|
|
Studium distribuce halogenovaných difenyletherů do složek životního prostředí
Hroch, Martin ; Hajšlová, Jana (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Šucman, Emanuel (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
V posledních letech je značná pozornost věnována problematice bromovaných retardátorů hoření (BFR’s – Brominated Flame Retardants), které tvoří různorodou skupinu organických sloučenin. Ještě v nedávné minulosti byly nejhojněji zastoupenou skupinou především polybromované difenylethery (PBDE), které nalezly široké použití v mnoha průmyslových odvětvích. Důvodem aplikace právě těchto látek je schopnost zpomalovat proces hoření a snižovat riziko vznícení při nadměrném záhřevu materiálu. Na druhou stranu přibyly vážné obavy související s užíváním PBDE. Nejzávažnějším problémem je zejména jejich možné uvolňování ze spotřebních výrobků při jejich běžném používání, toxicita a vysoká perzistence ve složkách životního prostředí. Některé z těchto kontaminantů se navíc vyznačují vysokým stupněm akumulace v biologických systémech. V předložené disertační práci byla prostřednictvím několika dílčích studií řešena problematika posouzení úrovně znečištění vodního a terestrického ekosystému vybraných lokalit České republiky PBDE. Jedním z cílů bylo rovněž zmapování situace v systému chovných rybníků nedaleko obce Záhlinice v oblasti střední Moravy. Zde byla posuzována míra kontaminace u ryb a ptáků, jako dvou po sobě jdoucích článků potravinového řetězce. Získané výsledky potvrdily z větší části předpoklad, že se vzrůstající trofickou úrovní organismů dochází k bioakumulaci a tím i k vyšším hladinám těchto xenobiotik. Pro porovnání byl odchyt ryb a ptáků realizován také v jiných lokalitách ČR. V Bartošovicích a Hustopečích nad Bečvou byly obsahy, které detekované u káněte lesního a volavky popelavé srovnatelné, u kormoránů byly naopak zjištěny obsahy PBDE řádově vyšší. Kromě toho byly posuzovány hladiny PBDE detekované ve tkáních jedinců bioindikačního druhu jelec tloušť, odlovených na jaře a na podzim ve dvou lokalitách na řece Svratce. Porovnávány byly nálezy PBDE ve svalovině, kůži a vnitřnostech. Získané výsledky ukazují, že mezi jednotlivými tkáněmi, resp. i mezi lokalitami, nebyla prokázána výrazná variabilita a nálezy sledovaných látek jsou prakticky srovnatelné. S cílem určit obsah PBDE v rybách žijících ve vodních nádržích na řece Svratce byl proveden odlov ryb na Vírské a Brněnské přehradě. V obou lokalitách byl pilotním monitorovaným druhem cejn velký, který byl doplněn i ostatními druhy ryb. Výsledky analýz indikují, že vyšší koncentrace PBDE byly zjištěny v rybách pocházejících z Brněnské přehrady. Rozdílná byla také distribuce jednotlivých kongenerů v rybách odlovených na obou odběrových místech. Pro zmapování úrovně kontaminace terestrického ekosystému PBDE bylo použito několik druhů rostlinných bioindikátorů. Jednalo se o jehličí (borovice lesní, borovice vejmutovka, jedle bělokorá, smrk pichlavý) sesbírané z různých lokalit České republiky. Další zvolenou rostlinnou matricí byla objemná krmiva (pšenice obecná, ječmen, vojtěška setá, jetel luční) a olejniny (řepka olejka), pocházející z oblasti Nového Jíčína, z hospodářství Školního zemědělského podniku Veterinární a farmaceutické univerzity Brno. Zjištěné hodnoty koncentrací PBDE byly velmi nízké, vesměs se pohybovaly na úrovni detekčních limitů použité analytické metody.
