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.
doc. RNDr. Libuše Trnková, CSc.
Konzultanti:
RNDr. Vlastimil Vyskočil, Ph.D.
doc. Dr. Ing. et Ing. Tomáš Navrátil, Dr., 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