Moderne Chemie und Anwendungen

Abstrakt

Abbau von Vancomycinhydrochlorid durch Elektrooxidation

Antunes MH, Arsand DR und Colvara WA

Viele Arzneimittel gelten als hartnäckige Schadstoffe und stellen aufgrund ihrer kontinuierlichen Freisetzung in die aquatische Umwelt und der Entwicklung von Bakterienresistenzen gegen Antibiotika ein Problem für die Gesundheit von Mensch und Tier dar. Vancomycin ist eines der in der Medizin am häufigsten verabreichten Antibiotika. Dennoch ist wenig über das Vorkommen, den Verbleib und die Auswirkungen von Vancomycin in der Umwelt bekannt. Die fortschrittlichen Oxidationstechniken (AOTs) werden als Alternativen zur Behandlung von Wasser und Abwasser zum Abbau von Schadstoffen und Verunreinigungen dargestellt. Daher zielt diese Arbeit darauf ab, den Abbau von Vancomycin in einem wässrigen Medium mithilfe der Elektrooxidationstechnik (EO) zu bewerten und die Reaktionsbedingungen zu optimieren. Die Experimente wurden in einer selbstgebauten elektrochemischen Zelle aus Acryl mit einem Arbeitsvolumen von 500 cm3 durchgeführt. Es wurden DSA-Elektroden – dimensionsstabile Anoden (70TiO2-30RuO2) – verwendet (effektive Arbeitsfläche – 41,25 cm2). Als Leitelektrolyt wurde NaCl PA verwendet. Es wurden 130 mg L-1 Vancomycin
in wässriger Lösung verwendet. Die Optimierung wurde mit einem Central Composite Design (CCD) durchgeführt, das insgesamt 18 Experimente umfasste. Die bewerteten Faktoren waren: Elektrodenabstand (ID), angelegter Strom und Konzentration des unterstützenden Elektrolyten. Alle Experimente wurden 20 Minuten lang durchgeführt, wobei nach 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10 und 20 Minuten Proben entnommen wurden. Die Vancomycin-Konzentrationen wurden mittels Hochleistungsflüssigchromatografie mit Diodenarray-Detektion (HPLC-DAD) bestimmt (mobile Phase: Phosphatpuffer 0,05 mol L-1, pH 4,7: MeOH: ACN [80:15:5, v/v], Injektionsvolumen: 40 L; C18 mit Flussrate von 1,0 mL min-1, λ: 210 nm). Die Ergebnisse zeigen, dass die Elektrooxidation beim Abbau von Vancomycin wirksam ist und sich als Alternative zum Abbau dieses Arzneimittels erweist. Die verwendete Methode erreichte einen 100%igen Abbau in 2 Minuten Behandlung unter optimalen Bedingungen: 400 mA, 3 cm Elektrodenabstand und 1.100 mg L-1 NaCl.