|
|
Matematické modelování systému reverzní osmózy pro detekci estrogenů ve vodě
Siegel, Jan ; Skopalík, Josef (oponent) ; Bittner, Michal (vedoucí práce)
Estrogenní sloučeniny jsou podskupinou environmentálních polutantů s názvem endokrinní disruptory. Jedná se o širokou skupinu látek, schopných narušovat hormonální rovnováhu organismu a ovlivňovat jeho reprodukční, vývojové a behaviorální funkce. V životním prostředí se vyskytují ve velmi malých koncentracích (ng/l). To činí jejich detekci a odstranění značně problematické. Experimentální zařízení vyvíjené v Centru pro výzkum toxických látek v prostředí (RECETOX) využívá principu reverzní osmózy (RO) pro zakoncentrování stopových množství mikropolutantů (např. estrogenů) s cílem snížení detekčního limitu analytických metod. RO se zdá být nadějnou alternativou k doposud běžně používaným metodám, které jsou časově i finančně náročné. Cílem diplomové práce bylo vytvořit matematický model RO, který by popisoval průběh zakoncentrování estrogenů a mohl tak přispět k optimalizaci experimentálního zařízení. Matematický model byl vytvořen v prostředí MATLAB-simulink a jeho funkčnost byla ověřena srovnáním s třinácti experimentálními výsledky. Testovacími vzorky byly pitná voda, roztoky NaCl o koncentracích 0,002–2 g/l a vodný roztok 17-ethinylestradiolu o koncentraci 25 ng/l. Při srovnání výsledků zakoncentrování roztoků NaCl na deskové RO-membráně byla odchylka matematického modelu a experimentálch dat 0,9–4,9 %. Analogické srovnání modelovaného a experimentálního zakoncentrování estrogenu ukázalo odchylku 3,6 %. Srovnání modelovaného a experimentálního zakoncentrováním roztoků NaCl na vinuté RO-membráně ukázalo odchylku 5,9–8,7 %. Doposud byla při výpočtu výtěžnosti zakoncentrování používána jako teoretická (referenční) hodnota poměr objemu retentátu na začátku a na konci procesu. Z výsledků diskutovaných v diplomové práci se však tento postup jeví jako nepřesný, a přesnějšího výpočtu výtěžnosti by bylo dosaženo za použití teoretické hodnoty zakoncentrování získané navrženým matematickým modelem. Pro zvýšení spolehlivosti výsledků však bude třeba provést experimentání zakoncentrování dalších estrogenů, a také zjistit příčiny odchylek modelovaných a experimentálních hodnot objemů retentátu na konci zakoncetrování.
|
|
|
Multidisciplinární charakterizace interakcí mezi estrogenními hormony a jejich receptory při kapacitaci spermií.
Bosáková, Tereza
Tato disertační práce byla zaměřena na multidisciplinární charakterizaci interakcí mezi hormony a jejich receptory při kapacitaci spermií, která je finálním krokem maturace spermií u savců a je k oplození vajíčka klíčová. Pro studium byly vybrány tři estrogenní hormony (17β- estradiol (E2), 17α-estradiol (αE2), 17α-ethynylestradiol (EE2)), které jsou součástí znečištění životního prostředí. Tyto hormony, jsou nazývané jako endokrinní disruptory, neboť mohou vyvolat u živočichů poruchy hormonálního systému, a tím negativně ovlivnit fyziologické procesy včetně reprodukce. Nově vyvinutou analytickou HPLC-MS/MS metodou byly sledovány koncentrační změny daných estrogenů (E2, αE2 a EE2) během časově závislé kapacitace myších, resp. potkaních, spermií in vitro. Pro jednotlivé estrogeny byly definovány závislosti koncentrace volného, na spermie nevázaného hormonu na čase kapacitace pro tři vsádkové koncentrace jednotlivých hormonů (200, 20 a 2 μg/L). Získané koncentrační hodnoty byly převedeny na hodnoty relativních koncentrací, které byly podrobeny kinetické analýze. Pro interakci jednotlivých hormonů se spermiemi byly navrženy kinetické modely, které byly popsány systémem diferenciálních rovnic s optimalizací rychlostních konstant a molárního poměru. Optimalizace probíhala na základě hledání minima...
