MRAVCOVÁ, L. Využití separačních technik na bázi plynové a kapalinové chromatografie s různým typem detektorů pro stanovení biologicky aktivních látek a vybraných xenobiotik [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2011.
Ing. Ludmila Mravcová řešila v rámci své dizertační práce problematiku, která je součástí výzkumného záměru Fakulty chemické VUT v Brně (MSM 0021630501). Práce byla zaměřena na degradaci syntetických biopolymerů. Jmenovaná ve své disertační práci aplikovala chromatografické metody, a to pro stanovení degradačních produktů vybraných syntetických biopolymerů aplikovaných v lékařství a ve farmacii. V rámci této části své práce úzce spolupracovala s pracovníky Ústavu materiálu, kde byly tyto polymery syntetizovány. Protože se v průběhu řešení vyskytl problém se stabilitou, jednotností a homogenitou syntetizovaných polymerů a nepodařilo se získat dostatek vzorků těchto polymerů, bylo po schválení oborovou radou doktorského studijního programu Chemie a technologie ochrany životního prostředí povoleno rozšíření tématu o využití chromatografických metod na stanovení xenobiotik typu PAHs. Tyto polutanty byly sledovány pomocí progresivní metody GC-GC/TOF-MS (dvojdimenzionální plynová chromatografie s hmotnostní detekcí) v salámu Poličan; tato studie byla financována v rámci VZ MSM 6215712402. Vzhledem k obtížím při řešení první části disertace se proto posunul termín jejího odevzdání. V průběhu zpracování své disertace zvládla dokonale veškerou laboratorní techniku, kterou pro svá měření používala. Pokud se týče metody GC-GC/TOF-MS, tak tuto metodu na pracovišti sama zavedla a přístroj uvedla do chodu. Vzhledem k tomu, že patří na FCH k excelentním pracovníkům v oblasti separačních metod, pomáhala v průběhu svého doktorského studia celé řadě studentů z celé fakulty při řešení jejich experimentů. Její schopnosti byly využity zejména při výuce, kde participovala především na výuce praktik a cvičení z Analytické chemie I a II, Praktik z instrumentální a strukturní analýzy a Praktik z environmentální analýzy. Výsledky své práce prezentovala na mnoha konferencích v ČR i v zahraničí. Rovněž byla řešitelkou jednoho projektu FRVŠ, spoluřešitelkou několika dalších projektů a kromě již zmíněných výzkumných záměrů byla spoluřešitelkou projektu COST. Proto mohu konstatovat, že výsledky výzkumné i pedagogické činnosti Ing. Ludmily Mravcové jsou přínosem nejen pro obor Chemie a technologie ochrany životního prostředí, v rámci kterého obhajuje svoji disertační práci, ale především také pro výzkumnou a edukační činnost na celé FCH VUT v Brně. Brno, 18.1.2011 prof. RNDr. Milada vávrová, CSc., vedoucí práce
Předložená disertační práce Ing. Ludmily Mravcové se zaměřila na dvě oblasti aplikace separačních technik, které jsou v níže uvedeném textu hodnoceny odděleně. A. První část disertační práce "Studium degradace syntetického biokompatibilního kopolymeru" v úvodní části přináší stručný přehled problematiky s akcentem na vlastnosti blokových kopolymerů na bázi kyseliny mléčné, glykolové a polyetylenglykolu, které mohou nalézt uplatnění i v medicíně. Podrobněji je též prezentována analytická strategie sledování degradačních produktů. Teoretická část - připomínky / podněty pro diskuzi: a) Bylo by vhodné harmonizovat názvy kapitol, konkrétně kapitoly 3.9: namísto Gelová permeační chromatografie by bylo vhodné jej přizpůsobit dikci kap. 3.8, např. Stanovení distribuce a průměrné molekulové hmotnosti polymerů b) V kapitole 3.9.1.3 není uvedeno, z jakých důvodů se přistupuje při stanovení degradačních produktů polymerů k jejich derivatizaci. c) V kapitole 3.9 pojednávající o analytických postupech by bylo vhodné zmínit i moderní metody využívané pro identifikaci degradačních produktů polymerů. V relativně rozsáhlé experimentální části prezentuje autorka výsledky řady experimentů, zaměřených na optimalizaci přípravy různých typů kopolymerů, modifikovaných anhydridem itakonové kyseliny i nemodifikovaných. Fázové sol-gel diagramy