|
|
|
Studium faktorů ovlivňujících tvorbu těkavých aromaticky aktivních látek v přírodních materiálech
Loupancová, Blanka ; Vávrová, Milada (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Fišera, Miroslav (vedoucí práce)
Produkce vysoce kvalitních potravin vyžaduje precizní kontrolu faktorů ovlivňujících jejich kvalitu. Cílem této disertační práce bylo pomocí vhodných fyzikálních, chemických a senzorických metod sledovat vliv sterilačního záhřevu a teploty a doby skladování na vybrané parametry vhodné potravinářské matrice. Jako modelová matrice byl zvolen sterilovaný tavený sýr. Tavený sýr je koncentrát mléčných bílkovin, vyráběný tavením směsi přírodních sýrů, tavicích solí, vody a dalších mléčných, příp. nemléčných surovin. Použitím vysoké teploty (cca 80-100 °C) při tavení dochází k žádoucí přeměně této směsi na homogenní hladkou lesklou hmotu požadovaných texturních, strukturních, reologických a senzorických vlastností. Sterilovaný tavený sýr je po výrobě podroben ještě sterilačnímu záhřevu (nad 100 °C), čímž se výrazně prodlouží jeho trvanlivost. V rámci disertační práce byly analyzovány tavené sýry (sušina 40 % w/w, tuk v sušině 45 % w/w), část vzorků byla podrobena termosterilaci (117 °C 20 min.). Sýry byly skladovány při různé teplotě (chladírenské 6 ± 2 °C, skladové 23 ± 2 °C a zátěžové 40 ± 2 °C), sterilované po dobu 2 let, nesterilované 1 rok. V pravidelných intervalech byly odebírány vzorky pro fyzikální (instrumentální měření barvy a textury), chemické (stanovení mastných kyselin a aromaticky aktivních látek) a senzorické (hodnocení pomocí stupnice, párová porovnávací zkouška, pořadová zkouška) analýzy. Byl zkoumán jednak vliv sterilačního záhřevu, jednak vliv skladovacích podmínek na uvedené parametry. Nesterilované tavené sýry si udržely velmi dobrou senzorickou kvalitu po celou dobu deklarované trvanlivosti (4 měsíce), po jejím uplynutí však došlo k výraznému zhoršení většiny sledovaných senzorických vlastností. Následkem použitého sterilačního záhřevu došlo ke změně barvy a textury sýrů, což vyplývá z výsledků senzorického i instrumentálního stanovení. Dochází i ke zhoršení chuti a vůně. Tyto změny jsou patrné ihned po vyrobení a rozdíly byly pozorovány po celou dobu použitelnosti. U sterilovaných tavených sýrů došlo během skladování k výraznému zhoršení jednotlivých senzorických ukazatelů. Nejvyšší pokles byl zaznamenán u konzistence, vůně a chuti. Výsledky instrumentálních technik potvrzují závěry vyplývající ze senzorického hodnocení. Měření barvy a textury potvrzuje vznik tmavšího zbarvení (zvyšující se celkový rozdíl barvy delta E*) a vyšší tvrdost (zvýšení Fmax) sterilovaných tavených sýrů, pokračující během skladování. Zhoršující se chuť a vůně je v souladu se snižujícím se obsahem aromaticky aktivních látek a vybraných mastných kyselin.
|
|
|
Prekoncentrační techniky pro stanovení uranu s využitím modifikovaných sorbentů.
Moos, Martin ; Řehůřková, Irena (oponent) ; Kanický, Viktor (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Sommer, Lumír (vedoucí práce)
Práce byla zaměřena na prekoncentrační techniky pro stanovení uranu na modifikovaných sorbentech, s finálním využitím ICP-OES a ICP-MS. Stanovení uranu bylo provedeno na ICP-OES při vlnové délce 385,958 nm. Byly nastaveny optimální provozní parametry přístroje, vyšetřen vliv minerálních kyselin (HCl, HNO3), tenzidů (Septonexu, Ajatinu) a organických činidel (4-(2-pyridylazo)resorcinolu, Ammonium pyrrolidindithiokarbamidátu, 8 -hydroxychinolin-5-sulfonové kyseliny a 1,2-dihydroxyantrachinonu-3-sulfonové kyseliny). Pro analýzu vzorků pomocí ICP-MS byl vybrán izotop 238U, jako interní standard byl použit 209Bi (200 ?g•l-1). Pro prekoncentraci uranu (VI) byly použity modifikované silikagely (Silikage-C18, C8 a Fenyl) a dva typy Amberlitů XAD 4 a XAD 16. Komerčně vyráběné Amberlity byly upraveny sušením při 100°C (24 hod), následně pomlety, a z pomletého sorbentu byla vybrána frakce 0,32-0,63 ?m. Takto získaný sorbent byl aktivován v metanolu. Kondicionace Amberlitů provedena deionizovanou vodou a Septonexem (5•10-3 mol•l-1) při pH 8. Samotná sorpce uranu (VI) probíhala optimálně při pH 8 v přítomnosti 4-(2-pyridylazo)resorcinolu nebo ammonium pyrolidindithiokarbamidátu u Amberlitu XAD 16 ještě 1,2-dihydroxyantrachinon-3-sulfonové kyseliny, vše v optimálním pětinásobném hmotnostním nadbytku ke koncentraci uranu (VI). Pro opětnou eluci byla optimální směs acetonu s 1 mol•l-1 HNO3 v poměru 1:1. Aceton byl posléze z eluátu odpařen a finální analýza provedena pomocí ICP-OES. Při prekoncentraci uranu (VI) s využitím sorbentu Silikagel-C18 byla kondicionace provedena