kurskvestЧеловек и его здоровьеHumans and their health1998-57461998-5754Kursk State Medical University10.21626/vestnik/2022-3/07kurskvest-1068Research ArticleФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИPHARMACEUTICAL SCIENCESВерификация цефтриаксона и определение его концентрации в сыворотке крови методом капиллярного электрофореза у больных хирургического профиляVerification of ceftriaxone and determination of its concentration in blood serum by capillary electrophoresis in surgical patientshttps://orcid.org/0000-0002-6745-6446ЛаричевАндрей БорисовичLarichevAndrey B.

д-р мед. наук, профессор, зав. кафедрой общей хирургии, ЯГМУ, г. Ярославль

Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of General Surgery, YSMU, Yaroslavl, Russian Federation

larich-ab@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0752-3632СмирноваАнна ВладимировнаSmirnovaAnna V.

канд. фарм. наук, зав. курсом фармацевтической и токсикологической химии, доцент кафедры химии с курсом фармацевтической и токсикологической химии, ЯГМУ, г. Ярославль

Cand. Sci. (Pharm.), Head of the Course of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry, Associate Professor at the Department of Chemistry with a Course of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry, YSMU, Yaroslavl, Russian Federation

winterpoliatlon@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8959-6610СлободскаяНаталья АлексеевнаSlobodskayaNatalya A.

аспирант кафедры химии с курсом фармацевтической и токсикологической химии, ЯГМУ, г. Ярославль

post-graduate student at the Department of Chemistry with a course of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry, YSMU, Yaroslavl, Russian Federation

natascha.96@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5720-4846КрючковВасилий БорисовичKryuchkovVasiliy B.

канд. фарм. наук, ст. лаборант кафедры химии с курсом фармацевтической и токсикологической химии, ЯГМУ, г. Ярославль

Cand. Sci. (Pharm.), Senior Laboratory Assistant of the Department of Chemistry with a Course in Pharmaceutical and Toxicological Chemistry, YSMU, Yaroslavl, Russian Federation

kriuchkovvasily@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8888-9972ВасильевАндрей АндреевичVasilievAndrey A.

аспирант кафедры общей хирургии, ЯГМУ, г. Ярославль

post-graduate student of the Department of General Surgery, YSMU, Yaroslavl, Russian Federation

anvas.80@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2608-6650ИзюмовНикита МихайловичIzyumovNikita M.

студент, ЯГМУ, г. Ярославль

student, YSMU, Yaroslavl, Russian Federation

inickita7@yandex.ruЯрославский государственный медицинский университет (ЯГМУ)РоссияYaroslavl State Medical University (YSMU)Russian Federation2022271020222536071Copyright © Ларичев А.Б., Смирнова А.В., Слободская Н.А., Крючков В.Б., Васильев А.А., Изюмов Н.М., 20222022Ларичев А.Б., Смирнова А.В., Слободская Н.А., Крючков В.Б., Васильев А.А., Изюмов Н.М.Larichev A.B., Smirnova A.V., Slobodskaya N.A., Kryuchkov V.B., Vasiliev A.A., Izyumov N.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.kursk-vestnik.ru/jour/article/view/1068

