velikost textu
Využití vysokoúčinných separačních metod pro chirální i achirální separace
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:
Využití vysokoúčinných separačních metod pro chirální i achirální separace
Název v angličtině:
The application of high-efficiency separation methods for chiral and achiral separations
Typ:
Disertační práce
Autor:
Bc. Martina Havlíková
Školitel:
doc. RNDr. Zuzana Bosáková, CSc.
Oponenti:
doc. RNDr. Ivan Jelínek, CSc.
Konzultanti:
prof. RNDr. Pavel Coufal, Ph.D.
Id práce:
155845
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
5. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
chirální separace, cyklodextrinové deriváty, kapilární elektroforéza, deriváty pterinu, vysokoúčinná kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní detekcí, ploštice, obranné sekrety, dvoudimenzionální plynová chromatografie, mikroextrakce
Klíčová slova v angličtině:
chiral separation, cyclodextrin derivatives, capillary electrophoresis, pterin derivatives, high-performance liquid chromatography with tandem mass spectrometry, true bugs, defensive secretion, two-dimensional gas chromatography, microextraction
Abstrakt:
Abstrakt
V první části disertační práce byla na sadě analytů pomocí kapilární elektroforézy
otestována schopnost chirální separace nejprve dvou permanentně kladně nabitých
cyklodextrinových derivátů, a to PEMEDA- a PEMPDA-β-cyklodextrinu. Výborné
enantioseparační vlastnosti vykazovaly oba selektory v přítomnosti N-boc-D,L-tryptofanu, u
kterého docházelo k úplnému oddělení enantiomerů již při 0,5 mmol·l-1 koncentraci
cyklodextrinového derivátu v základním elektrolytu. Rozdíly mezi enantiodiskriminačními
vlastnostmi jednotlivých derivátů však byly minimální.
Druhou testovanou skupinu tvořily dva deriváty cyklodextrinu, a to 2-O- a 3-O-cinnamyl-
α-cyklodextrin. Tyto deriváty jsou schopné tvořit supramolekulární polymery ve vodných
roztocích, které se při zvýšené teplotě rozpadají. Tvorba těchto polymerů byla otestována
pomocí NMR a DLS experimentů. Při testování chirálních separační schopností na skupině
vybraných analytů ani jeden z uvedených cyklodextrinových derivátů nevykazoval
enantiodiskriminační vlastnosti.
V rámci antipredační studie byla pro separaci deseti derivátů pterinu a riboflavinu, které
se mohou ve formě pigmentů vyskytovat u hmyzu, plazů nebo obojživelníků jako součást
jejich výstražného zbarvení, použita HPLC-MS/MS metoda pracující v HILIC módu.
Vyvinutá metodika byla aplikována při analýze extraktů kůže v dimethylsulfoxidu z různě
zabarvených částí těl sladkovodních želv Trachemys scripta a Pseudemys concinna.
V extraktech byly deriváty pterinu a riboflavin identifikovány v různém složení a bylo
vyhodnoceno, že spolu s karotenoidy se významně podílí na konečném zbarvení zejména
žlutých a červených částí kůže želv.
Dále byla vyvinuta nová metoda neletálního odběru obranných sekretů ploštic jejich
stlačováním pístem stříkačky s následnou sorpcí uvolněných látek pomocí SPME vlákna.
Analýza jejich složení probíhala za pomoci jednodimenzionální GC-MS s využitím středně
polární separační kolony Rtx-200. Byly analyzovány obranné sekrety tří druhů ploštic, a to
Pyrrhocoris apterus, Pyrrhocoris tibialis a Scantius aegyptius (Heteroptera: Pyrrhocoridae).
V obranném sekretu bylo identifikováno 66 různých sloučenin, jejichž výskyt a poměr byl
druhově specifický a souvisí více se způsobem života jednotlivých druhů než s jejich
genetickou příbuzností, což bylo potvrzeno klastrovou analýzou.
Metodika GC-MS v kombinaci s nepolární kolonou SLB-5ms byla využita i pro analýzu
obranných sekretů dospělců druhu Lygaeus equestris, odchovaných na toxické hostitelské
rostlině hlaváčku jarním nebo na kontrolní slunečnici za účelem zjistit, zda typ hostitelské
rostliny ovlivňuje produkci obranné sekrece metathorakálních žláz dospělců. Celkově však
jednodimenzionální GC-MS nevykazovala žádoucí separační účinnost. Využití
dvoudimenzionální GC×GC-MS metody s nepolární SLB-5ms kolonou pro první dimenzi a
polární Supelcowax (polyethylenglykolová fáze) pro druhou dimenzi v kombinaci
s kryogenním modulátorem poskytlo podstatně vyšší separační účinnost. Optimalizovanou
metodou SPME-GC×GC-MS byly analyzovány obranné sekrety rozdílně krmených samců a
samic L. equestris, byly identifikovány jednotlivé sloučeniny a získané složení sekretů bylo
porovnáno z hlediska pohlaví dospělců i z hlediska vlivu hostitelské rostliny.
