STUDENTSKÁ ODBORNÁ KONFERENCE CHEMIE A SPOLEČNOST 2010

STUDENTSKÁ ODBORNÁ KONFERENCE CHEMIE A SPOLEČNOST 2010 Sborník abstraktů

Vysoké učení technické v Brně Fakulta chemická, 3. prosince 2010

Studentská odborná konference Chemie a společnost 2010 Sborník abstraktů Editoři:

prof. Ing. Ladislav Omelka, DrSc. doc Ing. Martin Weiter, Ph.D. Ing. Petr Dzik, Ph.D.

Nakladatel:

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Purkyňova 464/118, 612 00 Brno

Vydání: Rok vydání: Náklad: ISBN:

první 2010 80 ks 978-80-214-4213-9

Tato publikace neprošla redakční ani jazykovou úpravou

Obsah – Contents Sekce středoškolských studentů Stanovení redukovaného glutathionu v krevním séru pacientů s nádorovým onemocněním pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s elektrochemickou detekcí................................................................................................8 Ondřej Daněk Vliv organické a anorganické formy selenu na vybrané biochemické parametry krevní plazmy u potkanů...................................................................................................9 Nikola Hejnová Analýza proudění plynu v clonkách pro scintilační detektor elektronového mikroskopu pomocí systému SolidWorks Flow Simulation.......................................10 Kristýna Hladká Studium vlastostí materiálů v okolí teploty fázové přeměny.....................................11 Daniel Hökl Vliv podmínek skladování na hladinu významných alkaloidů ve vybraných druzích komerčních čajů...................................................................................................12 Monika Hořavová Měření obsahu radonu v přírodních i dodávaných pitných vodách.........................13 Václav Huk Moření a pasivace nerezové oceli....................................................................................14 Richard Kalný Stanovení biogenních aminů a polyaminů v potravinách živočišného původu......15 Romana Kozlová Stanovení kyseliny citrónové v rybím mase..................................................................16 Renáta Kučerová Efekt snížené exprese APE u lidských embryonálních kmenových buněk z pozdní pasáže na signalizaci dvouřetězcových zlomů.............................................17 Jonáš Kunst Podzemní voda jako limitující faktor pro zástavbu v okolí osc Vaňkovka...............18 Lukáš Michele Vliv aplikace přípravku Supergestran inj. na výskyt a spektrum patologickyzměněných spermií v ejakulátě kance.......................................................19 Martina Pešová Mikrobiologické hodnocení sýru s modrou plísní........................................................20 Jana Petrovičová Stanovení obsahu mastných kyselin v mase pomocí plynové chromatografie ......21 Jana Pospíchalová



Určení ekologické zátěže kořenové čistírny v Hostětíně na okolí pomocí chemické analýzy vody a bioindikátorů..........................................................22 Miroslav Sedláček Izolace polyfenolických glykosidů z květu Jacaranda mimosaefolia pomocí preparativní HPLC............................................................................................................23 Veronika Skřivanová Mikrobiologické metody identifikace mikroorganismů..............................................24 Ondřej Šváb Problematika stanovení léčiv v odpadních vodách......................................................25 Lenka Urbánková Hodnocení průchodu léčiva přes biologickou membránu..........................................26 Kamila Velínská

Sekce studentů bakalářských a magisterských studijních programů Pohyblivost náboje v organických polovodičích...........................................................28 Bc. Jana Honová Zmeny v obsahu organickej hmoty v pôdnom type kambizem.................................29 Bc. Michal Hudec Využitie adsorptívnej rozpúšťacej chronopotenciometrie na stanovenie niektorých elektrochemicky málo aktívnych látok.......................................................30 Bc. Martin Kroliak Vliv způsobu přípravy systémy biopolymer-tenzid na agregační vlastnosti systému................................................................................................................................31 Tereza Krutišová Podpora interakce hyaluronanu a hydrofobních látek.................................................32 Petra Michalicová Biopolymerní hydrogely s obsahem huminových látek pro zemědělské a environmentální aplikace..............................................................................................33 Pavel Ondruch Hydrogely huminových kyselin......................................................................................34 Jiří Smilek Interakce hyaluronan-tenzid za nízkých koncentrací...................................................35 Bc. Filip Stiborský Využití plynové chromatografie pro stanovení reziduí léčiv......................................36 Bc. Richard Sýkora Production of Polyhydroxyalkanoates from Vegetable Oils by Cupriavidus necator H16............................................................................................37 Ondřej Šnajdar



