velikost textu

Novel Approaches in Electrochemical Determination of Xenobiotic Compounds and in Study of Their Interaction with DNA

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Novel Approaches in Electrochemical Determination of Xenobiotic Compounds and in Study of Their Interaction with DNA
Název v češtině:
Nové přístupy při elektrochemickém stanovení cizorodých látek a studiu jejich interakce s DNA
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Andrea Hájková
Školitel:
RNDr. Vlastimil Vyskočil, Ph.D.
Oponenti:
doc. RNDr. Libuše Trnková, CSc.
prof. Ing. Ján Labuda, DrSc.
Konzultant:
prof. RNDr. Jiří Barek, CSc.
Id práce:
128179
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
19. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Informace o neveřejnosti:
Příloha práce byla vyloučena ze zveřejnění.
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Genotoxické deriváty fluorenu, Rtuťovými meniskem modifikovaná stříbrná pevná amalgamová elektroda, Miniaturizovaný elektrodový systém, Elektroda ze skelného uhlíku, Elektrochemický DNA biosenzor, Poškození DNA, Hydroxylové radikály, Fentonova reakce, Borem dopovaná diamantová elektroda
Klíčová slova v angličtině:
Genotoxic Fluorene Derivatives; Mercury Meniscus Modified Silver Solid Amalgam Electrode; Miniaturized Electrode System; Glassy Carbon Electrode; Electrochemical DNA Biosensor; DNA Damage; Hydroxyl Radicals; Fenton's Reaction; Boron-Doped Diamond Electrode
Abstrakt:
Abstrakt Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj analytických metod pro stanovení vybraných cizorodých látek a ke sledování poškození DNA, které mohou způsobit. Hlavní pozornost byla věnována vývoji a testování netoxických elektrodových materiálů pro přípravu miniaturizovaných elektrochemických zařízení a nových elektrochemických DNA biosenzorů. 2-Aminofluoren-9-on (2-AFN) byl vybrán jako modelový polutant životního prostředí, který patří do skupiny nebezpečných genotoxických látek. Jeho karcinogenní a mutagenní účinky mohou představovat riziko jak pro životní, tak pro pracovní prostředí. 2-AFN má oxo skupinu, kterou lze elektrochemicky redukovat, a aminoskupinu, kterou lze elektrochemicky oxidovat. Voltametrické chování 2-AFN v negativní oblasti potenciálu bylo zkoumáno na rtuťovým meniskem modifikované stříbrné pevné amalgamové elektrodě (m-AgSAE), která představuje netoxickou a mechanicky stabilní alternativu ke rtuťovým elektrodám. Tato pracovní elektroda byla následně použita pro vývoj nově navrženého miniaturního elektrodového systému (MES), který má mnoho výhod, jako je možnost jednoduchého měření v terénu, snadná přenosnost a měření ve 100µL objemu vzorku. Také elektroda ze skelného uhlíku (GCE) byla použita pro další výzkum elektrochemického chování 2-AFN a jeho stanovení v katodické i anodické oblasti potenciálů. Všechny nově vyvinuté voltametrické metody byly úspěšně použity na modelové vzorky pitné a říční vody. V této disertační práci byly vysoce citlivé elektrochemické techniky použity také pro vyšetřování a sledování poškození DNA. Elektrochemický DNA biosenzor, který je založen na GCE a na nízkomolekulární dvouřetězcové DNA (dsDNA) z lososích spermií, jež je imobilizována na povrch elektrody, byl vyvinut a charakterizován pomocí moderních zobrazovacích technik. Kombinace několika elektrochemických metod (přímé i nepřímé) byla použita pro zkoumání interakce mezi různými cizorodými látkami a dsDNA. Byly sledovány škodlivé účinky vybraných derivátů fluorenu (2-AFN, 2-aminofluoren, 2-acetylaminofluoren a 2,7-diaminofluoren) a hydroxylových radikálů. Hydroxylové radikály byly generovány elektrochemicky na povrchu borem dopované diamantové elektrody a chemicky (Fentonova reakce a auto-oxidace ionty Fe2+).
Abstract v angličtině:
Abstract Presented Ph.D. Thesis is focused on the development of analytical methods applicable for determination of selected xenobiotic compounds and for monitoring DNA damage they can induce. The main attention has been paid to the development and testing of non-toxic electrode materials for preparation of miniaturized electrochemical devices and novel electrochemical DNA biosensors. 2-Aminofluoren-9-one (2-AFN) was selected as a model environmental pollutant, which belongs to the group of hazardous genotoxic substances. Its carcinogenic and mutagenic effects may represent a risk to living and working environment. 2-AFN has one oxo group, where the cathodic reduction occurs, and one amino group, where the anodic oxidation occurs. The voltammetric behavior of 2-AFN in the negative potential region was investigated at a mercury meniscus modified silver solid amalgam electrode (m-AgSAE) representing a non-toxic and more mechanically robust alternative to mercury electrodes. This working electrode was subsequently used for the development of a newly designed miniaturized electrode system (MES), which has many benefits as the possibility of simple field measurements, easy portability, and the measurement in sample volume 100 µL. Moreover, a glassy carbon electrode (GCE) was used for further investigation of electrochemical transformations of 2-AFN in both cathodic and anodic potential regions and its determination. All the newly developed voltammetric methods were successfully applied on model samples of drinking and river waters. In this Ph.D. Thesis, highly sensitive electrochemical techniques were also employed for investigating and monitoring DNA damage. An electrochemical DNA biosensor, based on the GCE and low-molecular-weight double-stranded DNA (dsDNA) from salmon sperm immobilized onto the electrode surface, was developed and characterized using modern advanced imaging techniques. Subsequently, a combination of several electrochemical techniques (direct and indirect) was used for investigation of the interaction between various xenobiotic compounds and dsDNA. Detrimental effects of selected derivatives of fluorene (2-AFN, 2-aminofluorene, 2-acetylaminofluorene, and 2,7-diaminofluorene) and hydroxyl radicals were studied. Hydroxyl radicals were generated electrochemically on the surface of a boron-doped diamond electrode and chemically (via the Fenton's reaction and the auto- oxidation of Fe(II)).
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Andrea Hájková 2.52 MB
Stáhnout Příloha k práci Mgr. Andrea Hájková 31.04 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Andrea Hájková 107 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Andrea Hájková 103 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Andrea Hájková 1.89 MB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Libuše Trnková, CSc. 566 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Ing. Ján Labuda, DrSc. 150 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 940 kB