velikost textu

Komplexní analýza výstražných a obranných látek ploštic vysokoúčinnými separačními metodami

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:
Komplexní analýza výstražných a obranných látek ploštic vysokoúčinnými separačními metodami
Název v angličtině:
Comprehensive analysis of warning and defense compounds of true bugs by high-performance separation methods
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Jan Krajíček
Školitel:
doc. RNDr. Zuzana Bosáková, CSc.
Oponenti:
prof. RNDr. Ladislav Feltl, CSc.
prof. Ing. Karel Ventura, CSc.
Konzultanti:
RNDr. Radomír Čabala, Ph.D.
doc. Mgr. Alice Exnerová, Ph.D.
Id práce:
128187
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
6. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
Heteroptera, ploštice, deriváty pterinu, těkavé obranné sekrety, non-lethální odběr, minitab 16, SPME, kapilární zónová elektroforéza, vysokoúčinná kapalinová chromatografie, plynová chromatografie.
Klíčová slova v angličtině:
Heteroptera, true bugs, derivatives of pterine, volatile defensive secretions, non-lethal sampling, minitab 16, SPME, capillary zone electrophoresis, high-performance liquid chromatography, gas chromatography.
Abstrakt:
Abstrakt V průběhu evoluce se vyvinulo mnoho strategií obrany hmyzu před jeho predátory. Evolučně nejstarší a nejrozšířenější je chemická obrana následovaná akustickou nebo optickou obranou. Spousta druhů hmyzu však používá najednou více typů varovných signálů, které působí na různé smyslové receptory jejich predátora. Takovýto komplexní způsob varovné signalizace se nazývá multimodální. Může vznikat například současným podílem chemických a optických signálů nebo kombinací akustické a optické signalizace. Právě kombinace chemicko-optické signalizace kořisti vůči predátorovi je pravděpodobně nejčastější formou multimodální signalizace. Předkládaná práce se zabývá analýzou biologicky aktivních látek, které participují při obranných mechanismech jednoho z rozšířených druhů hmyzu – ploštic. Deriváty pterinu představují rozsáhlou skupinu přírodních látek odvozených od bicyklického heterocyklu pteridinu a vyskytují se prakticky ve všech živých organismech od bakterií k obratlovcům. U hmyzu primárně slouží jako pigmenty a například kutikulám ploštic propůjčují jejich nápadné zabarvení. První část disertační práce byla zaměřena na identifikaci a kvantifikaci derivátů pterinu v kutikulách vybraných druhů ploštic. Pro separaci a kvantifikaci deseti derivátů pterinu (L-sepiapterin, 7,8-dihydroxanthopterin, 6-biopterin, pterin, D-neopterin, isoxanthopterin, leukopterin, xanthopterin, erythropterin, pterin-6-karboxylová kyselina) byla vyvinuta metoda kapilární zónové elektroforézy s UV detekcí a hydrofilní interakční chromatografie ve spojení s tandemovou hmotnostní detekcí. Obě metody byly validovány z hlediska běžných validačních parametrů – linearita, správnost, přesnost, limit detekce a kvantifikace aj. Metody byly použity pro identifikaci a zjištění distribuce derivátů pterinu ve vybraných druzích ploštic. Ploštice disponují velmi dobře vyvinutými pachovými žlázami, které při podráždění produkují velké množství silně zapáchajících látek, fungujících jako chemická ochrana proti jejich predátorům. Druhá část této práce se věnovala vhodným strategiím odběru těkavých sekretů ploštic. Byly navrženy nové neinvazivní metody odběrů těkavých sekretů ploštic s jejich následnou separací pomocí plynové chromatografie s hmotnostní detekcí. Prekoncentrace vzorků sekretů byla provedena sorpcí na vlákně SPME. Z důvodu velké komplexnosti vzorků sekretů byly testovány tři typy SPME vláken: nepolární polydimethylsiloxan (PDMS), polární polyakrylát (PA) a bipolární divinylbenzen/carboxen/polydimethylsiloxan (DVB/CAR/PDMS). Celá optimalizační procedura byla prováděna pomocí faktorového plánu – RSM (response surface methodology). Pro GC separaci byla použita moderní kapilární fluorovaná fáze Rtx-200 poskytující dobrou selektivitu pro látky z široké škály polarity. Vypracovaná metodika byla aplikována pro analýzu obranných sekretů samic a samců u vybraných druhů ploštic.
Abstract v angličtině:
Abstract Insects have developed many strategies of defence against predators in the course of evolution. The evolutionarily oldest and most widely used type of defence is chemical defence, followed by acoustic or optical defence. However, many species of insects use simultaneously multiple types of warning signals, which affect different sensory receptors of the given predator. Such a complex method of warning signals is called multimodal method. It may consist of a combination of simultaneous chemical and optical signals, or a combination of acoustic and optical signalling. The combination of chemical and optical signalling used against a predator is probably the most common form of multimodal signalling. The presented work deals with the analysis of biologically active substances, which participate in the defence mechanisms of a widespread species of insects – true bugs (Heteroptera). Pterin derivatives represent a large group of natural compounds derived from pteridin, bicyclic heterocycle, and they are found in virtually all living organisms from bacteria to vertebrates. In insects, they primarily serve as pigments, resulting for example in striking coloration of cuticles of Heteroptera. The first part of the dissertation was focused on identification and quantification of pterin derivatives in cuticles of selected species of true bugs. The method of capillary zone electrophoresis with UV detection and hydrophilic interaction chromatography in combination with tandem mass spectrometry was developed for the purpose of separation and quantification of ten pterin derivatives (L-sepiapterin, 7,8-dihydroxanthopterin, 6-biopterin, pterin, D-neopterin, isoxanthopterin, leukopterin, xanthopterine, erythropterin, pterin-6-carboxylic acid). Both methods were validated in terms of conventional validation parameters - linearity, accuracy, precision, limit of detection and quantification etc. The methods were used to identify and detect distribution of pterin derivatives in selected species of true bugs. True bugs have very well developed scent glands, which –when irritated - produce large amounts of highly odorous substances functioning as chemical protection against predators. The second part of this work dealt with appropriate strategies of collection of volatile secretions of true bugs. New, non-invasive methods of collection of volatile secretions of true bugs have been designed, with their subsequent separation by means of gas chromatography with mass spectrometry. Pre-concentration of secretion samples was performed by adsorption on SPME fibre. Three types of SPME fibre were tested for the reason of high complexity of the secretion samples: non-polar polydimethylsiloxane (PDMS), polar polyacrylate (PA) and bipolar divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane (DVB/CAR/PDMS). The entire optimization procedure was performed using a factorial design - RSM (response surface methodology). Modern capillary fluorinated phase Rtx-200 was used for GC separation providing good selectivity for substances from a wide range of polarities. The elaborated methodology was applied to analyse defensive secretions of males and females in selected species of true bugs.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Jan Krajíček 4.74 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Jan Krajíček 191 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Jan Krajíček 188 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Jan Krajíček 1.92 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Ladislav Feltl, CSc. 517 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. Ing. Karel Ventura, CSc. 877 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1 MB