERS sensor // Nanoscale, 2014, Vol. 6, P. 5162-5171.

140. McLaughlin C., MacMillan D., McCardle C., Smith W.E. Quantitative analysis of mitoxantrone by surface-enhanced resonance Raman scattering // Anal. Chem., 2002, Vol. 74, P. 3160-3167.

141. Yuen C., Zheng W., Huang Z. Low-level detection of anti-cancer drug in blood plasma using microwave-treated gold-polystyrene beads as surface-enhanced Raman scattering substrates // Biosens. Bioelectron., 2010, Vol. 26, P. 580-584.

142. Mamian-Lopez M.B., Poppi R.J. Quantification of moxifloxacin in urine using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and multivariate curve resolution on a nanostructured gold surface // Anal. Bioanal. Chem., 2013, Vol. 405, P. 7671-7677.

143. Dong R., Weng S., Yang L., Liu J. Detection and direct readout of drugs in human urine using dynamic surface-enhanced Raman spectroscopy and support vector machines // Anal. Chem., 2015, Vol. 87, P. 2937-2944.

144. Fornasaro S., Marta S.D., Rabusin M., Bonifacio A., Sergo V. Toward SERS-based point-of-care approaches for therapeutic drug monitoring: The case of methotrexate // Faraday Discuss., 2016, Vol. 187, P. 485-499.

145. Subaihi A., Muhamadali H., Mutter S.T., Blanch E., Ellisa D.I., Goodacre R. Quantitative detection of codeine in human plasma using surface-enhanced Raman scattering via adaptation of the isotopic labelling principle // Analyst, 2017, Vol. 142, P. 1099-1105.

146. Fornasaro S., Bonifacio A., Marangon E., Buzzo M., Toffoli G., Rindzevicius T., Schmidt M.S., Sergo V. Label-free quantification of anticancer drug imatinib in human plasma with surface enhanced Raman spectroscopy // Anal. Chem., 2018, Vol. 90, P. 12670-12677.

147. Shende C., Brouillette C., Farquharson S. Detection of codeine and fentanyl in saliva, blood plasma and whole blood in 5-minutes using a SERS flow-separation strip // Analyst, 2019, Vol. 144, P. 5449-5454.

148. Berger A.G., Restaino S.M., White I.M. Vertical-flow paper SERS system for therapeutic drug monitoring of flucytosine in serum // Anal. Chim. Acta, 2017, Vol. 949, P. 59-66.

149. Sun F., Hung H.C., Sinclair A., Zhang P., Bai T., Galvan D.D., Jain P., Li B., Jiang S., Yu Q. Hierarchical zwitterionic modification of a SERS substrate enables real-time drug monitoring in blood plasma // Nat. Commun., 2016, Vol. 7, P. 13437.

150. Litti L., Ramundo A., Biscaglia F., Toffoli G., Gobbo M., Meneghetti M. A surface enhanced Raman scattering based colloid nanosensor for developing therapeutic drug monitoring // J. Colloid Interface Sci., 2019, Vol. 533, P. 621-626.

151. Cao G., Hajisalem G., Li W., Hof F., Gordon R. Quantification of an exogenous cancer biomarker in urinalysis by Raman Spectroscopy // Analyst, 2014, Vol. 139, P. 5375-5378.

152. Dong J., Chen Q., Rong C., Li D., Rao Y. Minimally invasive surface-enhanced Raman scattering detection with depth profiles based on a surface-

137

enhanced Raman scattering-active acupuncture needle // Anal. Chem., 2011, Vol. 83, P. 6191-6195.

153. Farquharson S., Gift A., Shende C., Inscore F., Ordway B., Farquharson C., Murren J. Surface-enhanced Raman spectral measurements of 5-fluorouracil in saliva // Molecules, 2008, Vol. 13, P. 2608-2627.

154. Han G., Liu R., Han M.Y., Jiang C., Wang J., Du S., Liu B., Zhang Z. Labelfree surface-enhanced Raman scattering imaging to monitor the metabolism of antitumor drug 6-mercaptopurine in living cells // Anal. Chem., 2014, Vol. 86, P. 11503-11507.

155. Yang J., Cui Y., Zong S., Zhang R., Song C., Wang Z. Tracking multiplex drugs and their dynamics in living cells using the label-free surface-enhanced Raman scattering technique // Mol. Pharm., 2012, Vol. 9, 842-849.

156. Panikar S.S., Ramírez-García G., Sidhik S., Lopez-Luke T., Rodriguez-Gonzalez C., Ciapara I.H., Castillo P.S., Camacho-Villegas T., De la Rosa E. Ultrasensitive SERS substrate for label-free therapeutic-drug monitoring of paclitaxel and cyclophosphamide in blood serum // Anal. Chem., 2019, Vol. 91, P. 2100-2111.