ilustrují odlišné charakteristiky gelovatění roztoků sledovaných komponent. Pro studium degradace kopolymerů bylo zvoleno zmapování dynamiky uvolňování nízkomolekulárních produktů doplněné o sledování změn průměrné molekulové hmotnosti. Získané výsledky jsou v práci zevrubně diskutovány a konfrontovány s údaji v odborné literatuře. B. Druhá část disertační práce "Stanovení polycyklických aromatických uhlovodíků v salámu" se zaměřila na využití separačních technik při sledování bezpečnosti potravin. Polycyklické aromatické uhlovodíky (PAU), kterými se autorka zabývala., skutečně reprezentují prioritní potravinové kontaminanty, kterými se zabývá Evropský úřad pro potraviny, EFSA. V úvodní části jsou shrnuty základní informace o jednotlivých PAU, o jejich toxicitě i výskytu v prostředí. Prezentována je i problematika stanovení PAU v různých matricích, biotických i abiotických. Teoretická část - připomínky / podněty k diskuzi : a) S ohledem na skutečnost, že koncept ekvivalentních faktorů toxicity (TEF), jak sama autorka uvádí, byl prokázán za nevhodný pro PAU (na rozdíl např. od halogenovaných perzistentních polutantů, POP), nebylo asi nutné jej podrobně popisovat, naopak by v diskuzi při obhajobě mohlo být vysvětleno, proč benzo(a)pyren již není považován za jediný vhodný marker hladin karcinogenních PAU v potravinách. b) Jako základní krok při izolaci PAU je v kapitole 3.2.1 uváděna alkalická hydrolýza (zmýdelnění). Novější práce nicméně tento časově velmi náročný krok již nevyužívají, vysokých hodnot výtěžnosti lze dosáhnout i přímou extrakcí. c) V kapitole 3.3.1 je zmiňováno stanovení PAU pomocí HPLC. Jako detekční techniky jsou uváděny FLD a DAD. V diskuzi by mohla autorka doplnit i zajímavou možnost aplikace LC-MS s využitím fotoionizace za atmosférického tlaku (APPI). d) Na obr. 7 je prezentován GCxGC/TOFMS chromatogram ilustrující separaci PAU obsažené v naftě. S ohledem na zaměření této části dizertační práce, nepovažuji tento příklad za ideální. Experimentální část přináší řadu velmi zajímavých výsledků, jak v oblasti vývoje a optimalizace izolace a následné kvantifikace PAU pomocí unikátní techniky GCxGC TOFMS, tak i prezentaci rozsáhlého souboru dat o výskytu cílových analytů ve vzorcích fermentovaného salámu Poličan vzorkovaného v různých fázích výrobního procesu. Experimentální část -připomínky / podněty pro diskuzi: a) Autorka měla diskutovat resp. podrobněji zdůvodnit volbu experimentální matrice a také důvody sledování spektra PAU dle US EPA. Z hlediska zdravotních rizik spojených s dietární expozicí konzumentů jsou kritické především "těžké" tedy vícejaderné PAU, prakticky netoxické nížemolekulární PAU jsou spíše vhodné při sledovaní imisní zátěže složek prostředí. b) Bylo by zajímavé uvést informaci o distribuci PAU v salámu, nejvyšší koncentrace byly bezpochyby v povrchových vrstvách, která je často při konzumaci odstraněna. c) V práci není zařazen chromatogram reálného vzorku, tento by mohl být prezentován v přednášce při vlastní obhajobě. Jde o jeden z klíčových výstupů této části dizertace. d) V Tabulce 16 jsou uváděny hodnoty LOD a LOQ (v µg/kg) na 3 desetinná místa. Zřejmě jde o hodnoty generované software, a bylo by vhodné je zaokrouhlit. e) Kapitola 5.5.1 by asi měla být zařazena do úvodní části protože přímo neuvádí výsledky experimentů, jen informace v jejichž kontextu by tyto měly být diskutovány. Závěrem bych ráda konstatovala, že předložená práce přesvědčivě dokumentuje odbornou kompetenci Ing. Mravcové, která dokázala demonstrovat aplikační potenciál separačních techniky ve dvou různých oblastech. Práce je zpracována z formálního hlediska kvalitně, výše uvedené poznámky v žádném případě nesnižují hodnocení její dobré odborné úrovně. S přihlédnutím k výše uvedeným skutečnostem i s ohledem na velmi pozitivní zkušenosti při odborné spolupráci s autorkou, doporučuji Komisi pro obhajobu disertační práce ve studijním programu Chemie a technologie ochrany životního prostředí přijmout práci k obhajobě.
