В.С. Сибирцев1, К.И. Евгенова2, Е.К. Синиченко3, А.Ю. Зайцева4, С.Н. Глебов5, В.В. Гришин6, С.Н. Бармашов7

1–3 Санкт–Петербургский государственный химико-фармацевтический университет (Санкт-Петербург, Россия)

1,4,5 Институт аналитического приборостроения Российской академии наук (Санкт-Петербург, Россия)

6 Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта» (Санкт-Петербург, Россия)

7 Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. И.П.Павлова (Санкт-Петербург, Россия)

1 vs1969r@mail.ru, 2 kseniya.evgenova@spcpu.ru, 3 ekaterina.sinichenko@spcpu.ru, 4 anna@da-24.ru, 5 stepangleboff@yandex.ru, 6 vladimir.grishin@pharminnotech.com, 7 barmashovs2309@gmail.com

Постановка проблемы. Проблема контроля качества различной фармацевтической, пищевой и иной продукции (в том числе, включающей в себя различные растительные экстракты) в последнее время становится всё более актуальной. Представленная методика заключается в периодической (в данном случае, через 0, 40, 80 и 120 мин) регистрации изменений рН и потенциалов оригинальных индикаторных электродов, изготовленных из стали и латуни, относительно хлорсеребрянного электрода сравнения в жидкой питательной среде, инкубируемой в присутствии и в отсутствие тестируемых образцов (ТО) и жизнеспособных тестовых микроорганизмов (ТМ), в качестве которых в этой работе использовали Escherichia coli, являющиеся типичными представителями человеческой и природной микрофлоры.

Цель работы – разработка и апробирование новой экспрессной и доступной для широкого применения методики инструментальной оценки биологической активности образцов различной фармацевтической, пищевой и иной продукции, а также ингредиентов и добавок к такой продукции.

Результаты. С помощью этой методики был проведён сравнительный анализ биологической активности 9 разных промышленно производимых углекислотных растительных экстрактов в зависимости как от вида растительного сырья, из которого эти экстракты были получены, так и от концентрации этих экстрактов в тестовой среде, а также от времени их взаимодействия с ТМ (для чего был введён новый дополнительный параметр, учитывающий динамику изменения биологической активности ТО в ходе их взаимодействия с ТМ).

Практическая значимость. Проведенное исследование подтвердило более высокую экспрессность, информативность и экономичность представленной методики по сравнению как с «классическими визуальными», так и с ранее использовавшимися инструментальными микробиологическими методами, применяемыми как при контроле качества уже существующей, так и при разработке новой фармацевтической, пищевой и иной продукции, а также ингредиентов и добавок к такой продукции.

Сибирцев В.С., Евгенова К.И., Синиченко Е.К., Зайцева А.Ю., Глебов С.Н., Гришин В.В., Бармашов С.Н. Методика потенциометрического микробиологического тестирования в применении к сравнительному анализу свойств углекислотных растительных экстрактов // Технологии живых систем. 2026. T. 23. № 3. С. 78-89. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202603-08

