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Pitfalls in the Immunochemical Determination of β-Lactam Antibiotics in Water

  • Contamination of waters with pharmaceuticals is an alarming problem as it may support the evolution of antimicrobial resistance. Therefore, fast and cost-effective analytical methods for potential on-site analysis are desired in order to control the water quality and assure the safety of its use as a source of drinking water. Antibody-based methods, such as the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), can be helpful in this regard but can also have certain pitfalls in store, depending on the analyte. As shown here for the class of β-lactam antibiotics, hydrolysis of the β-lactam ring is a key factor in the immunochemical analysis as it influences antibody recognition. With the antibody used in this study, the limit of detection (LOD) in the immunoassay could be significantly reduced by hydrolysis for the five tested penicillins, with the lowest LOD for carbenicillin (0.2 nmol/L) and the greatest impact on penicillins G and V (reduction by 85%). In addition to enhanced quantification,Contamination of waters with pharmaceuticals is an alarming problem as it may support the evolution of antimicrobial resistance. Therefore, fast and cost-effective analytical methods for potential on-site analysis are desired in order to control the water quality and assure the safety of its use as a source of drinking water. Antibody-based methods, such as the enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), can be helpful in this regard but can also have certain pitfalls in store, depending on the analyte. As shown here for the class of β-lactam antibiotics, hydrolysis of the β-lactam ring is a key factor in the immunochemical analysis as it influences antibody recognition. With the antibody used in this study, the limit of detection (LOD) in the immunoassay could be significantly reduced by hydrolysis for the five tested penicillins, with the lowest LOD for carbenicillin (0.2 nmol/L) and the greatest impact on penicillins G and V (reduction by 85%). In addition to enhanced quantification, our strategy also provides access to information about the degree of hydrolysis in water samples as shown for the most abundant penicillin amoxicillin.zeige mehrzeige weniger

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Metadaten
Autor*innen:Alexander EckeORCiD, Rudolf SchneiderORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Antibiotics
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.8 Umweltanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Verlagsort:Basel, CH
Jahrgang/Band:10
Ausgabe/Heft:3
Erste Seite:298
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Amoxicillin; ELISA; Hydrolysis; Immunoassay; β-Lactam
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Umwelt
DOI:10.3390/antibiotics10030298
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-522832
ISSN:2079-6382
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:17.03.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:12.04.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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