Předložená dizertační práce je experimentálně zaměřena a je členěna do 2 samostatných částí. Celkem je sepsána na 150 stranách, je tvořena textem, tabulkami, grafy a obrázky. Úvod tvoří Abstrakty v jazyce českém a anglickém, jsou správně formulovány včetně klíčových slov. K této části nemám připomínky. Vlastní rozdělení dizertační práce na dvě samostatné části "se vším všudy", nebývá u vědeckých prací obvyklé. První část je věnována studiu degradačních vlastnosti blokových kopolymerů na bázi kyseliny mléčné, glykolové a polyetylenglykolu, je nazvána I. Studium degradace syntetického biokompatibilního kopolymeru, sepsána na s. 7-76. Druhá část, zaměřena na studium 16 PAH stanovených podle US EPA u vzorků salámu Poličan, je nazvána II. Stanovení obsahu polycyklických aromatických uhlovodíků v salámu a je sepsána na s. 77-150. Obě části jsou klasicky členěny na kapitoly Úvod, Teoretická a praktická část, Výsledky a Diskuze, Závěr, Použité zkratky, Přílohy a Použitá literatura. K oběma Úvodům mám připomínku - v této kapitole se necitují autoři. Obě kapitoly Teoretická část jsou sepsány přehledně a plně vystihují řešenou problematiku. K této části mám následující připomínky: měla jim být věnována větší formální pozornost - zcela rozporuplné (nejednotné) citace literárních zdrojů na jedné straně správné, hned na druhé chybně, jedná se především o hranaté závorky, ale především o způsoby vyjadřování čísel, dále velké množství vyjadřování °C apod. V obou případech postrádám Cíle práce, tyto dizertantka uvedla v abstraktech. Experimentální části zahrnují použité přístroje, chemikálie, diagnostické soupravy a odběry vzorků. Tyto kapitoly jsou zpracovány velmi podrobně, cíleně a metodicky správně. Ke kapitolám nemám připomínky. Výsledky a jejich diskuze jsou velice systematicky a přehledně zpracovány, doplněny řadou tabulek, grafů, schémat a obrázků. K oběma kapitolám mám několik obecných poznámek: např. u Tab. 12 - zbytečné uvádění %; Tab. 13 - zcela nevhodně po stránce jazykové formulace nadpisu; Graf 3, 4, 8 a 9 - vynesené hodnoty jsou správné, avšak splývají, měly být propojeny spojnicemi; Graf 7 chybí opačný trend; Graf 12-16 jsou nesrozumitelné, pro větší názornost měly být jinak postaveny, popř. změněny barvy dat; Tab. 23 druhé části je zcela zbytečná, měl být uveden jen průměr S. D. u odebíraných vzorků v daných termínech. Diskuze je málo výrazná a ve výsledkové části se ztrácí. Závěry obou částí dizertační práce vycházejí z uvedených výsledků, jsou výstižné, dle mého názoru správně interpretovány a mohou sloužit pro další zkoumání dané problematiky. Literatura je sepsána dle citačních zvyklostí pracoviště. Závěr Předložená dizertační práce paní Ing. Ludmily Mravcové splňuje po stránce vědecké, obsahové a formální požadavky stanovené příslušnými vyhláškami pro získání vědecko-akademické hodnosti. Na základě uvedeného navrhuji paní Ing. Ludmile Mravcové po úspěšné obhajobě dizertační práce udělení vědecko-akademické hodnosti Ph.D. ve studijním oboru Chemie životního prostředí (2805V003).
Využití separačních technik na bázi plynové a kapalinové chromatografie s různým typem detektoru pro stanovení biologicky aktivních látek a vybraných xenobiotik Předložená disertační práce Ing. Ludmily Mravcové je zaměřena na využití chromatografických technik při řešení dvou problémů, a to " při studiu degradačních vlastností blokových kopolymerů na bázi kyseliny mléčné, kyseliny glykolové a polyethylenglykolu, popřípadě dále modifikovaných kyselinou itakonovou, u nichž se předpokládá využití v medicíně při léčbě zlomenin, " při analýze výskytu polycyklických aromatických uhlovodíků v salámu. V první části práce autorka nejprve prezentuje optimalizaci podmínek při tvorbě gelů z nejrůznějších roztoků kopolymerů pomocí inverzní vialkové metody. Dosažené výsledky pak prezentuje názorně pomocí fázových sol-gel diagramů. Degradaci polymerů studovala pro různé koncentrace nejdříve při pH 7,4, posléze byly experimenty prováděny i pro další hodnoty pH a to 4,0 a 9,0. Průběh degradace autorka hodnotí na základě obsahu kyseliny mléčné a glykolové v pufru a podle úbytku poklesu molekulové hmotnosti kopolymerů. Na základě předložené diskuze se domnívám, že autorka správně interpretuje dosažené výsledky, které svědčí o rozdílném chování u kopolymerů bez modifikace a s modifikací pomocí ITA. V druhé části disertační práce je velmi podrobně zpracována problematika PAU, a to jednak z hlediska jejich vzniku, výskytu v jednotlivých složkách životního prostředí a dále pak metod, které se užívají k jejich stanovení. Velmi dobře je zpracována teoretická část, která vychází z literárních poznatků. Autorka prokázala, že dovede pracovat s těmito informacemi a dále je využít pro svou vědecko-výzkumnou činnost. V experimentální části práce se doktorandka zaměřila především na zpracování vzorků, tzn. na extrakci, čištění a zkoncentrování extraktů, což je krok, který nejvíce ovlivňuje výsledky analýzy. Podařilo se jí nalézt takové podmínky, které poskytují uspokojivou výtěžnost studovaných analytů. Hlavním přínosem práce pro obor je příspěvek k řešení problematiky degradace biokompatibilních kopolymerů. Práce přináší nové poznatky, rozšiřující dosavadní znalosti v této oblasti. Ing. Ludmila Mravcová použila pro řešení vhodné metody a prokázala jak odpovídající znalosti vědního oboru, tak schopnost a připravenost k samostatné činnosti v oblasti výzkumu a vývoje. Její disertační práce obsahuje původní i uveřejněné výsledky a vyhovuje požadavkům na udělení vědecké hodnosti. Vzhledem k výše uvedeným skutečnostem doporučuji Komisi pro obhajobu disertační práce ve studijním programu Chemie a technologie ochrany životního prostředí přijmout práci k obhajobě.
eVSKP id 38829