1. Sutherland J., Miles M., Hedderley D. et al. In vitro effects of food extracts on selected probiotic and pathogenic bacteria // International Journal of Food Sciences and Nutrition. 2009. V. 60. № 8. P. 717–727. DOI: 10.3109/09637480802165650
2. Das S., Anjeza C., Mandal S. Synergistic or additive antimicrobial activities of Indian spice and herbal extracts against pathogenic, probiotic, and food-spoiler microorganisms // International Food Research Journal. 2012. V. 19. № 3. P. 1185–1191.
3. Al-Zubairi A., Al-Mamary M.A., Al-Ghasani E. The antibacterial, antifungal, and antioxidant activities of essential oil from different aromatic plants // Global Advanced Research Journal of Medicine and Medical Sciences. 2017. V. 6. № 9. P. 224–233.
4. Markosyan A.I., Baghdasaryan A.S., Ayvazyan A.S. et al. Synthesis and antibacterial and antitumor properties of derivatives of 5,5-dimethyl-3-iso-propyl-2-thioxo-2,3,5,6-tetrahydrobenzo[h]quinazoline-4(1h)-one // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2023. V. 57. № 9. P. 1367–1371. DOI: 10.1007/s11094-023-02999-7
5. Roshchina M.V., Gunar O.V., Sakhno, N.G. Microbiological Monitoring in Analysis of Drug Quality // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2024. V. 57. № 11. P. 1822–1826. DOI: 10.1007/s11094-024-03084-3
6. Shapoval O.G., Sheremetyeva A.S., Dumova N.A. et al. Antimicrobial activity of Thymus serpyllum L. and Thymus marschallianus Willd. essential oils against Candida albicans // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2023. V. 57. № 9. P. 1449–1453. DOI: 10.1007/s11094-023-03009-6
7. Yamashkin S.A., Stepanenko I.S., Kiryutina A.I., Platova T.N. Chloroacetates of substituted 1H-indol-5-,6-,7-ylamines and their antimicrobial activity // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2024. V. 57. № 10. P. 1546–1551. DOI: 10.1007/s11094-024-03047-8
8. Маслова В.Д., Колпакова С.Д., Куркин В.А. Сравнительное исследование антимикробной активности водных и водно-спиртовых извлечений и эфирного масла листьев мирта обыкновенного // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2025. Т. 24. № 3. С. 210–221. DOI: 10.37903/vsgma.2025.3.27
9. Sibirtsev V.S., Olekhnovich R.О., Samuylova E.О. Assessment of integral toxicity of water resour-ces by instrumental methods of analysis // SGEM Conference Proceedings. 2017. V. 17. № 61. P. 507–514.
10. Sibirtsev V.S., Garabadgiu A.V., Shvets V.I. New technique for integrated photofluorescence microbiotesting. // Doklady Biological Sciences. 2019. V. 489. № 6. Р. 196–199. DOI: 10.1134/S0012496619060103
11. Сибирцев В.С., Маслова А.Ю. Комплексное исследование динамики жизнедеятельности Е.coli в присутствии ионов переходных металлов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 2. С. 236–241. DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-2-236-241
12. Anan'eva E.P., Bogdanova O.Yu., Gurina S.V., Sibirtsev V.S. Using a conductometric method in microbiological control of natural excipients // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2022. V. 56. № 6. P. 872–876. DOI: 10.1007/s11094-022-02721-z
13. Fedotova V.V., Konovalov D.A. Research and development of solidago caucasica herbal dry extract // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2018. V. 52. N 3. P. 216–219. DOI: 10.1007/s11094-018-1794-5
14. Kornopol’tseva T.V., Botoeva E.A., Aseeva T.A., Zhashinamzhilov Zh.B. New herbal preparation pancafit and its anti-inflammatory efficacy // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2018. V. 52. № 6. P. 536–538. DOI: 10.1007/s11094-018-1855-9
15. Routa P.K., Naika S.N., Raob Y.R. Subcritical CO2 extraction of floral fragrance from Quisqualis indica // Journal of Supercritical Fluids. 2008. V. 45. N 2. P. 200–205. DOI: 10.1016/j.supflu.2008.02.011
16. Sahenaa I.F., Zaidula S.M., Jinapa S. et al. Application of supercritical CO2 in lipid extraction – a review // Journal of Food Engineering. 2009. V. 95. № 2. P. 240–253. DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2009.06.026
17. Ibadullaeva G.S., Pichkhadze G.M., Ustenova G.O. et al. Chemical composition of the CO2-extract of Acorus Calamus obtained under subcritical conditions // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2015. V. 49. № 6. Р. 388–392.
18. Valle Jr.D.L., Cabrera E.C., Puzon J.J.M., Rivera W.L. Antimicrobial activities of methanol, ethanol and supercritical CO2 extracts of Philippine Piper betle L. on clinical isolates of Gram positive and Gram negative bacteria with transferable multiple drug resistance // PLOS ONE. 2016. V. 11. № 1. P. e0146349. DOI: 10.1371/journal.pone.0146349
19. Vieitez I., Maceiras L., Jachmanián I., Alborés S. Antioxidant and antibacterial activity of different extracts from herbs obtained by maceration or supercritical technology // Journal of Supercritical Fluids. 2018. V. 133. Р. 58–64. DOI: 10.1016/j.supflu.2017.09.025