Цель: разработать методику верификации цефтриаксона и определения его концентрации в сыворотке крови посредством капиллярного электрофореза. Материалы и методы. В исследовании использовали цефтриаксона натриевую соль (ЗАО «Фармацевтическая фирма “Лекко”»), модельные смеси биологических жидкостей (цельная кровь, сыворотка и плазма крови) с различной концентрацией цефтриаксона; клинические биологические образцы крови, взятые в ходе операции на молочной железе на фоне периоперационной антибиотикопрофилактики. Концентрацию цефтриаксона определяли с помощью системы капиллярного электрофореза «Капель-105М» (ЗАО «Люмекс», г. Санкт-Петербург, Россия). Результаты. Разработана экспрессная методика определения цефтриаксона в сыворотке крови (объем пробы - 0,1 мл), которая предполагает использование осадителя белковых веществ - сульфата аммония кристаллического, экстракцию органической системы хлороформ-изобутанол в соотношении 3:1, реэкстракцию вещества в рабочий электролит, разбавленный водой, и последующий электрофорез на приборе «Капель-105М». Валидация методики свидетельствует о ее линейности, правильности, прецизионности и специфичности; нижний предел количественного определения составляет 0,1 мкг/0,1 мл биологической среды. Работоспособность методики подтверждена в условиях клинического испытания путем определения концентрации цефтриаксона в сыворотке крови через 30 минут после внутривенного введения 1 г препарата с целью периоперационной антибиотикопрофилактики. Заключение. Методика количественного определения цефтриаксона в сыворотке крови, выполненная с помощью системы капиллярного электрофореза («Капель-105М»), отвечает установленным валидационным критериям. При этом идентификация антибиотика осуществляется в селективных условиях и требует минимального количества объекта, тем самым уменьшается количество соэкстрактивных веществ в пробах, что в сочетании с приемом стекинга при электрофорезе обеспечивает высокую чувствительность методики. Она может быть рекомендована для проведения анализа в условиях клинико-диагностических лабораторий.

Objective: to develop a method for verifying ceftriaxone and determining its concentration in blood serum by means of capillary electrophoresis. Materials and methods. The study used ceftriaxone sodium salt (CJSC Pharmaceutical Company "Lekko"), model mixtures of biological fluids (whole blood, serum and blood plasma) with different concentrations of ceftriaxone; clinical biological blood samples taken during breast surgery against the background of perioperative antibiotic prophylaxis. The concentration of ceftriaxone was determined by using a Capel-105M capillary electrophoresis system (CJSC Lumex, St. Petersburg, Russia). Results. An express method has been developed for the determination of ceftriaxone in blood serum (sample volume - 0.1 ml), which involves the use of a precipitant of protein substances - crystalline ammonium sulfate, extraction of the organic system chloroform - isobutanol in a ratio of 3: 1, re-extraction of the substance into a working electrolyte diluted with water, and subsequent electrophoresis on the device "Capel-105M". Method validation indicates its linearity, correctness, precision and specificity; the lower limit of quantitation is 0.1 µg/0.1 ml biological medium. The effectiveness of the technique was confirmed in a clinical trial by determining the concentration of ceftriaxone in the blood serum 30 minutes after intravenous administration of 1 g of the drug for the purpose of perioperative antibiotic prophylaxis. Conclusion. The method for the quantitative determination of ceftriaxone in blood serum, performed by using a capillary electrophoresis system (“Kapel-105M”), meets the established validation criteria. At the same time, the identification of the antibiotic is carried out under selective conditions and requires a minimum amount of the object, thereby reducing the amount of co-extractive substances in the samples, which, in combination with the method of stacking during electrophoresis, provides a high sensitivity of the technique. It can be recommended for analysis in clinical diagnostic laboratories.

