ЗАСТОСУВАННЯ СУЧАСНИХ БІОСЕНСОРНИХ ТЕХНОЛОГІЙ В ЕКОТОКСИКОЛОГІЧНОМУ МОНІТОРИНГУ ДЕЯКИХ ТОКСИКАНТІВ ПРИРОДНОГО (МІКОТОКСИНИ) ТА АНТРОПОГЕННОГО (ПЕСТИЦИДИ) ПОХОДЖЕННЯ. ЧАСТИНА ІІ. ПЕСТИЦИДИ

О. С. Гойстер, С. В. Дзядевич, О. Г. Мінченко

Анотація


В огляді здійснено критичний аналіз сучасних досягнень та новітніх тенденцій у розвитку біосенсорів для визначення таких хімічних забруднювачів довкілля як пестициди і мікотоксини. Розглянуто деякі особливості впливу екотоксикантів на якість та безпеку сільськогосподарської сировини, харчових продуктів і кормів з метою загострення уваги на необхідності підвищення системи контролю їх споживчої цінності для людей і тварин, збереження здоров'я.

Ключові слова


пестициди; мікотоксини; токсичність; біосенсори; детекція

Повний текст:

PDF

Посилання


І.М. Пельо, В.Г. Бардов, С.Т. Омельчук, Л.М. Сасінович. Кумулятивні

в л а с т и в о с т і т а х а р а к т е р токсикодинаміки сумішей пестицидів, що застосовуються в овочівництві // Соврем. пробл. токсикол., 4, cc. 19-27 (2010).

M.J. Wolansky, J.A. Harrill. Neurobehavioral toxicology of pyrethroid insecticides in adult animals: a critical review // Neurotox. and Teratol., 30( 2), pp. 55-78 (2008).

В.М. Воронина. Токсикологическое обоснование гигиенических нормативов праллетрина в воздухе // Соврем. пробл. токсикол., 1-2, cc. 27-29 (2011).

S. Ghosh, A. Ahlawat, K.K. Rai, A. Arora. An unusual cause of status epilepticus // Indian J. Crit Care Med., 13, pp. 106-107 (2009).

F. Gheshlaghi, E. Eizadi-Mood, M.R. Piri-Ardakani. et al. Status epilepticus

following intravenous injection of pyrethroid insecticide for attempted suicide: a not yet reported case // J. Clinic. Toxicol., 1, pp. 1-2 (2011).

D.E. Ray, P.J. Forshaw. Pyrethroid insecticides: Poisoning syndromes, syner-gies, and therap // J. Clin. Toxicol., 38, pp. 95-101 (2000).

Н.П. Пономаренко. Эколого-токсикологические испытания пестицидов

на японских перепелах // Мат. Конф. « Проблемы регистрации и использования пестицидов в Украине», Киев, 23-25 октября 2012г., cc. 67-68 (2012).

А.М. Черных. Угроза здоровью человека при использовании пестицидов // Гигиена и санитария, 5, cc. 25-29 (2003).

М.И. Лунев. Мониторинг пестицидов в окружающей среде и продукции: эколого-токсикологические и аналитические аспекты // Российс. хим. общество им. Д.И. Менделеева. - М., 3., cc. 27-33 (2005).

B. Eskenazi. Association of in utero organophoshate pesticide exposure and fetal growth and length of gestation in agricultural poulation // Environ. Helth Perspect., 112, pp. 1116-1124 (2004).

В.П. Иванов, В.А. Королев, М.И. Черноусов. Практика использования инсектицидов и акарицидов в сельскохозяйственном производстве Курской области и их вклад в формирование врожденных пороков развития // Здоровье населения и среда обитания, 9, cc. 9-12 (2005).

Н.О. Корнута, П.Г. Жмінько. Вплив пестицидів на організм вагітних і

розвиток плода. Взаємозв’язок між токсичністю організму вагітної та

ембріо/фетотоксичністю // Соврем. пробл. токсикол., 2-3, cc. 24-28 (2010).

