Biosensing penicillins’ residues in milk flows
| dc.contributor.advisor | Rinken, Toonika, juhendaja | |
| dc.contributor.author | Kagan, Margarita | |
| dc.contributor.other | Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond. | et |
| dc.date.accessioned | 2016-07-05T10:53:41Z | |
| dc.date.available | 2016-07-05T10:53:41Z | |
| dc.date.issued | 2016-07-05 | |
| dc.description | Väitekirja elektrooniline versioon ei sisalda publikatsioone. | et |
| dc.description.abstract | Penitsilliinid on beetalaktaamide hulka kuuluvad antibiootikumid, mida kasutatakse peamiselt Gram-positiivsete bakterite poolt tekitatud haiguste raviks. Penitsilliini ja teiste antibiootikumide jäägid piimas tekitavad inimestel allergilisi reaktsioone ning soodustavad resistentsete mikroobitüvede teket, mistõttu on antibiootikumide jääkide lubatud sisaldus toidus rangelt reguleeritud. Tavaliselt kasutatakse antibiootikumide jääkide määramiseks piimas mitmesuguseid kromatograafial põhinevaid meetodeid ning erinevaid mikroobse inhibeerimise ja immuunoretseptor teste. Kuid tihtipeale on need meetodid kallid ning aeganõudvad. Üheks võimalikuks alternatiiviks traditsioonilistele analüüsimeetoditele on biosensorite kasutamine. Biosensorite eeliseks on nende lihtsus, suhteline odavus ning kiirus, mis võimaldab nende kasutamist kiireteks analüüsideks reaalajas. Käesoleva doktoritöö eesmärgiks oli välja töötada ning testida biosensorsüsteem penitsilliinide jääkide kiireks määramiseks toorpiimas. Selleks, et kiirendada eksperimentaalsete andmete analüüsi, me pakkusime välja matemaatiline mudel biosensori kalibratsiooniparameetrite arvutamiseks ning uurisime võimalusi biosensorites toimuvate äratundmisreaktsioonide kiirendamiseks. Töö praktilises osas testisime biosensori kasutamist penitsilliinide jääkide kiireks määramiseks toorpiimas. Töö tulemusena leidsime, et glükoosi tase piimas on heaks indikaatoriks penitsilliini jääkide määramiseks toorpiimas. Seega, kasutatud biosensorsüsteem on rakendatav kiireks penitsillinide jääkide määramiseks toorpiimas piimafarmides. Kiire lüpstava piima analüüs võimaldaks mittekvaliteetse piima õigeaegset eraldamist kvaliteetsest toodangust ning kogu toodetava piima kvaliteedi tõstmist. Kasutatud biosensorsüsteemi on erinevate antibiotikumide jääkide määramiseks toorpiimas võimalik tulevikus modifitseerida täiendavate biosensorite lisamisega. | et |
| dc.description.abstract | The use of antibiotics for the treatment of food-producing animals generates the risk to human health due to the transmission of the residues and metabolites of these compounds into food chain. In addition, scientists and health experts also fear that wide application of antimicrobial agents, including the first discovered penicillin antibiotics, is contributing to the rise and spread of antibiotic-resistant bacteria. At present, strict regulations have been established for the levels of antibiotic residues and metabolites in food of animal origin. Antibiotic residues in food are commonly determined with the help of chromatography and special tests. The application of biosensors for the detection of antibiotic residues in milk is a good alternative to traditional methods. The benefits of biosensors are their low cost, simplicity and possibility for rapid real-time analysis. The main goal of the present work was to propose a rapid method for real-time detection of penicillins’ residues in milk, to propose a simple but sufficiently accurate model to describe the quick response of biosensor and to test this biosensorsystem. The application of the model allowed to predict optimal biosensor parameters for obtaining maximal sensitivity and high stability on one hand, and to obtain fast results from the initial phase of the reaction on the other hand. The biosensor was applied to detect the penicillins in the milk of cows with mastitis. Glucose concentration in their milk decreased significantly compared to glucose levels in high quality milk, enabling to use glucose concentration as an indicator of the presence of penicillin residues in milk. The studied biosensor set-up has high potential to serve as a system for real-time automatic control of the quality of raw milk in the milk production farms. The application of this system allows the separation of substandard milk from the milk flow prior to milk collection tank. The system can be further modified by attaching additional biosensors to build up a more robust biosensor array, where the signals of individual biosensors form a typical pattern of milk sample, which changes in the presence of different antibiotics. | en |
| dc.identifier.isbn | 978-9949-77-193-6 | |
| dc.identifier.isbn | 978-9949-77-194-3 (pdf) | |
| dc.identifier.issn | 1406-0299 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10062/52247 | |
| dc.language.iso | en | en |
| dc.relation.ispartofseries | Dissertationes chimicae Universitatis Tartuensis;156 | |
| dc.subject | penitsilliin | et |
| dc.subject | ravimijäägid | et |
| dc.subject | piim | et |
| dc.subject | laktoos | et |
| dc.subject | bioindikaatorid | et |
| dc.subject | toidukontroll | et |
| dc.subject | biosensorid | et |
| dc.subject | määramismeetodid | et |
| dc.subject | penicillin | en |
| dc.subject | drug residues | en |
| dc.subject | milk | en |
| dc.subject | lactose | en |
| dc.subject | bioindicators | en |
| dc.subject | food inspection | en |
| dc.subject | biosensors | en |
| dc.subject | fixed methods | en |
| dc.subject.other | dissertatsioonid | et |
| dc.subject.other | ETD | en |
| dc.subject.other | dissertations | en |
| dc.subject.other | väitekirjad | et |
| dc.title | Biosensing penicillins’ residues in milk flows | en |
| dc.title.alternative | Penitsilliinide jääkide määramine piimas läbivoolulise biosensorsüsteemi abil | et |
| dc.type | Thesis | en |