157. Leopold N., Lendl B. A new method for fast preparation of highly surface-enhanced Raman scattering (SERS) active silver colloids at room temperature by reduction of silver nitrate with hydroxylamine hydrochloride // J. Phys. Chem. B, 2003, Vol. 107, P. 5723-5727.

158. Lee P.C., Meisel D. Adsorption and surface-enhanced Raman of dyes on silver and gold sols // J. Phys. Chem., 1982, Vol. 86, P. 3391-3395.

159. German S.V., Inozemtseva O.A., Markin A.V., Metvalli K., Khomutov G.B., Gorin D.A. Synthesis of magnetite hydrosols in inert atmosphere // Colloid Journal, 2013, Vol. 75, P. 483-486.

160. Svenskaya Y.I., Navolokin N.A., Bucharskaya A.B., Terentyuk G.S., Kuz'mina A.O., Burashnikova M.M., Maslyakova G.N., Lukyanets E.A., Gorin D.A. Calcium carbonate microparticles containing a photosensitizer Photosens: preparation, ultrasound stimulated dye release, and in vivo application // Nanotechnologies in Russia, 2014, Vol. 9, P. 398-409.

161. Золотов Ю.А. (ред.) Основы аналитической химии: Учеб. для вузов / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др. - М.: Высш. шк. 1996. - 383 с.

162. Bonifacio A., Cervo S., Sergo V. Label-free surface-enhanced Raman spectroscopy of biofluids: fundamental aspects and diagnostic applications // Anal. Bioanal. Chem., 2015, Vol. 407, P. 8265-8277.

163. Rose C., Parker A., Jefferson B., Cartmell E. The characterization of feces and urine: a review of the literature to inform advanced treatment technology // Crit. Rev. Env. Sci. Technol., 2015, Vol. 45, P. 1827-1879.

164. Маркина Н.Е., Маркин А.В. Исследование сигнала гигантского комбинационного рассеяния света мочи человека // Взаимодействие сверхвысокочастотного, терагерцового и оптического излучения с полупроводниковыми микро- и наноструктурами, метаматериалами и биообъектами: Сборник статей седьмой Всероссийской научной школы -семинара - Саратов: «Саратовский источник», 2020. С. 89-92.

165. Roberts J.A., Norris R., Paterson D.L., Martin J.H. Therapeutic drug monitoring of antimicrobials // Br. J. Clin. Pharmacol. 2011, Vol. 73, P. 27-36.

166. Huttner A., Harbarth S., Hope W.W., Lipman J., Roberts J.A. Therapeutic drug monitoring of the в-lactam antibiotics: What is the evidence and which patients should we be using it for? // J. Antimicrob. Chemother., 2015, Vol. 70, P. 3178-3183.

167. Aleksic M., Savic V., Popovic G., Buric N., Kapetanovic V. Acidity constants of cefetamet, cefotaxime and ceftriaxone; the effect of the substituent at C3 position // J. Pharm. Biomed. Anal., 2005, Vol. 39, P. 752-756.

168. Czerwinski A.W., Pederson J.A., Barry J.P. Cefazolin plasma concentrations and urinary excretion in patients with renal impairment // J. Clin. Pharmacol., 1974, Vol. 14, P. 560-566.

169. Bailey R.R., Peddie B., Blake E. Serum and urine concentrations of cefoperazone in severe chronic renal failure // Drugs, 1981, Vol. 22, P. 46-51.

170. Patel I.H., Chen S., Parsonnet M., Hackman M.R., Brooks M.A., Oniko J., Kaplan S.A. Pharmacokinetics of ceftriaxone in humans // Antimicrob. Agents Chemother., 1981, Vol. 20, P. 634-641.

171. Bergan T. Pharmacokinetic properties of the cephalosporins // Drugs, 1987, Vol. 34, P. 89-104.

172. Markina N.E., Goryacheva I.Yu., Markin A.V. Sample pretreatment and SERS-based detection of ceftriaxone in urine // Anal. Bioanal. Chem., 2018, Vol. 410, P. 2221-2227.

173. Маркина Н.Е., Данчук А.И., Маркин А.В. Спектроскопия ГКР для терапевтического лекарственного мониторинга цефтриаксона в моче // Методы компьютерной диагностики в биологии и медицине - 2018: Сборник статей Всероссийской школы-семинара. - Саратов: «Саратовский источник», 2018, С. 110-113.

174. Dibbern D.A., Montanaro A. Allergies to sulfonamide antibiotics and sulfurcontaining drugs // Ann. Allergy Asthma Immunol., 2008, Vol. 100, P. 91101.

175. Fraser T.N., Avellaneda A.A., Graviss E.A., Musher D.M. Acute kidney injury associated with trimethoprim/sulfamethoxazole // J. Antimicrob. Chemother., 2012, Vol. 67, P. 1271-1277.

