Improvements of laboratory methods for determining the microbial count using chemiluminescent reactions in organized molecular systems

Abstract

Хемилюминесцентный метод определения микроорганизмов, основанный на определении аденозинтрифосфата (АТФ), который содержится в клетках бактерий, в целом состоит из трех стадий: пробоподготовки, устраняющей мешающее влияние матрицы образца, аналитической реакции и обработки полученного сигнала. Данная работа направлена на совершенствование второго этапа анализа – оптимизацию условий проведения хемилюминесцентной реакции. АТФ инициирует хемилюминесценцию люминола, интенсивность которой прямо пропорциональна концентрации АТФ. Нами были оптимизированы условия проведения данной хемилюминесцентной реакции для определения общего микробного числа (ОМЧ) в водных средах. Для этого проведено сравнение двух хемилюминесцентных реагентов: люминола и его гидрофобного аналога N-октиллюминола, который способен образовывать мицеллы. Переход к хемилюминесцентной системе на основе N-октиллюминола позволил увеличить чувствительность метода в 5.5 раз за счет микроконцентрирования аналита в ядре собственных мицелл. Нами было определено и обсуждено влияние неионогенных поверхностно-активных веществ на хемилюминесцентный способ определения бактерий. При этом выявлено, что добавление неионогенных поверхностно-активных веществ ухудшает аналитический сигнал за счет уменьшения локальной концентрации АТФ в мицеллах. Для аналитических систем, основанных на окислении люминола и N-октиллюминола, определены показатели точности, правильности, повторяемости и внутрилабораторной прецизионности. Применение разработанной хемилюминесцентной системы позволило существенно улучшить методику определения ОМЧ с переходом от качественного определения микроорганизмов к количественному измерению в диапазоне от 4×105 до 1×107 КОЕ/мл. При этом погрешность определения была снижена с 80 до 26 %. Ключевые слова: хемилюминесценция, мицеллярные системы, люминол, аналог люминола, общее микробное число, поверхностно-активные вещества