Porovnanie rôznych predseparačných techník v GCxGC-TOFMS analýze VOC zo slovenskej slivovice.............................................................................................38 Hana Vasarábová Zhodnocení odpadového hospodářství zavedeného v potravinářském podniku...............................................................................................39 Bc. Martina Vrbická Zhodnocení nálezů obsahu methylrtuti v abiotických a biotických složkách životního prostředí............................................................................................................40 Bc. Michaela Zůfalá

Sekce studentů doktorských studijních programů Paper Degradation Caused by Corrosion of Iron-gall Inks ........................................42 Michaela Ciglanská The Influence of Different Hydrothermal Conditions on Physical and Chemical Properties of TiO2 Colloidal Solution..............................................................................43 Marcela Černá Study of changes in metabolic activity of apples stored in ULO and regular atmosphere..........................................................................................................................44 Kateřina Duroňová Analysis of casein content in cow milk...........................................................................45 Miloš Dvořák Carotenoids production by yeasts cultivated on waste substrates.............................46 Ing. Terezie Dvořáková Image Analysis of Screen Printed Conductive Structures of PEDOT:PSS.................47 Pavol Gemeiner Determination of water soluble vitamins in milk and dairy products......................48 Mgr. Lucie Gregorová Fluorescence Probe Study of Potencial Drug Delivery System with Hyaluronan................................................................................................................49 Tereza Halasová Assessment of Contamination Levels in Brno‘s Dam Reservoir on the Basis of PCBs Determination in Fish Tissues...............................................................................50 Kateřina Járová Application of physico-chemical methods for post-treatment of municipal landfill leachate...........................................................................................51 Gabriela Kalčíková The study of the interactions between metals and humic acids during the diffusion experiments....................................................................................52 Ing. Michal Kalina



Monosaccharide anhydrides in PM1 and PM2.5 aerosol in urban areas...................53 Kamil Křůmal A comparison of dietary exposure of acrylamide in the Czech and the Slovak Republics.............................................................................................................................54 Lucie Marková Novel Biodegradable Macromonomers Based on PLGA-PEG-PLGA Copolymer for Regenerative Medicine . .............................................................................................55 Lenka Michlovská Biotransformation of arsenic in marine organisms - degradation of arsenosugars in decomposing algae...........................................................................56 Jana Navrátilová The Kinetics of Al-Si Spinel Phase Crystallization from Thermal Treated Kaolin....................................................................................................57 Magdaléna Nosková Effect of Vineyard Agriculture on Wine Yeasts Population . ......................................58 Hana Šuranská Markers for organic, conventional wines and grape wine musts differentiation................................................................................................59 Blanka Tobolková Lanthanum Manganase Peroskvite Nanoparticles for Molecular Diagnostic Application.........................................................................................................................60 Stepanka Trachtova