цефтриаксонсыворотка кровикапиллярный электрофорезметодика верификации цефтриаксонапериоперационная антибиотикопрофилактикаceftriaxoneblood serumcapillary electrophoresisceftriaxone verification techniqueperioperative antibiotic prophylaxisReferencesГаин Ю.М., Алексеев В.А., Стельмах В.А., под ред. Антибактериальная терапия и профилактика хирургических инфекций: Справочно-информационное руководство для врачей. Москва: Редакционно-издательский центр Генерального штаба Вооруженных сил Российской Федерации, 2002. 894 с.Gain Yu.M., Alekseyev V.A., Stel’makh V.A., editors. Antibacterial therapy and prevention of surgical infections: A reference and informational guide for doctors. Moscow: Editorial and Publishing Center of the General Staff of the Armed Forces of the Russian Federation, 2002. 894 p. (in Russ.)Ефименко Н.А., Гучев И.А., Сидоренко С.В. Инфекции в хирургии. Фармакотерапия и профилактика: Монография. Смоленск, 2004. 296 с.Efimenko N.A., Guchev I.A., Sidorenko S.V. Infections in surgery. Pharmacotherapy and prevention: Monograph. Smolensk, 2004. 296 p. (in Russ.)Bratzler D.W., Dellinger E.P., Olsen K.M., Perl T.M., Auwaerter P.G., Bolon M.K, Fish D.N., Napolitano L.M. et al. Clinical practice guidelines for antimicrobial prophylaxis in surgery. Am J Health Syst Pharm. 2013;70(3):195-283. DOI: 10.2146/ajhp120568.Bratzler D.W., Dellinger E.P., Olsen K.M., Perl T.M., Auwaerter P.G., Bolon M.K, Fish D.N., Napolitano L.M. et al. Clinical practice guidelines for antimicrobial prophylaxis in surgery. Am J Health Syst Pharm. 2013;70(3):195-283. DOI: 10.2146/ajhp120568.Clark J.J.C., Abildgaard J.T., Backes J., Hawkins R.J. Preventing infection in shoulder surgery. J Shoulder Elbow Surg. 2018;27(7):1333-1341. DOI: 10.1016/j.jse.2017.12.028.Clark J.J.C., Abildgaard J.T., Backes J., Hawkins R.J. Preventing infection in shoulder surgery. J Shoulder Elbow Surg. 2018;27(7):1333-1341. DOI: 10.1016/j.jse.2017.12.028.Ларичев А.Б., Лисовский А.В., Кодина Т.В. Исследование концентрации цефоперазона (цефобита) в крови и тканях экспериментальных животных и в крови хирургических больных. Вестник лимфологии. 2009;(1):40-43. EDN: KTXDRR.Larichev A.B., Lisovskiy A.V., Kodina T.V. Investigation of the concentration of cefoperazone (cefobide a) in the blood and tissues of experimental animals and in the blood of surgical patients. Vestnik limfologii. 2009;(1):40-43 (in Russ.). EDN: KTXDRR.Ларичев А.Б., Бабаджанян А.Р., Фомин А.Н. Крючков В.Б., Ефремов К.Н., Смирнова А.В. Клинико-фармакокинетические параллели периоперационной антибиотикопрофилактики в абдоминальной хирургии. Российский медицинский журнал. 2018;24(2):73-77. DOI: 10.18821/0869-2106-2018-24-2-73-77. EDN: XWBUPR.Larichev A.B., Babadzhanyan A.R., Fomin A.N. Kryuchkov V.B., Efremov K.N., Smirnova A.V. The clinical pharmacokinetic parallels of peri-operational antibiotics prevention in abdominal surgery.Russian Medical Journal. 2018;24(2):73-77 (in Russ.). DOI: 10.18821/0869-2106-2018-24-2-73-77. EDN: XWBUPR.Longo U.G., Candela V., Facchinetti G., Marchetti A., Dsoke S., Mazzella C., Risi Ambrogioni L., De Marinis M.G. et al. Antibiotic prophylaxis in primary and revision shoulder replacement: a systematic review. BMC Musculoskelet Disord. 2020;21(1):292. DOI: 10.1186/s12891-020-03332-z.Longo U.G., Candela V., Facchinetti G., Marchetti A., Dsoke S., Mazzella C., Risi Ambrogioni L., De Marinis M.G. et al. Antibiotic prophylaxis in primary and revision shoulder replacement: a systematic review. BMC Musculoskelet Disord. 