|
|
|
Využití vysokoúčinných separačních metod pro analýzy biologicky aktivních látek
Adamusová, Hana ; Bosáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Jelínek, Ivan (oponent) ; Tůma, Petr (oponent)
V rámci první části disertační práce byla vypracována nová analytická metoda HPLC-MS/MS pro sledování koncentračních změn 17β-estradiolu (βE2) během kapacitace myších spermií in vitro. Kapacitace byla prováděna se třemi počátečními koncentracemi βE2 (200, 20 a 2 μg/L). Pro všechny koncentrace byl pozorován obdobný trend závislosti koncentrace nevázaného βE2 na čase kapacitace. Koncentrace βE2 se snižovala, aby dosáhla svého minima a poté se opět zvyšovala. Pozice minima se lišila pro jednotlivé testované koncentrace βE2. Experimentálně získané výsledky byly podrobeny kinetické analýze. Křivky proložené experimentálně získanými body vykazovaly autokatalytický charakter. Pro shodu mezi křivkami, získanými proložením experimentálními body, a teoreticky vypočítanými křivkami je nutné předpokládat, že prvním krokem je adsorpce βE2 na povrch spermií řízená Langmuirovou izotermou. Kinetická studie byla použita i pro studium působení fluoridů a fluorohlinitých komplexů na kapacitaci myších spermií. Bylo zjištěno, že teoreticky získané křivky vykazují velmi dobrou shodu s experimentálně získanými body, tento fakt potvrzuje mechanismus kinetiky kapacitace myších spermií. Ve druhé části této disertační práce byly vyvinuty dvě analytické metody pro chirální separaci aclidinium bromidu (AB) a tapentadolu...
|
|
|
Multidisciplinární charakterizace interakcí mezi estrogenními hormony a jejich receptory při kapacitaci spermií.
Bosáková, Tereza ; Komrsková, Kateřina (vedoucí práce) ; Smrček, Stanislav (oponent) ; Postlerová, Pavla (oponent)
Tato disertační práce byla zaměřena na multidisciplinární charakterizaci interakcí mezi hormony a jejich receptory při kapacitaci spermií, která je finálním krokem maturace spermií u savců a je k oplození vajíčka klíčová. Pro studium byly vybrány tři estrogenní hormony (17β- estradiol (E2), 17α-estradiol (αE2), 17α-ethynylestradiol (EE2)), které jsou součástí znečištění životního prostředí. Tyto hormony, jsou nazývané jako endokrinní disruptory, neboť mohou vyvolat u živočichů poruchy hormonálního systému, a tím negativně ovlivnit fyziologické procesy včetně reprodukce. Nově vyvinutou analytickou HPLC-MS/MS metodou byly sledovány koncentrační změny daných estrogenů (E2, αE2 a EE2) během časově závislé kapacitace myších, resp. potkaních, spermií in vitro. Pro jednotlivé estrogeny byly definovány závislosti koncentrace volného, na spermie nevázaného hormonu na čase kapacitace pro tři vsádkové koncentrace jednotlivých hormonů (200, 20 a 2 μg/L). Získané koncentrační hodnoty byly převedeny na hodnoty relativních koncentrací, které byly podrobeny kinetické analýze. Pro interakci jednotlivých hormonů se spermiemi byly navrženy kinetické modely, které byly popsány systémem diferenciálních rovnic s optimalizací rychlostních konstant a molárního poměru. Optimalizace probíhala na základě hledání minima...
