velikost textu
Development of Novel Electrochemical Methods Using Various Membrane Materials for Monitoring of Selected Anticancer Drugs and Phytochelatins
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:
Development of Novel Electrochemical Methods Using Various Membrane Materials for Monitoring of Selected Anticancer Drugs and Phytochelatins
Název v češtině:
Vývoj nových elektrochemických metod s využitím různých membránových materiálů pro sledování vybraných protinádorových léčiv a fytochelatinů
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Štěpánka Skalová, Ph.D.
Školitel:
prof. RNDr. Jiří Barek, CSc.
Oponenti:
prof. Ing. Ján Labuda, DrSc.
Konzultanti:
RNDr. Vlastimil Vyskočil, Ph.D.
Id práce:
170607
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
18. 9. 2019
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
Biologicky aktivní sloučeniny, Membrána, Miniaturizovaný systém, Elektrochemická impedanční spektroskopie, Diferenční pulzní voltametrie, Ampérometrická detekce, Stříbrná tuhá amalgámová elektroda, Elektroda ze skelného uhlíku, Průtokový systém
Klíčová slova v angličtině:
Biologically Active Compounds, Membrane, Miniaturized System, Electrochemical Impedance Spectroscopy, Differential Pulse Voltammetry, Amperometric Detection, Silver Solid Amalgam Electrode, Glassy Carbon Electrode, Flow System
Abstrakt:
Abstrakt
Předložená disertační práce je zaměřena na vývoj elektrochemických metod pro sledování
vybraných protinádorových léčiv s použitím různých typů membrán pro jejich předběžnou
separaci a studiu transportu těžkých kovů za přítomnosti fytochelatinů přes biologickou
membránu.
Jako modelová látka z oblasti protinádorových léčiv byla použita dobře dostupná sodná
sůl kyseliny anthrachinon-2-sulfonové (AQS), neboť je strukturně podobná protinádorovým
léčivům odvozeným od anthrachinonu (doxo/daunorubicin), která jsou snadno elektrochemicky
oxidovatelná i redukovatelná.
Voltametrické chování AQS bylo studováno v katodické oblasti pomocí cyklické
voltametrie (CV) a diferenční pulzní voltametrie (DPV) na rtuťovým meniskem modifikované
(m-AgSAE) a na leštěné stříbrné amalgámové (p-AgSAE) elektrodě, Získané výsledky byly
použity k vývoji mikroobjemové voltametrické cely (MVVC). Vhodnost MVVC
k voltametrickému stanovení protinádorových léčiv byla následně potvrzena použitím
doxorubicinu (DX) jako další modelové látky.
Druhá část práce se zabývá terapeutickým sledováním protinádorových léčiv v krevním
oběhu pacienta. K pilotním experimentům byl použit průtokový systém s dialyzačním katetrem
a ampérometrickou detekcí. Bylo pracováno při rychlosti průtoku mobilní fáze (fyziologického
roztoku (0.9% roztok NaCl)) 5 a 500 µL min−1. Byla testována řada pracovních elektrod a
uspořádání, přičemž jako optimální se ukázala duální pracovní elektroda ze skelného uhlíku
(dualGCE), kdy na první elektrodu byl aplikován potenciál −1200 mV a na druhou −900 mV.
V tomto uspořádání pak bylo možné stanovovat AQS tak, že na první elektrodě dualGCE došlo
díky vysokému vkládanému potenciálu (*1200 mV) k redukci kyslíku a AQS. Na druhé
elektrodě dualGCE byl pak redukován/oxidován AQS v závislosti na rychlosti průtoku mobilní
fáze. Roztok v okolí této elektrody byl bez přítomnosti kyslíku, a signál AQS jím tak nebyl
ovlivněn.
