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:
Rigorózní práce
Autor:
Bc. Martina Havlíková
Id práce:
220956
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Chemie (N1407)
Obor studia:
Analytická chemie (NANALD)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
12. 12. 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 Záznam o průběhu obhajoby doc. RNDr. Ivan Jelínek, CSc. 152 kB