etanolem, deionizovanou vodou a Zephyraminu (5•10-4 mol•l-1) při pH 8. Pro Silikagel-C8 a Silikagel-Fenyl byla použita stejná kondicionace pouze bez Zephyraminu. Při použití sorbentu Silikagel-C18 poskytovala nejvyšší sorpční účinnost 1,2-dihydroxyantrachinon-3-sulfonová kyselina, při použití Silikagelu-C8 ammonium pyrrolidindithiokarbamidát a pro Silikagel-Fenyl 8-hydroxychinolin-5-sulfonová kyselina, vše optimálně v pětinásobku hmotnostní koncentrace uranu (VI) při pH 8. Optimální eluce provedena směsí acetonu a etanolu v poměru 1:1 v přítomnosti 1 mol•l-1 HCl, u všech modifikovaných silikagelů. Aceton a etanol byl z eluátu odstraněn odpařením a finální analýza uranu provedena pomocí ICP-MS. Nejlépe se osvědčil sorbent silikagel-C18 v přítomnosti Zephyraminu a 1,2-dihydroxyantrachinon-3-sulfonové kyseliny. Tato sorpce probíhala také v přítomnosti 20 ?g•l-1 mikroelementů (Be, V, Co, Ni, Y, Pb, Th, Cd) a v přítomnosti definovaného nadbytku K, Na, Ca, Mg, Al a Fe. Přímá analýza uranu byla provedena u vzorku vody z řeky Ploučnice a z Turonské zvodně s obsahem uranu 3,5 a 19,3 ?g•l-1. Ostatní studované vody vyžadovaly prekoncentraci uranu (VI) na sorbentu Silikagel-C18 v přítomnosti 1,2-dihydroxyantrachinon-3-sulfonové kyseliny a Zephyraminu. Výsledky analýzy dávaly statisticky uspokojivé výsledky, které potvrdilo i použití standardního přídavku 20 ?g•l-1.
|
|
|
Využití separačních technik na bázi plynové a kapalinové chromatografie s různým typem detektorů pro stanovení biologicky aktivních látek a vybraných xenobiotik
Mravcová, Ludmila ; Hajšlová, Jana (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Chýlková,, Jaromíra (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývá využitím separačních technik pro analýzu degradace polymerů a polycyklických aromatických uhlovodíků. Je rozdělena na dvě části, které jsou zpracovány samostatně. V první části práce byly studovány zejména degradační vlastnosti blokových kopolymerů na bázi kyseliny mléčné, glykolové a poly(ethylenglykolu) PLGA-PEG-PLGA a ITA-PLGA-PEG-PLGA-ITA (modifikovaný kyselinou itakonovou). S využitím těchto kopolymerů (především jejich termosensitivních hydrogelů) se počítá v ortopedii na léčbu zlomenin (jako „lepidlo“). U vybraných vzorků kopolymerů byly sestaveny diagramy jejich fázového přechodu sol-gel. Pro další studium byly použity vzorky tvořící gel při 37 °C. Vzorky byly degradovány ve fosfátovém pufru o pH 7,4, při teplotě 37 °C. Degradace vzniklých fyzikálních hydrogelů byla popsána poklesem molekulové hmotnosti polymeru a nárůstem koncentrací kyseliny mléčné a glykolové v roztoku pufru. Bylo zjištěno, že polymer modifikovaný kyselinou itakonovou podléhá rychlejší degradaci než stejný nemodifikovaný polymer, rovněž bylo prokázáno, že vzorky s nižším poměrem PLGA/PEG degradují rychleji než s poměrem vyšším. Rychlost degradace je také zavislá na hodnotě pH pufru a to v pořadí pH 4,0
|
|
|
Problematika stanovení reziduí léčiv v odpadních vodách
Lisá, Hana ; Márová, Ivana (oponent) ; Hajšlová, Jana (oponent) ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Předložená práce se zabývá stanovením tetracyklinů a sulfonamidů s trimethoprimem v odpadních vodách. Tetracykliny a sulfonamidy patří mezi široce používaná léčiva v humánní i veterinární medicíně. Jedná se o látky biologicky aktivní, které blokující biologické procesy v čistírnách odpadních vod a svou přítomností mohou negativně ovlivnit mikroorganismy v povrchových vodách. Bylo také prokázáno, že díky přítomnosti nízkých koncentrací těchto látek v životním prostředí si mohou mikroorganismy vůči nim vytvářet rezistenci. Do životního prostředí tyto látky pronikají v průběhu jejich průmyslové výroby, následně při používání v domácnostech, nemocnicích, veterinárních klinikách a farmách. Velký průnik léčiv do životního prostředí pochází také z chovu ryb, která jsou přidávána přímo do vody nebo do krmiva. Vybrané tetracykliny a sulfonamidy s trimethoprimem byly sledovány v odpadních vodách z čistírny odpadních vod v areálu Veterinární a farmaceutické univerzity Brno a ve vodách procházejících velkokapacitní městskou čistírnou odpadních vod Brno – Modřice. Pro extrakci sledovaných léčiv z odpadních vod byla optimalizována extrakce tuhou fází (SPE). Pro separaci a detekci byl vytvořen nový postup stanovení pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie (HPLC) s detekcí diodovým polem (DAD), případně s hmotnostní detekcí. V rámci provedených experimentů byla v odpadních vodách sledována koncentrace tetracyklinů a sulfonamidů v průběhu několika let na obou zmiňovaných čistírnách a změny koncentrací během jednotlivých let byly porovnány.