20. Lazarotto M., Valério A., Boligon A. et al. Chemical composition and antibacterial activity of bergamot peel oil from supercritical CO2 and compressed propane extraction // Open Food Science Journal. 2018. V. 10. № 1. Р. 16–23. DOI: 10.2174/1874256401810010016
21. Coelho J., Veiga J., Karmali A. et al. Supercritical CO2 extracts and volatile oil of basil (Ocimum basilicum L.) comparison with conventional methods // Separations. 2018. V. 5. № 2. Р. 21–33. DOI: 10.3390/separations5020021
22. Razgonova M.P., Zakharenko A.M., Golokhvast K.S. Investigation of the supercritical CO2 extracts of Wild ledum palustre L. (Rhododendron tomentosum harmaja) and identification of its metabolites by tandem mass spectrometry // Russian Journal of Bioorganic Chemistry. 2023. V. 49. № 7. Р. 1645–1657. DOI: 10.1134/S1068162023070889
23. Шаповалова Е.Г., Селихова Н.Ю., Федоришин Д.А. и др. Исследование химического состава и антибактериальной активности СО2 экстрактов Juniperus Pseudosabina, Larix Dahurica, Taxus Cuspidata // Вестник Томского государственного университета. Сер. Химия. 2024. № 33. С. 129–144. DOI: 10.17223/24135542/33/12
24. Раганина К.Т., Тлеубаева М.И., Жандабаева М.А. и др. Влияние методов экстрагирования гриба чага (Inonotus obliquus) на получение экстрактов с более высоким содержанием БАВ // Фармация Казахстана. 2024. № 3. С. 226–232. DOI: 10.53511/pharmkaz.2024.58.79.027
25. Касьянов Г.И., Неповинных Н.В., Неваленная А.А. Технология рыборастительного батончика с СО2-экстрактами лемонграсса и элеутерококка // Вестник Астраханского государственного технического университета. Сер. Рыбное хозяйство. 2025. № 2. С. 105–112. DOI: 10.24143/2073-5529-2025-2-105-112
26. Пермякова Л.В., Рябоконева Л.А., Сергеева И.Ю. и др. Продукты углекислотной экстракции как биоактиваторы дрожжей Saccharomyces cerevisiae // Техника и технология пищевых производств. 2025. Т. 55. № 3. С. 607–623. DOI: 10.21603/2074-9414-2025-3-2592
27. Петрова А.А., Салищева О.В., Юстратов В.П., Ларичев Т.А. Антимикробная активность сквалена и CO2-экстрактов семян амаранта // Хлебопечение России. 2025. Т. 69. № 1-2. С. 10–20.
28. Razgonova M.P., Okhlopkova Zh.M., Nawaz M.A. et al. Supercritical extraction and identification of bioactive compounds in Dryopteris fragrans (L.) Schott // Pharmaceuticals. 2025. V. 18. № 3. P. 299. DOI: 10.3390/ph18030299
29. Сибирцев В.С., Гарабаджиу А.В., Иванов С.Д. Механизмы изменения флуоресцентных свойств бисбензимидазольных красителей // Биоорганическая химия. 1995. Т. 21. № 9. С. 731–736.
30. Сибирцев В.С., Гарабаджиу А.В. Спектральное исследование взаимодействия с ДНК бензтиазолил-бенз-α-хромена // Биохимия. 2007. T. 72. № 8. С. 1107–1116. DOI: 10.1134/S0006297907080123
31. Сибирцев В.С., Кулаков А.Ю., Строев С.А. Кондуктометрическое биотестирование в применении к оценке про- и антибактериальных свойств католитов и анолитов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 3. С. 573–576. DOI: 10.17586/2226-1494-2016-16-3-573-576
32. Sibirtsev V.S. Investigation of mechanisms of change in spectral properties during interaction of benzazole, indole, and phenanthridium compounds with DNA // Journal of Optical Technology. 2017. V. 84. № 5. P.295–301. DOI: 10.1364/JOT.84.000294
33. Сибирцев В.С., Строев С.А. Оптико-электрохимическая микробиотестовая система оценки токсической безопасности нефтепродуктов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 1. С. 74–81. DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-1-74-81
34. Anan’eva E.P., Bogdanova O.Yu., Gurina S.V., Sibirtsev V.S. Application of impedance technology to the determination of microbial contamination of medicinal plant raw materials // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2023. V. 57. N 6. P. 913–917. DOI: 10.1007/s11094-023-02967-1
35. Sibirtsev V.S., Nechiporenko U.Yu. Method of optical-electrochemical microbiological testing in application to assessment of properties of various essential oils // Pharmaceutical Chemistry Journal. 2024. V. 58. № 7. P. 1170–1175. DOI: 10.1007/s11094-024-03256-1
36. Sibirtsev V.S. Analysis of benzo[a]pyrene deactivation mechanismes at rats // Biochemistry (Moscow). 2006. V. 71. № 1. P. 90–98.
37. Korn G., Korn T. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. Definitions, Theorems and Formulas for Reference and Review. McGraw-Hill Book Company. 1968.
38. Johnson K., Jeffi V. Numerical Methods in Chemistry. Cambridge University Press. 1983.
39. Сибирцев В.С., Кузьмин А.Г., Титов Ю.А. и др. Газовый масс–спектрометрический анализ промышленных йогуртов с различными добавками // Техника и технология пищевых производств. 2024. Т. 54. № 2. С. 285–297. DOI: 10.21603/2074-9414-2024-2-2507