L. Cindi, R.N. Castaldi. Preveption and management of pain in the neonate: an update // Pediatrics, 118(5), pp. 2231-2241 (2008).

V.A. Rauh, F.P.Perera, M.K. Horton et al. Rain anomalies in children exposed prenatally to a common organophosphate pesticide // PNAS., 109(20), pp. 7871-7876 (2012).

Marsha K. Morgan, Children’s Exposures to Pyrethroid Insecticides

at Home (Review) // J. Environ. Res. Public Health., 9(8), pp. 2964-2985

(2012).

С.С. Светлый, Л.А. Рудая, В.М. Воронина. К вопросу об опасности инсектицидных и репеллентных средств, зарегестрированных в Украине для использования в условиях быта // Мат. ІІІ зїзду токсикологів в Україні “Сучасні проблеми токсикології. Безпека їжі та середовища життєдіяльності людини”, 18-19 грудня 2011р., Київ, cc. 81-82 (2011).

J.B. Knaak, C.C. Dary, X. Zhang et al. Parameters for Pyrethroid Insecticide QSAR and PBPK/PD Models for Human rick assessment (Review) // Environm. Contam. and Toxicol., 219, pp. 1-114 (2012).

М.Г. Жариков, Ю.Я. Спиридонов. Изучение влияния глифосатсодержащих гербицидов на агроценоз // Агрохимия, 8, cc. 81-89 (2008).

С. Сергеев, А. Кравчук, К. И. Медведев др. Допустимые дозы пестицидов для оператора поля, критерии биодоступности и оценки опасности путей воздействия // Мат. ІІІ зїзду токсикологів в Україні “Сучасні проблеми токсикології. Безпека їжі та середовища життєдіяльності людини”, 18-19 грудня 2011р., Київ, cc. 94-95 (2011).

А. А. Сметник, Ю. Я. Спиридонов, Е. В. Шеин. Миграция пестицидов

в почвах. РАСХН-ВНИИФ, M. 327 с. (2005).

Н.Н. Мельников. Современная ситуация с применением пестицидов //

Хим. Пром., 2, cc. 14-18 (1994).

В.Б. Прозоровский. Особенности механизма действия фосфороорганических инсектицидов // Науч.тр.НИИ (МБЗ) ГосНИИИ воен.мед., 3, cc. 223-236 (2002).

Н.М. Серединська. Токсикодинаміка антихолінестеразних речовин та роль холінергічної системи в опосередку-ванні кардіотоксичної дії ФОС // Соврем. пробл. токсикол., 2-3, cc. 5-12 (2010).

Н.М. Недопитанська. Проблема канцерогенної небезпеки гліфосату:

нові дані // Соврем. пробл. токсикол., 1-2, cc. 5-15 (2011).

И.Н. Куркова, А.В. Решетняк, А.М. Дурова. Антитела-антидоты при нейтрализации фосфороорганических соединений // Докл, Акад. Наук, 425(4), cc. 549-552 (2009).

Н. А. Коп'як, С. Т. Омельчук, А. К. Маненко та ін. Гігієнічна оцінка методу утилізації непридатних пестицидів за допомогою екологічного

сорбенту глауконітолу // Мат. ІІІ з'їзду токсикологів в Україні “Сучасні проблеми токсикології. Безпека їжі та середовища життєдіяльності людини”, 18-19 грудня 2011р., Київ, cc. 63-64 (2011).

С.Д. Мельничук, В.И. Лоханская, О.П. Самкова. Эколого-токсикологические аспекты регистрации и оценки влияния пестицидов на почвенную биоту в условиях Украины // Мат. Конф. «Проблемы регистрации и использования пестицидов в Украине», 23-25 октября 2012г., Киев, cc. 80-82 (2012).

Воропаев С.Н., Попов П.А., Ермохин В.Д. Биологическая система земледелия // М.: изд-во «Колос». - 2008. - 192с.

Т.Н. Воробьева, А.Т. Киян, Ю.А. Ветер и др. Оздоровление почвы высевом тритикале в междурядья кустов промышленных виноградников // Сельськохозяйст. Биол., 3, cc. 110-113 (2009).