|
|
|
Proteome and Metabolome Changes in Selected Organisms under Stress
Halienová, Andrea ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Šucman, Emanuel (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Living conditions of every organism are influenced by various factors at this time. Some of them have positive effect on organism, some negative. Basic condition for surviving is the ability to resist and adapt to changing metabolic and living conditions. Every single stress effect can lead to changes in metabolism but organisms have ability to develope sufficient mechanisms for stress response. Some of them are similar for all living organisms (enzyme production, endogenous primary stress metabolites) some of them are specific for certain organism or stress type. Cell stress response can be observed on different levels (proteomic, genomic, metabolomic). In proper conditions it can be used indrustrially. In this work, influences of various stress factors were studied. These factors were applied on selected organisms – carotenogenic yeast and plant materials. Yeast stress response was induced by osmotic and oxidation stress factors. Changes on proteomic level and in production of selected secondary metabolites were observed. Proteome was analyzed by 1D and 2D electrophoresis with subsequent analysis of proteins by mass spectrometry. Yeast strain Rhodotorula glutinis CCY 20-2-26 showed the best adaptation to stress factors, which was moreover accompanied by overproduction of carotenoids. This finding can be premise for next industrial production of carotenoids. In plant samples predominantly enzymes and metabolites involved in antioxidant response were studied.
|
|
|
Studium aktivity enzymových a nízkomolekulárních antioxidačních systémů
Macuchová, Simona ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Čertík, Milan (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
Oxidační procesy hrají v buňce důležitou roli ve fyziologických i patologických procesech. Rovnováha těchto procesů je zajišťována vzájemně kooperujícími antioxidačními systémy, pro jejichž správnou činnost v organismu je nutný dostatečný obsah látek s antioxidačními účinky. Předložená práce je zaměřena na vývoj a optimalizaci metod stanovení významných neenzymových a enzymových antioxidantů a testování celkové antioxidační kapacity vybraného biologického materiálu. Byly optimalizovány metody extrakce a stanovení obsahu vitaminu E a karotenoidů a stanovení aktivit superoxiddismutasy, katalasy, peroxidasy a lipoxygenasy ve sladovnickém ječmeni a ve sladu. Pro analýzu obsahu vitaminu E, fenolických sloučenin a karotenoidů byly použity RP-HPLC a HPLC/ESI-MS, ke stanovení enzymových aktivit byly zvoleny spektrofotometrické metody. Pro analýzu aktivit katalasy a lipoxygenasy byly vyvinuty nové kolorimetrické metody a porovnány s přímými metodami v UV oblasti. Aktivita SOD byla stanovována komerčním diagnostickým setem. Pro peroxidasu byla zavedena kolorimetrická metoda. U enzymových metod byly stanoveny některé kinetické parametry. Optimalizované metody byly použity při analýzách antioxidantů v rostlinném materiálu – v ječmeni a ve sladu – v souborech vzorků o šesti odrůdách, pěstěných na čtyřech různých lokalitách po dobu dvou let. Obsah individuálních antioxidantů se lišil v závislosti na odrůdě, většinou však nebyly nalezeny významné rozdíly v hladinách v závislosti na pěstební lokalitě. Patrně největší vliv na hladiny nízkomolekulárních i enzymových antioxidantů mají klimatické podmínky v dané lokalitě; oxidační procesy jsou ovliňovány jednak množstvím vláhy, jednak slunečním svitem, který indukuje oxidační procesy v pěstovaných rostlinách. Aktivita antioxidantů v obilkách ječmene prudce narůstá během procesu sladování; za zvýšené teploty a vlhkosti dochází nejprve k aktivaci enzymových systémů včetně těch antioxidačních. V obilce probíhá zvýšená metabolická aktivita, během níž lze předpokládat zvýšenou tvorbu radikálů; za tímto účelem mohou být aktivovány ostatní antioxidační systémy, aby ochránily buňky před poškozením oxidačním stresem. V další části práce byly zavedené metody využity při klinických studiích hodnotících vliv exogenně přijímaných antioxidantů na metabolický a antioxidační status lidského organismu. První klinická studie byla zaměřena na sledování vlivu suplementace potravinovým doplňkem obsahujícím nenasycené mastné kyseliny