176. Welling P.G., Craig W.A., Amidon G.L., Kunin C.M. Pharmacokinetics of trimethoprim and sulfamethoxazole in normal subjects and in patients with renal failure // J. Infect. Dis., 1973, Vol. 128, P. S565.

177. Ungurean A., Oltean M., David L., Leopold N., Prates Ramalho J.P., Chi§ V. Adsorption of sulfamethoxazole molecule on silver colloids: a joint SERS and DFT study // J. Mol. Struct., 2014, Vol. 1073, P. 71-76.

178. Markina N.E., Shalabay V.V., Zakharevich A.M., Markin A.V. Detection of sulfonamide drug in urine using liquid-liquid extraction and surface-enhanced Raman spectroscopy // Proc. SPIE, 2016, Vol. 9917, P. 99170X.

179. Markina N.E., Markin A.V., Weber K., Popp J., Cialla-May D. Liquid-liquid extraction-assisted SERS determination of sulfamethoxazole in spiked human urine // Anal. Chim. Acta, 2020, Vol. 1109, P. 61-68.

180. Svenskaya Y., Parakhonskiy B., Haase A., Atkin V., Lukyanets E., Gorin D., Antolini R. Anticancer drug delivery system based on calcium carbonate particles loaded with a photosensitizer // Biophys. Chem., 2013, Vol. 182, P. 11-15.

181. Volodkin D. CaCO3 templatedmicro-beads and -capsules for bioapplications // Adv. Colloid Interf. Sci., 2014, Vol. 207, P. 306-324.

182. Volodkin D.V., Petrov A.I., Prevot M., Sukhorukov G.B. Matrix polyelectrolyte microcapsules: new system for macromolecule encapsulation // Langmuir, 2004, Vol. 20, P. 3398-3406.

183. Stetciura I.Y., Markin A.V., Bratashov D.N., Sukhorukov G.B., Gorin D.A. Nanoencapsulated and microencapsulated SERS platforms for biomedical analysis // Curr. Opin. Pharmacol., 2014, Vol. 18, P. 149-158.

184. Parakhonskiy B.V., Foss C., Carletti E., Fedel M., Haase A., Motta A., Migliaresi C., Antolini R. Tailored intracellular delivery via a crystal phase transition in 400 nm vaterite particles // Biomater. Sci., 2013, Vol. 1, P. 12731281.

185. Маркина Н.Е., Пожаров М.В., Захаревич А.М., Бурмистрова Н.А., Маркин А.В. Детектирование лекарственных веществ магнитоуправляемыми ГКР-активными структурами «ядро-оболочка» // Известия Саратовского университета. Новая сер. Сер. Химия. Биология. Экология, 2016, Т. 16, Вып. 1, С. 52-58.

186. Markina N.E., Markin A.V., Zakharevich A.M., Goryacheva I.Yu. Calcium carbonate microparticles with embedded silver and magnetite nanoparticles as new SERS-active sorbent for solid phase extraction // Microchim. Acta, 2017, Vol. 184, P. 3937-3944.

187. Маркина Н.Е., Горбачев И.А., Захаревич А.М.,Маркин А.В. Влияние окисления наночастиц меди на ГКР активность // Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии: Межвузовский сборник научных трудов XII Всероссийской конференции молодых ученых с международным участием. - Саратов: «Саратовский источник», 2017, С. 13-16.

188. Markina N.E., Burmistrova N.A. Detection of sulfadimethoxine in milk using SERS-active calcium carbonate microspheres with embedded silver nanoparticles // Представляем научные достижения миру. Естественные науки: Материалы IX научной конференции молодых ученых. - Саратов: «Саратовский источник», 2019, С. 108-114.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает благодарность научному руководителю - д.х.н., профессору Горячевой И.Ю. за научные идеи, помощь в постановке цели и задач работы и предоставление ресурсов, необходимых для успешного выполнения работы.

Автор благодарит Dr. Dana Cialla-May из Института фотонных технологий (г. Йена, Германия) за плодотворное сотрудничество, доступ к различным спектрометрам комбинационного рассеяния и помощь в организации и проведении исследований по анализу методом ГКР образцов мочи (в том числе пациентов).

Автор благодарит д.х.н. Горина Д.А. за возможность проведения исследований на зондовой нанолаборатории Интегра Спектра, а также к.ф. -м.н. Захаревича А.М. за проведение электронной микроскопии ГКР подложек.

Автор благодарит д.х.н., проф. Бурмистрову Н.А., д.х.н., проф. Русанову Т.Ю., к.х.н. Абрамову А.М. и к.х.н. Маркина А.В. за постоянное внимание к работе, ценные советы и помощь на различных этапах обучения в аспирантуре.