2020;21(1):292. DOI: 10.1186/s12891-020-03332-z.Salim S., Kumar M.N., Tripathi C.D., Arya S.V., Verma V., Ahmed K.B., Meshram G.G. Pharmacological evaluation of prophylactic anti-microbial use in laparoscopic cholecystectomy; an open labelled study evaluating the concentrations of single dose intravenous ceftriaxone at serum and tissue level. Eur J Clin Pharmacol. 2021;77(7):1011-1016. DOI: 10.1007/s00228-021-03093-1Salim S., Kumar M.N., Tripathi C.D., Arya S.V., Verma V., Ahmed K.B., Meshram G.G. Pharmacological evaluation of prophylactic anti-microbial use in laparoscopic cholecystectomy; an open labelled study evaluating the concentrations of single dose intravenous ceftriaxone at serum and tissue level. Eur J Clin Pharmacol. 2021;77(7):1011-1016. DOI: 10.1007/s00228-021-03093-1Salim S., Majoka R., Tripathi C.D., Verma V., Bagga D., Karim B.A., Meshram G.G. Variability in the serum and tissue concentrations of pre-incisional ceftriaxone for surgery in paediatric population and outcome of surgical-site infections; An open labelled, prospective, non-randomized, analytical study. Current Research in Pharmacology and Drug Discovery. 2022;3. DOI: 10.1016/J.CRPHAR.2022.100082.Salim S., Majoka R., Tripathi C.D., Verma V., Bagga D., Karim B.A., Meshram G.G. Variability in the serum and tissue concentrations of pre-incisional ceftriaxone for surgery in paediatric population and outcome of surgical-site infections; An open labelled, prospective, non-randomized, analytical study. Current Research in Pharmacology and Drug Discovery. 2022;3. DOI: 10.1016/J.CRPHAR.2022.100082.Комарова Н.В., Каменцева Я.С. Практическое руководство по использованию систем капиллярного электрофореза «КАПЕЛЬ». Санкт-Петербург: Веда, 2006. 212 с.Komarova N.V., Kamentseva Ya.S. Practical guide to the use of capillary electrophoresis systems «KAPEL». St. Petersburg: Veda, 2006. 212 p. (in Russ.)Хомов Ю.А., Фомин А.Н. Капиллярный электрофорез как высокоэффективный аналитический метод (обзор литературы). Современные проблемы науки и образования. 2012;(5):349. EDN: PKWWUP. URL: http://www.scienceeducation.ru/ru/article/view?id=6775.Khomov Yu.A., Fomin A.N. Capillary electrophoresis as a highly effective analytical method (literature review). Sovremennyye problemy nauki i obrazovaniya. 2012;(5):349 (in Russ.). EDN: PKWWUP. URL: http://www.scienceeducation.ru/ru/article/view?id=6775.Хомов Ю.А., Фомин А.Н. Электрофорез в анализе лекарственных азотсодержащих соединений основного характера. Пермь: ГБОУ ВПО ПГФА Росздрава; 2012. 124 с.Khomov Yu.A., Fomin A.N. Electrophoresis in the analysis of medicinal nitrogen-containing compounds of a basic nature. Perm: GOU VPO PGFA Roszdrava; 2012. 124 p. (in Russ.)Фомин А.Н., Крючков В.Б., Ларичев А.Б., Смирнова А.В. Верификация цефоперазона в биологических объектах методом электрофореза. Ярославль, 2019. 53 с.Fomin A.N., Kryuchkov V.B., Larichev A.B., Smirnova A.V. Verification of cefoperazone in biological objects by electrophoresis. Yaroslavl, 2019. 