Нугманова Т.А., Осипова М.Г., Кабаргина М.В. Биотехнологические

аспекты производств экологически чистых безпестицидных продуктов

питания // Инновационные технологии и природные ресурсы, создание функциональных продуктов. Сб. Науч.тр. Вып. 6. - 2003. - С. 26.

Т.А. Рябчинская, Г.Л. Харченко, И.Ю. Бобрешова, Н.А. Саранцева.

Проблемы продвижения к рынку отечественных полифункциональных

препаратов-фитоактиваторов // Мат. Конф. «Проблемы регистрации и использования пестицидов в Украине», 23-25 октября 2012 г., Киев, cc. 62-66 (2012).

Д. Шпаар. Устойчивость растений // Защита растений, 6, cc.10-12 (2004).

Т.А. Евстигнеева, С.Л. Тютерев. Эффективность хитозара против болезней и физиологических стрессов растений // В сб.: Фитосанит. оздоровл. экосистем, Мат. Сьезда, 2, cc. 281-283 (2005).

А.А. Петунова, Т.А. Маханькова, Е. И. Кириленко и др. Обоснование

сроков применения гербицидов, используемых по вегетирующим растениям // В сб.: Фитосанит. оздоровл. экосистем, мат. съезда, 2, сс. 401-404 (2005).

А.А. Ямалеева, А.М. Ямалеев. Биохимические критерии оценки сортов

ячменя по толерантности к гербициду // Сельськохозяйст. биол., 5, cc. 65-68 (2009).

M. Moreno, A.Segura. F. Pseudothionin St1, a potato peptide active against potato pathogens // Eur. J. Biochem., 223, pp. 135-139 (1994).

R.W. Osborn, G.W. De Samblanx, K. Thevissen et.al. Isolation and charac

terisation of plant defensins of Asteraceae, Fabaceae, Hippocastanaceae and Saxifragaceae // FEBS Letters., 368, pp. 257-262 (1995).

G.N. Chen, M.P. Hsu, C.N. Tan et.al. Cloning and characterization of a plant defensin VrD1 from azuki bean // J. Agr. Food Chem., 53, pp. 982-988 (2005).

F.T. Lay, M.A. Anderson. Defensins – components of the innate immune

system in plants // Cur. Prot. Pert. Sci., 6(1), pp. 1389-2037 (2005).40. Ф . М . Ко м а л е т д и н о в а . Р о л ь растительных дефензинов в многокомпонентной системе защиты растений // Сельськохозяйст. биол., 5, cc. 8-16 (2009).

M. Kawata, T. Nakajima, T. Yamamoto et.al. Genetic engineering for disease resistance in rice using antimicrobial peptides // Jarg., 37 (2), pp. 71-76 (2003).

Н.М. Недопитанська. Діазінон. Проблема канцерогенної небезпеки та

переоцінка токсикологічних властивостей // Соврем. пробл. токсикол., 4, cc. 29-38 (2010).

Перелік пестицидів і агрохімікатів, дозволених до використання в

Україні. Офіційне видання. Юнівест Медіа, K. 544с. (2010).

С.В. Сноз, Л.І. Повякель, Л.М. Смердова. Нові стійкі органічні забруднювачі довкілля. Ризики для здоровя населенні України та довкілля // Мат. ІІІ зїзду токсикологів в Україні “Сучасні проблеми токсикології. Безпека їжі та середовища життєдіяльності людини”, 18-19 грудня 2011р., Київ, cc. 47-48 (2011).

Л.Р. Валлиулин, Э.И. Семенов, А.Н. Чернов и др. Влияние экотоксикантов на загрязнение агропродукции токсичными грибами // Иммунопат., аллергол., инфектол., 1, cc.188-189 (2010).

Я.В. Зачиняев, И.И. Мирошниченко, А.В. Зачиняева. Экотоксикологическое исследование безопасности утилизации полиуретана // Иммунопат., аллергол., инфектол., 1, cc. 191-192

(2010).