|
|
|
Využití vysokoúčinných separačních metod pro analýzy biologicky aktivních látek
Adamusová, Hana ; Bosáková, Zuzana (vedoucí práce) ; Jelínek, Ivan (oponent) ; Tůma, Petr (oponent)
V rámci první části disertační práce byla vypracována nová analytická metoda HPLC-MS/MS pro sledování koncentračních změn 17β-estradiolu (βE2) během kapacitace myších spermií in vitro. Kapacitace byla prováděna se třemi počátečními koncentracemi βE2 (200, 20 a 2 μg/L). Pro všechny koncentrace byl pozorován obdobný trend závislosti koncentrace nevázaného βE2 na čase kapacitace. Koncentrace βE2 se snižovala, aby dosáhla svého minima a poté se opět zvyšovala. Pozice minima se lišila pro jednotlivé testované koncentrace βE2. Experimentálně získané výsledky byly podrobeny kinetické analýze. Křivky proložené experimentálně získanými body vykazovaly autokatalytický charakter. Pro shodu mezi křivkami, získanými proložením experimentálními body, a teoreticky vypočítanými křivkami je nutné předpokládat, že prvním krokem je adsorpce βE2 na povrch spermií řízená Langmuirovou izotermou. Kinetická studie byla použita i pro studium působení fluoridů a fluorohlinitých komplexů na kapacitaci myších spermií. Bylo zjištěno, že teoreticky získané křivky vykazují velmi dobrou shodu s experimentálně získanými body, tento fakt potvrzuje mechanismus kinetiky kapacitace myších spermií. Ve druhé části této disertační práce byly vyvinuty dvě analytické metody pro chirální separaci aclidinium bromidu (AB) a tapentadolu...
|
|
|
Matematické modelování systému reverzní osmózy pro detekci estrogenů ve vodě
Siegel, Jan ; Skopalík, Josef (oponent) ; Bittner, Michal (vedoucí práce)
Estrogenní sloučeniny jsou podskupinou environmentálních polutantů s názvem endokrinní disruptory. Jedná se o širokou skupinu látek, schopných narušovat hormonální rovnováhu organismu a ovlivňovat jeho reprodukční, vývojové a behaviorální funkce. V životním prostředí se vyskytují ve velmi malých koncentracích (ng/l). To činí jejich detekci a odstranění značně problematické. Experimentální zařízení vyvíjené v Centru pro výzkum toxických látek v prostředí (RECETOX) využívá principu reverzní osmózy (RO) pro zakoncentrování stopových množství mikropolutantů (např. estrogenů) s cílem snížení detekčního limitu analytických metod. RO se zdá být nadějnou alternativou k doposud běžně používaným metodám, které jsou časově i finančně náročné. Cílem diplomové práce bylo vytvořit matematický model RO, který by popisoval průběh zakoncentrování estrogenů a mohl tak přispět k optimalizaci experimentálního zařízení. Matematický model byl vytvořen v prostředí MATLAB-simulink a jeho funkčnost byla ověřena srovnáním s třinácti experimentálními výsledky. Testovacími vzorky byly pitná voda, roztoky NaCl o koncentracích 0,002–2 g/l a vodný roztok 17-ethinylestradiolu o koncentraci 25 ng/l. Při srovnání výsledků zakoncentrování roztoků NaCl na deskové RO-membráně byla odchylka matematického modelu a experimentálch dat 0,9–4,9 %. Analogické srovnání modelovaného a experimentálního zakoncentrování estrogenu ukázalo odchylku 3,6 %. Srovnání modelovaného a experimentálního zakoncentrováním roztoků NaCl na vinuté RO-membráně ukázalo odchylku 5,9–8,7 %. Doposud byla při výpočtu výtěžnosti zakoncentrování používána jako teoretická (referenční) hodnota poměr objemu retentátu na začátku a na konci procesu. Z výsledků diskutovaných v diplomové práci se však tento postup jeví jako nepřesný, a přesnějšího výpočtu výtěžnosti by bylo dosaženo za použití teoretické hodnoty zakoncentrování získané navrženým matematickým modelem. Pro zvýšení spolehlivosti výsledků však bude třeba provést experimentání zakoncentrování dalších estrogenů, a také zjistit příčiny odchylek modelovaných a experimentálních hodnot objemů retentátu na konci zakoncetrování.
|
host ::
RSS.