53 p. (in Russ.)Shah M., Patel N., Tripathi N., Vyas V.K. Capillary electrophoresis methods for impurity profiling of drugs: A review of the past decade. J Pharm Anal. 2022;12(1):15-28. DOI: 10.1016/j.jpha.2021.06.009.Shah M., Patel N., Tripathi N., Vyas V.K. Capillary electrophoresis methods for impurity profiling of drugs: A review of the past decade. J Pharm Anal. 2022;12(1):15-28. DOI: 10.1016/j.jpha.2021.06.009.Zhu Q., Scriba G.K.E. Analysis of small molecule drugs, excipients and counter ions in pharmaceuticals by capillary electromigration methods - recent developments. J Pharm Biomed Anal. 2018;147: 425-438. DOI: 10.1016/j.jpba.2017.06.063.Zhu Q., Scriba G.K.E. Analysis of small molecule drugs, excipients and counter ions in pharmaceuticals by capillary electromigration methods - recent developments. J Pharm Biomed Anal. 2018;147: 425-438. DOI: 10.1016/j.jpba.2017.06.063.Stěpánová S., Kašička V. Determination of impurities and counterions of pharmaceuticals by capillary electromigration methods. J Sep Sci. 2014;37(15): 2039-2055. DOI: 10.1002/jssc.201400266.Stěpánová S., Kašička V. Determination of impurities and counterions of pharmaceuticals by capillary electromigration methods. J Sep Sci. 2014;37(15): 2039-2055. DOI: 10.1002/jssc.201400266.ФСП 42 - 0382514304 Цефтриаксон, порошок для приготовления раствора для внутримышечного и внутривенного введения 0,5 г и 1,0 г. Государственный реестр лекарственных средствFSP 4 2- 0382514304 Ceftriaxone, powder for preparation of solution for intramuscular and intravenous administration of 0.5 g and 1.0 g. State Register of Medicines (in Russ.)Фомин А.Н., Ларичев А.Б., Крючков В.Б., Слободская Н.А., Смирнова А.В., Васильев А.А., Кадожоян Л.В., Виноградов А.П. и др. Способ определения концентрации цефтриаксона в тканях операционного поля. Российская Федерация, Патент РФ № 2759533. 15 ноября 2021 г.Fomin A.N., Larichev A.B., Kryuchkov V.B., Slobodskaya N.A., Smirnova A.V., Vasil’yev A.A., Kadozhoyan L.V., Vinogradov A.P. et al. A method for determining the concentration of ceftriaxone in the tissues of the surgical field.Russian Federation patent RU 2759533. Nov 15, 2021 (in Russ.)Барсегян С.С., Саломатин Е.М., Плетнева Т.В., Максимова Т.В., Долинкин А.О. Методические рекомендации по валидации аналитических методик, используемых в судебно-химическом и химико-токсикологическом анализе биологического материала. Москва: ЭсПэХа; 2014. 76 с.Barsegyan S.S., Salomatin E.M., Pletneva T.V., Maksimova T.V., Dolinkin A.O. Methodological recommendations for the validation of analytical techniques used in forensic chemical and chemical-toxicological analysis of biological material. Moscow: EsPeKha; 2014. 76 p. (in Russ.)ОФС.1.1.0012.15 Валидация аналитических методик. Государственная Фармакопея Российской Федерации XIV издание. Том 1. Москва: Федеральная электронная медицинская библиотека. URL: https://docs.rucml.ru/feml/pharma/v14/vol1/275/.General Pharmacopoeia article 1.1.0012.15 Validation of analytical techniques. The State Pharmacopoeia of the Russian Federation XIV edition. Volume 1. Moscow: Federal Electronic Medical Library (in Russ.). URL: https://docs.rucml.ru/feml/pharma/v14/vol1/275/.Фармакопея США: USP29. Национальный формуляр: NF 24. Том 2. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2009:2646-2655US Pharmacopoeia: USP 29. National Form: NF 24. Volume 2. Moscow: GEOTAR-Media, 2009:2646-2655 (in Russ.)ОФС.1.1.0013.15 Статистическая обработка результатов химического эксперимента. Государственная Фармакопея Российской Федерации XIV издание. Том 1. Москва: Федеральная электронная медицинская библиотека. URL: https://docs.rucml.ru/feml/pharma/v14/vol1/289/.General Pharmacopoeia article 1.1.0012.15 Statistical processing of chemical analysis results. The State Pharmacopoeia of the Russian Federation XIV edition. Volume 1. Moscow: Federal Electronic Medical Library (in Russ.). URL: https://docs.rucml.ru/feml/pharma/v14/vol1/289/.

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