Poslední část práce je zaměřena na sledování fytochelatinu a studium jeho přenosu přes
modelovou fosfolipidovou membránu (PLM). Tato membrána byla vytvořena na
polykarbonátovém nosiči umístěném mezi dvěma Teflonovými kloboučky a oddělovala
roztoky v dvou skelněných trubičkách, které obsahovaly 0.1mol L−1 KCl a studované látky, a
představovaly extracelulární a intracelulární prostor. Na PLM byl vložen konstantní potenciál
a byla sledována závislost imaginární části elektrochemické impedance na reálné (Nyquist
graf). Obsah fytochelatinu, Pb2+ iontů a komplexů Pb-fytochelatin byl sledován a stanovován
pomocí DPV a chronopotenciometrie na visící rtuťové kapkové elektrodě a CV na uhlíkové
pastové elektrodě modifikované silikagelem.
Abstract v angličtině:
Abstract
Present Ph.D. Thesis is focused on the development of electrochemical methods for
determination of anticancer drugs using various types of membranes for their preliminary
separation. Furthermore, this Thesis reports the study of transport mechanisms of heavy metals
in the presence of phytochelatins across biological membranes.
Sodium anthraquinone-2-sulphonate (AQS) was used as a model compound for its similar
structure with anthraquinone-based (AQ-based) anticancer drugs (doxo/daunorubicin) and also
due to its better availability. All these compounds can be easily electrochemically oxidized
and/or reduced.
Redox behaviour of AQS was investigated by cyclic voltammetry (CV) and differential
pulse voltammetry (DPV) in a cathodic region on mercury meniscus modified (m-AgSAE) and
polished silver solid amalgam (p-AgSAE) electrodes, Obtained results were used for the
development of a micro-volume voltammetric cell (MVVC). Its applicability for voltammetric
determination of anticancer drugs was verified by using doxorubicin (DX) as a model
substance.
The second part of this Thesis deals with therapeutic monitoring of anticancer drugs in
the blood circulation of the patients. For pilot experiments, a liquid-flow system with dialysis
catheter and amperometric detection was used. The flow rate of carrier solution (0.9% NaCl
solution – corresponding to the sodium chloride physiological saline (PS)) was 5 and 500 µL
min−1. Various working electrodes and arrangements have been tested and a dual glassy carbon
electrode (dualGCE) was proved as the best option. Reduction potentials of −1200 mV and
−900 mV were applied on the first and the second electrode, respectively. In this arrangement,
the oxygen in the analysed solution was removed by reduction at the first electrode of dualGCE,
on which also reduction of AQS occurred due to the applied highly negative potential of *1200
mV. Therefore, on the second electrode, AQS was oxidized/reduced in dependence on used
liquid flow rate and the obtained signal of AQS was not influenced by the presence of oxygen.
The last part is devoted to monitoring of phytochelatins and to investigation of their transport
across a model phospholipid membrane (PLM). The model PLM was prepared on a
polycarbonate carrier placed between two Teflon cups and two glass tubes (containing
0.1 mol L−1 KCl and the investigated compounds), which mimicked extracellular and
intracellular space. Constant potential of −100 mV was applied on the model membrane and
the dependence of the imaginary part of impedance on the real part of impedance has been
measured (Nyquist plot). Concentrations of phytochelatin, Pb2+ ions, and Pb-phytochelatin
complex have been monitored and determined by DPV and by chronopotenciometry on a
hanging mercury drop electrode (HMDE) and by CV on a carbon paste electrode (CPE)
modified by silica gel.
Dokumenty
Stáhnout | Dokument | Autor | Typ | Velikost |
---|---|---|---|---|
Stáhnout | Text práce | Mgr. Štěpánka Skalová, Ph.D. | 31.52 MB | |
Stáhnout | Abstrakt v českém jazyce | Mgr. Štěpánka Skalová, Ph.D. | 210 kB | |
Stáhnout | Abstrakt anglicky | Mgr. Štěpánka Skalová, Ph.D. | 206 kB | |
Stáhnout | Autoreferát / teze disertační práce | Mgr. Štěpánka Skalová, Ph.D. | 451 kB | |
Stáhnout | Posudek oponenta | prof. Ing. Ján Labuda, DrSc. | 94 kB | |
Stáhnout | Posudek oponenta | doc. RNDr. Libuše Trnková, CSc. | 431 kB | |
Stáhnout | Záznam o průběhu obhajoby | 1.16 MB |