Utilization of potential programs in flow electrochemical determination of biologically active organic compounds

• Název práce v češtině: Využití potenciálových programů při průtokovém elektrochemickém stanovení biologicky aktivních organických látek
• Název v anglickém jazyce: Utilization of potential programs in flow electrochemical determination of biologically active organic compounds
• Klíčová slova: Antioxidanty; Rychlá diferenční pulsní voltametrie; Průtoková injekční analýza; Průtokový systém; Elektroda ze skelného uhlíku; Vysokoúčinná kapalinová chromatografie; Metody; Multi-pulsní amperometrie
• Klíčová slova anglicky: Antioxidants; Fast scan differential pulse voltammetry; Flow injection analysis; Flow system; Glassy carbon electrode; High performance liquid chromatography; Methods; Multiple-pulse amperometry
• Akademický rok vypsání: 2018/2019
• Typ práce: rigorózní práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra analytické chemie (31-230)
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 01.10.2018
• Datum zadání: 01.10.2018
• Datum potvrzení stud. oddělením: 22.10.2018
• Datum odevzdání elektronické podoby: 01.10.2018
• Datum proběhlé obhajoby: 05.11.2018

Předběžná náplň práce

Předložená disertační práce je zaměřena na možnosti využití navržených potenciálových programůpro multi-pulsní amperometrii a rychlou diferenční pulsní voltametrii, jakožto detekčních technik v kombinaci s průtokovými systémy. Dalším cílem této práce je vývoj nových citlivých amperometrických a voltametrických metod pro stanovení oxidovatelných biologicky aktivních organických sloučenin.
V prvníčásti studie byla průtoková injekční analýza a multi-pulsní amperometrická detekce použita pro vývoj a optimalizaci jednoduchého, levného a rychlého stanovení přírodních a syntetických antioxidantů. Zmíněna detekční technika zahrnuje aplikaci vhodného potenciálního průběhu, kterýse sestává z vhodné posloupnosti vkládaných pulsůna jednu pracovní elektrodu, cožumožňuje selektivní stanovení analytůve směsi, bez potřeby předchozí separace. Modelování použitých potenciálních programůbylo testováno a studováno, společněs ohledy na podmínky pro stanovení antioxidantů. Druháčást studie popisuje a charakterizuje použití rychlé diferenční pulsní voltametrie (FSDPV) v kombinaci s průtokovými systémy. FSDPV je elektroanalytická technika, která využívá vysokou rychlost skenování kzáznamu velkého množství voltamogramůběhem několika málo sekund a zajišťuje vysoké rozlišení včase analýzy. Tato technika byla charakterizována za použití redoxního systému hydrochinonu / chinonu.
Během charakterizace detekčních technik v kombinaci s průtokovými systémy byly provedeny separace, opakovatelnosti a koncentrační charakteristiky pro stanovení běžněznámých přírodních a syntetických antioxidantůve standardních roztocích. Po úspěšném testování, byly použité detekční techniky prakticky aplikovány v rutinní analýze, kde mohou nahradit drahé separační systémy. Nakonec, jako aplikace detekčních technik, byly optimalizovány postupy pro stanovení antioxidantůobsažených v reálných matricích za použití jednoduchého extrakčního postupu. V práci jsou diskutovány výhody a možnosti použitých detekčních technik; jejich selektivita a citlivost je porovnána s jinými běžněpoužívanými detekčními technikami ve spojení sprůtokovým systémem, jako je HPLC s detekcí DAD, ED nebo MS.

Předběžná náplň práce v anglickém jazyce

In this Ph.D. thesis possibilities of using our proposed potential programs for a multiple-pulse amperometry and a fast scan differential pulse voltammetry in combination with flow systems are presented. The development of new sensitive amperometric and voltammetric methods for thedetermination of oxidisable biologically active organic compounds is another aim of this work.
In the first part of the work, the flow injection system and multiple-pulse amperometric detection were employed to develop and optimize a simple, low-cost, and rapid method for the simultaneous determination of natural and synthetic antioxidants. This technique involves the application of an appropriate potential waveform consisting of a suitable sequence of pulses on a single working electrode, thus allowingdistinguish the analytes in a mixture with no need of separation. Conditions for the determination of antioxidants and modelling of the potential program were tested and studied, respectively.
Second part of the workdescribes and characterizes the application of the fast scan differential pulse voltammetry (FSDPV) in combination with the flow systems. FSDPV is the electroanalytical technique that use high scan rate to record voltammograms within several milliseconds and ensures high temporal resolution. This technique was characterized using the hydroquinone/quinone redox system.
During the characterization of the techniques in combination with the flow systems, the separability, the repeatability, and the concentration characteristics for the determination of commonly known antioxidants in standard solutions wereperformed. Successful testing has proved that these techniques have agood potential to be applied in routine analysis in substitution of expensive separation systems. Finally, the optimized procedures were applied for practical purposes to determine antioxidants contained in real matrices by applying a simple extraction procedure. The advantages and possibilities of the techniques are discussed, and the selectivity and sensitivity of the detectors are compared with other commonly used detection techniques, such as HPLC withDAD, ED or MS detection.