О.В. Труфанов, А.М. Котик. Синергізм токсичної дії трихотеценових

мікотоксинів типу А та поліциклічних ароматичних вуглеводнів на Candida pseudotropicalis 44 ПК // Современ. пробл. токсикол., 1, cc. 53-57 (2008).

В.И. Егоров, Г.Г. Галяутдинова, А.В. Иванов. Сочетанный Т-2 и дельтаметрин токсикоз // Иммунопат., аллергол., инфектол., 1, cc. 190-191 (2010).

Г.Г. Галяутдинова, В.И. Егоров, Э.К. Папуниди, К.Х. Папуниди. Ветеринарно-санитарная оценка мяса овец при воздействии Т-2 токсина и дециса // Ветеринария, 3, cc. 55-57 (2008).

И.Р. Кадиков, В.А. Новиков, М.Я. Тремасов, К.Х. Папуниди. Совместное действие Т-2 токсина и диоксина на организм кроликов // Иммунопат., аллергол., инфектол., 1, cc. 193-194 (2010).

Y. Liang, S. Zhou, L. Hu et al. Classspecific immunoaffinity monolith for

efficient on-line clean-up of pyrethroids followed by high-performance liquid chromatography analysis. // J. Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci., 878, pp. 278–282 (2010).

R. Mohamed, P.A. Guy. The pivotal role of mass spectrometry in determining the presence of chemical contaminants in food raw materials // Mass Spectrom. Rev., 30, pp. 1073-1095 (2011).

T. Kovalczuk, J. Zrostlikova, J. Hajslova. Симбиоз в масс-спектрометрии:

сверхвысокое разрешение масс, достигаемое при сверхвысокой скорости. Применение масспектрометров компании LECO (США) для анализа продуктов питания //Мат. Конф. « Проблемы регистрации и использования пестицидов в Украине», 23-25 октября 2012г., Киев, c. 30 (2012).

M.N. Velasco-Garcia, T. Mottram. Biosensor technology addressing agricultural problems (review) // Biosystems Engineering., 84(1), pp. 1-12 (2003).

Ahn Ki Chang, Hee-Joo Kim, R. Mark. Mccoy et al. Immunoassays and Biosensors for Monitoring Environmental and Human Exposure to Pyrethroid Insecticides // J. Agric. Food Chem., 59(7), pp. 2792–2802 (2011).

A. Sassolas, B. Prieto-Simón, J.-L. Marty. Biosensors for Pesticide Detection: New Trends // Americ. J. of Analyt. Chem., 3, pp. 210-232 (2012).

A.E.Gamal, A. Mostafa. Electrochemical Biosensors for the detection of pesticides // The open electrochemistry J., 2, pp. 22-42 (2010).

G.A. Evtyugin, G.K. Budnikov, A.A. Ivanov. Electrohimicheskie biosensory

na osnone grafitovyh electrodov, modifitsirovannyh polianilinom dlya opredeleniya fosfororganicheskih pestisidov // Ukr. Him. Zhurn., 71(9), pp. 51-58 (2005).

H. Alain, R. Jordi, B. Ramon et al. Development of portable biosensor for

screening neurotoxic agents in water samples // Talanta., 75, pp. 1208-1213 (2008).

T. Sikora, G. Istambouulie, E. Jubete et al. Highly sensitive detection of organophosphate insecticides using biosensors based on genetically engineered acetylcholinesterase and poly(3,4-ethylenedioxythiophene)

// Sensors, Article ID 102827, 7 pages (2011).

S.V. Dzyadevych, N. Jaffrezic-Renault. Conductometric Microbiosensors for Environmental Monitoring // Sensors, 8, pp. 2569-2588 (2008).

S.V. Dzyadevych, V.N. Arkhypova, C. Martelet et al. Potentiometric biosensors based on ISFETs and immobilized cholinesterases

// Electroanalysis.- 2004.- 16.- P. 1873-1882.