a vitamin E na metabolismus jedinců s hyperlipidemií. Po tříměsíčním podávání preparátu došlo ke zlepšení profilu parametrů metabolismu lipidů a ke zvýšení hladin sérových antioxidantů. Druhá studie sledovala hladiny enzymových a neenzymových antioxidantů u zdravých jedinců po dočasně zvýšeném příjmu potravin bohatých na antioxidanty. Po dvouměsíční suplementaci došlo k mírnému nárůstu obsahu fenolických látek v plazmě. Celková antioxidační kapacita ani aktivity enzymových antioxidantů nebyly ovlivněny. Z výsledků klinických studií je patrné, že doplňování antioxidantů v přirozené formě nebo ve formě potravinového doplňku neovlivňuje výrazně metabolismus zdravých jedinců, ale u jedinců trpících chronickými civilizačními chorobami může vhodně zvolená suplementace pozitivně ovlivnit jejich zdravotní stav. Výsledky práce potvrzují, že zavedené metody jsou dobře použitelné k analýze parametrů posuzujících antioxidační stav organismu a jsou vhodné i k monitoringu exogenního příjmu antioxidantů.
|
|
|
Molecular Study of Intracellular Changes as Response of Microorganisms to Environment
Čarnecká, Martina ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Márová, Ivana (vedoucí práce)
In nature yeast cells live in a rapidly changing environment. In order to survive constant fluctuations in their external surroundings cells quickly and effectively adapt their internal systems to meet the challenges of each new environment. One aspect of this cellular adaptation is the reorganization of genomic expression to the program required for growth in each environment. This genomic reorganization results in altered cell’s metabolome and physiology. The molecular responses elicited by the cells dictate whether the organism adapts, survives or, if injured beyond repair, undergoes death. In this work, genomic, proteomic and metabolic profiles of some carotenogenic yeasts grown in optimal and stress conditions were compared. To increase the yield of carotenoid pigments, several types of environmental changes as well as nutrition stress were applied. Yeasts were cultivated under osmotic, oxidative and metal stress, on different carbon sources or on various waste materials (whey, potato extract). Some chemical and UV mutants were also prepared and tested. Changes on yeast metabolome level were studied by RP-HPLC/MS technique used to carotenoid analysis. Another possibility to study stress response is preparation of transformed cells with deletion of definite genes. For setup, the method was first optimized for fission yeasts Schizosaccharomyces pombe. Technique is based on knockout constructs that contain regions homologous to the target gene cloned into vectors carrying dominant drug-resistance markers. As transformation vector plasmid pCloneKanmx confering resistance to geneticine was used. The vector and constructs were digested by relevant restriction endonucleases, ligated, amplified in E.coli and transformed into the yeast Schizosaccharomyces pombe sp286. Positive transformants were selected according to resistance to geneticine and checking PCR products. By analysis of transformants proteins required for meiotic chromosome segregation were identified.
|
|
| |
|
|
Persistent Organic Pollutants in the Environment of the Southern Moravia Region
Lána, Radim ; Kráčmar, Stanislav (oponent) ; Večeřa, Zbyněk (oponent) ; Hajšlová, Jana (oponent) ; Vávrová, Milada (vedoucí práce)
Bioaccumulation of POPs in an aquatic food web and historical trends in POPs recorded in sediment layers were studied in the Brno Lake's environment. Current levels of organochlorines were determined in the chub from the Svratka River and the hygienic quality of fishes from recreational fishing was evaluated as well. Current levels of POPs in terrestrial environment were determined using conifer needles as a suitable biomonitoring tool. Specimens of three raptor species were collected at localities of Central Moravia during 2003-2007 and investigated for the content of PCBs and organochlorine pesticides. POPs were also determined in sediment and fish prey of water raptors from the Záhlice Ponds in order to document the process of bioaccumulation of persistent pollutants in the food chain. The last part of this thesis presents the results of an assessment of two modern extraction techniques for the determination of chlorinated POPs in various matrices.
|
host ::
RSS.