V rámci projektu byly dále sepsány dva souhrnné články zabývající se klasifikací dnes
velice populárních mikroextrakčních technik.
Abstract v angličtině:
Abstract
In the first part of the doctoral thesis, the capillary electrophoresis was used to test the
potential chiral separation properties of monosubstituted cyclodextrin derivatives, namely
PEMEDA- and PEMPDA-β-cyclodextrins for the group of selected analytes. Both selectors
exhibited excellent enantioseparation properties for N-boc-D,L-tryptophan, where the
enantiomers were completely separated even at 0.5 mmol·l-1 concentration of the cyclodextrin
derivative in the background electrolyte. However, the differences between the
enantiodiscrimination properties of individual derivatives were minimal.
The second test group consisted of two cyclodextrin derivatives, namely 2-O- and 3-O-
cinnamyl-α-cyclodextrins. These derivatives are able to form supramolecular polymers in
aqueous solutions that disintegrate at elevated temperature. The formation of these polymers
was tested by NMR and DLS experiments. None of the tested cyclodextrin derivatives
showed enantiodiscrimination properties towards a group of selected analytes.
In the frame of antipredatory study, HPLC-MS/MS method working in HILIC mode was
used for separation of ten pterin derivatives and riboflavin, which can be present as pigments
in insects, reptiles or amphibians as a part of their warning coloration. The developed
methodology was applied for the analysis of skin extracts in dimethyl sulfoxide from
differently colored parts of the body of freshwater turtles Trachemys scripta and Pseudemys
concinna. In the extracts, the individual pterin derivatives and riboflavin were identified in
varying compositions and it was evaluated that, together with the carotenoids, they
contributed significantly to the final coloration, especially of the yellow and red parts of the
turtle skin.
Further, a new method of non-lethal sampling of defensive secretions of the true bugs was
developed by compressing them with a syringe plunger followed by sorption of released
substances on SPME fiber. Analysis of the defensive secretion compositions was performed
on one-dimensional GC-MS with a mid-polar Rtx-200 column. Defensive secretions of three
species of bugs were analyzed, namely Pyrrhocoris apterus, Pyrrhocoris tibialis and Scantius
aegyptius (Heteroptera: Pyrrhocoridae). 66 different compounds were identified in the
defensive secretion, the presence and ratio of individual analytes were species-specific and
more related to the antipredatory strategies of the bugs than to the relationship of the species,
as was confirmed by cluster analysis.
The GC-MS methodology in combination with the non-polar SLB-5ms column was used
to analyze defensive secretions of adults of Lygaeus equestris raised either on toxic host-plant
Adonis vernalis or on control plant sunflower, to determine whether the host plant type affects
the production of secretion of defensive metathoraic glands in adults. Overall, the one-
dimensional GC-MS showed insufficient separation efficiency. The use of a two-dimensional
GC×GC-MS method with a non-polar SLB-5ms column for the first dimension and polar
Supelcowax (poly(ethylene glycol) phase) column for the second dimension in combination
with a cryogenic modulator provided significantly higher separation efficiency. The optimized
SPME-GC×GC-MS method was used to analyze defensive secretions of differently fed male
and female of L. equestris, individual compounds were identified, and the secretion
composition was compared in terms of different sexes of adults and different host plant.
During the working on doctoral thesis two reviews, where the aim is the classification of
today's very popular microextraction techniques, were written.
Dokumenty
Stáhnout | Dokument | Autor | Typ | Velikost |
---|---|---|---|---|
Stáhnout | Text práce | Bc. Martina Havlíková | 4.57 MB | |
Stáhnout | Příloha k práci | Bc. Martina Havlíková | 10.92 MB | |
Stáhnout | Abstrakt v českém jazyce | Bc. Martina Havlíková | 332 kB | |
Stáhnout | Abstrakt anglicky | Bc. Martina Havlíková | 255 kB | |
Stáhnout | Autoreferát / teze disertační práce | Bc. Martina Havlíková | 359 kB | |
Stáhnout | Posudek oponenta | doc. RNDr. Ivan Jelínek, CSc. | 134 kB | |
Stáhnout | Posudek oponenta | Doc. Ing. Jan Fischer, CSc. | 132 kB | |
Stáhnout | Záznam o průběhu obhajoby | 1.1 MB |