К.В.Степурська, О.О. Солдаткін, В.М. Пєшкова, С.В. Дзядевич. Вивчення можливості реактивації біоселективного елементу біосенсора на основі іммобілізованої ацетилхолінестерази при інгібіторному аналізі пестицидів // Сенсорна електроніка та мікросистемні технології, 10(1), cc. 97-105 (2013).

R.E. Luckham, J.D. Brennan. Bioactive paper dipstick sensors for acetylcholinesterase inhibitors based on sol-gel/ensyme cold nanoparticle composites // Analyst, 135, cc. 2028-2035 (2010).

S.V. Dzyadevych, A.P. Soldatkin, J.-M. Chovelon. Assessment of the toxicity of parathion and its photodegradation products in water samples using conductometric enzyme biosensors // Analyt. Chim. Acta, 459, pp. 33-41 (2002).

M. Cortina-Puig, G. Istambouline, T. Noguer, J.L. Marty. Analysis of pesticide mixtures using intelligent biosensors // Biosensors, pp. 205-216 (2010).

V.N. Arkhypova, S.V. Dzyadevych, A.P. Soldatkin et al. Multibiosensor based on enzyme inhibition analysis for determination of different toxic substances // Talanta, 55, pp. 919-927 (2001).

W. Su, C. Jia, Y. Lei. Microbial biosensors (review) // Biosens. and bioelectron., 26(5), pp. 1788-1799 (2011).

H. Guedri, C. Durrieu. A self-assembled monolayers based condoctimetric algal whole cell biosensor for water monitoring // Michrochim. Acta, 163(3-4), pp. 179-184 (2008).

C. Chouteau, S.V. Dzyadevych, J.-M. Chovelon, C. Durrieu. Development

of novel conductometric biosensors based on immobilised whole cell Chlorella vulgaris microalgae // Biosens. & Bioelectron., 19, рр.1089-1096 (2004).

C. Chouteau, S.V. Dzyadevych, C. Durrieu, J.-M. Chovelon. A bi-enzymatic whole cell conductometric biosensor for heavy metal ions and pesticides detection in water samples // Biosens. & Bioelectron., 21, рр. 273-281 (2005).

A. Ventrella, L. Catucci, A. Agostiano. Herbicides affect fluorescence and electron transfer activity of spinach chloroplasts, thylakoid membranes and isolated photosystem II // Bioelectrochem., 79(1), pp. 43-49 (2010).

R.E. Ionescu, C. Gondran, L. Bouffier et al. Label-free impedimetric immunosensor for sensitive detection of atrazine // Electrochim. Acta, 55(21), pp. 6228-6232 (2010).

X. Jianga, D. Lia, X. Xua et al. Immunosensors for detection of pesticide

residues // Bios. Bioelectron., 23(11), pp. 1577-1587 (2008).

S. Muyldermans, T.N. Baral, V.C. Retamozzo et al. Camelid immunoglobulins and nanobody technology // Vet. Immunol. Immunopathol., 128, pp. 178–183 (2009).

Ahn Ki Chang, Hee-Joo Kim, R. Mark et al. Immunoassays and Biosensors for Monitoring Environmental and Human Exposure to Pyrethroid Insecticides // J. Agric. Food Chem., 59(7), pp. 2792–2802 (2011).

P. Nirmal, G. Sumana, A. Kavita et al. Improved electrochemical nucleic acid biosensor based on polyaniline-polyvinil sulphonate // Talanta, 74, pp. 1337-1343 (2008).

A.M. Nowicka, A. Kowalczyk, Z. Stojek, M. Hepel. Nanogravimetric and

voltammetric DNA-hibridization biosensors for studies of DNA damade by

common toxicants and pollutants // Biophys. Chem., 146(1), pp. 42-53 (2010).

C. Xie, Q. Gao, K. Xu. Electrochemical sensor for 2,4-Dichlorophenoxy

acetic acid using molecularly imprinted polypyrrole membrane as recognition element // Microchim. Acta, 169(1), pp. 145-152 (2010).

N.J. Ronkainen, H.B. Halsall, W.R. Heineman. Electrochemical biosensors

// Chem. Soc. Rev., 39(11), pp. 1747-1763 (2010).

E. Mauriz, A. Calle, J.J. Manclus et al. Multi-analite SPR immunoassays for

environmental biosensing of pesticides // Anal. Bioanal. Chem., 387(4), pp. 1449-1458 (2008).

F. Long, M. He, H.C. Shi, A.N. Zhu. Development of evanescent wave allfiber immunosensor for environmental water analysis // Biosens. Bioelectron., 23(7), pp. 952-958 (2008).

S. Boujday, S. Nasri, N. Salmain, C.- M. Pradier. Surfase IR immunosensor for label-free detection of Benzo[a]pyrene // Biosensors and Bioelectronics., 26(4), pp. 1750-1754 (2010).

S. Boujday, C. Gu, M. Girardot et al. Surfase IR applied to rapid and direct immunosensing of environmental pollutants // Talanta., 78(1), pp. 165-170 (2009).

C. March, J.J. Manclus, Y. Jimenez et al. Piezoelectric immunosensor for the determination of pesticide residues and metabolites in fruit juices // Talanta, 78(3), pp. 827-833 (2009).

M. Bache, R. Taboryski, S. Schmid et al. Investigation on antibody binding to a microcantilever coated with a BAM pesticide residue // Nanoscale Research Letters, 6, pp. 386 (2011).

J. Ramon-Azcon, T. Yasukawa, F. Mizutani. Sensitive and spatially multiplexed detection system based on dielectro phoretic manipulation of DNA-encoded particles used as immunoreactions platform // Anal. Chem., 83, pp. 1053-1060 (2011).

J. He, Y. Liu, M. Fan, X. Liu. Isolation and identification of the DNA aptamer target to acetamiprid // J. Agricult. Food Chem., 59(5), pp. 1582-1586 (2011).

W.I. Nasarenko, O.S. Gojster, R.V. Rodik, V.I. Kalchenko. Nanostructures in biosensor technology for express control of mycotoxins and insecticides in solution // 7 Parnas conference of biochemistry and molecular biology. Укр. біохім. журн., 81(4), c. 305 (2009).

X. Sun, B. Liu, K. Xia. A sensitive and regenerable biosensor for organophosphate pesticide based on selfassembled multilayer film with CdTe as fluorescence probe // Luminesc., 26(6), pp. 616-621 (2011).

T.-J. Lin, K.-T. Huang, C.-Y. Liu. Determination of organophosphorous pesticides by a novel biosensor based on localised surface plasmon resonanse // Biosens. bioelectron.,22(4), pp. 513-518 (2006).

S. Chen, J. Huang, D. Du et al. Methyl parathion hydrolase based nanocomposite biosensors for highly sensitive and selective determination of methyl parathion // Biosens. Bioelectron., 26(11), pp. 4320-4325 (2011).

A.C. Vinayaka, M.S. Thakur. Focus on quantum dots as potential fluorescent probes for monitoring food toxicants and foodborne pathogens // Anal. Bioanal. Chem., 397, pp. 1445-1455 (2010).

О.В. Демецька, О.Б. Леоненко, Т.Ю. Ткаченко, Т.С. Леоненко. До проблеми регламентації наноматеріалів // Суч. пробл. токсикол., 1, cc. 52-56 (2012).

М.М. Комаров. Система мониторинга окружающей обстановки на основе беспроводной сенсорной сети // Научно-техническая конференция молодых специалистов МИЭИ: тезисы докладов, МИЭМ, M. cc.145-146 (2009).

О.В. Ударцева. Оптимизация процесса проведения оценки экологических параметров внесения пестицидов // Электрон. науч. Журн.,1, URL. www. science-education.ru/101-5587. (2012).




DOI: https://doi.org/10.18524/1815-7459.2013.4.110704

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2013 Сенсорна електроніка і мікросистемні технології

ISSN 1815-7459 (Print), 2415-3508 (Online)