Sekce středoškolských studentů

Stanovení redukovaného glutathionu v krevním séru pacientů s nádorovým onemocněním pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s elektrochemickou detekcí Ondřej Daněk Michal Kuňák, Ondřej Zítka, René Kizek Gymnázium Brno-Řečkovice, Terezy Novákové 2, Brno 621 00. [email protected] Nádorová onemocnění jsou nejčastější příčinou úmrtí v rozvinutých zemích. Léčebné strategie jsou založeny na cytostatických lécích generujících velké množství kyslíkových radikálů. Vzniklé kyslíkové radiály se účastní destrukce nádorové masy, ale také vedou k poškození zdravých buněk. Proti zvýšenému množství generovaných kyslíkových radikálů se organismus brání produkcí molekul, schopných radikály neutralizovat. Mezi velmi významné molekuly patří thiolové sloučeniny jako je glutathion (GSH). Jedná se o tripeptid složený z cysteinu, glycinu a kyseliny glutamové. Jeho chemicky aktivní část tvoří volná thiolová skupina (-SH). Cílem této práce bylo chromatografické stanovení glutathionu přítomného v krevní plazmě. Během přípravy vzorku může dojít k samovolné oxidaci GSH na GSSG a navázání GSH na proteiny, což komplikuje zjištění jejich přesné koncentrace. Vzhledem ke složitosti biologického vzorku je pro analýzu GSH vhodné využít kapalinové chromatografie se senzitivním elektrochemickým detektorem. Nejdříve byly hledány nejvhodnější analytické podmínky detekce GSH. Na základě získaných hydrodynamických voltamogramů byl GSH v dalších experimentech analyzován při nejvhodnějším potenciálu 900 mV. Zkonstruovaná kalibrační křivka byla lineární v rozsahu koncentrace 1-100 µg/ml (R2=0.999). Pro analýzu reálných vzorků pacientů je nezbytné studovat interakce mezi volným GSH a složkami krevní plazmy. V našem experimentu bylo provedeno testování vlivu složek krevní plazmy v různé koncentraci (ředění 50, 100 a 500 krát fosfátovým pufrem). K takto připraveným vzorkům byl přidán GSH (5, 25, 50 µg/ml). Zjistili jsme, že při ředění 50 krát docházelo k nejnižší interakci GSH s proteiny (pokles píku GSH o 5%). Naopak při největším ředění 500 krát docházelo k nejvyšší interakci (pokles píku GSH o 20%). Klíčová slova: redukovaný glutathion, HPLC, příprava vzoru, elektrochemická detekce



Vliv organické a anorganické formy selenu na vybrané biochemické parametry krevní plazmy u potkanů Nikola Hejnová Jiří Sochor, Adam Lohniský, Michal Kuňák, René Kizek Gymnázium Brno-Řečkovice, Terezy Novákové 2, Brno 612 00 [email protected] Selen se v organismu vyskytuje ve formě selenocysteinu, který je součástí selenoproteinu. Mezi nejvýznamnější selenoproteiny patří glutathion peroxidáza. Tyto enzymy odstraňují peroxidy pomocí redukovaného glutathionu, čímž plní antioxidační funkci. Cílem této práce bylo zjistit vliv per orálního příjmu organické a anorganické formy selenu na množství celkových bílkovin, albuminu, kreatininu, kyseliny močové, jaterních enzymů (ALT, AST, ALP), přímého a celkového bilirubinu, antioxidační aktivity (DPPH, FRAP) v krevní plazmě potkana. Experiment byl proveden na 80 samcích outbredního kmene Wistar albino ve stáří 28 dnů. Zvířata byla rozdělena do čtyř pokusných a jedné kontrolní skupiny a ustájena po dobu pokusu 22 dní za kontrolovaných laboratorních podmínek. Pokusným skupinám byly podávány krmné směsi složené z pšenice, sojového extrahovaného šrotu, slunečnicového oleje, lysinu, premixu PO MAR 01 a kukuřičného škrobu. Do škrobového podílu směsi byl aplikován selenomethionin a seleničitan sodný v koncentracích 50% a 1000% doporučené denní dávky. Z každé skupiny byla v pravidelných 3 denních intervalech vybrána dvě zvířata, kterým byl aplikován i.p. Fraxiparine (0,01ml/kg) a po 10 min byla punkcí ze srdce odebrána krev. Odběr probíhal při inhalační anestézii diethyletherem. Z odebrané krve byla izolována plazma, u které se zjišťovala míra oxidačního stresu a analyzovaly se enzymatické a biochemické parametry. Zjistili jsme, že vyšší aplikovaná koncentrace selenu (organická i anorganická) vyvolává významné změny ve sledovaném metabolickém profilu. Z výsledků jsou nejvýrazněji patrné změny v hodnotách jaterních enzymů (AST – pokles o 27%, ALP – pokles o 13% v porovnání s kontrolní skupinou) a antioxidační aktivity (FRAP test – pokles o 15% v porovnání s kontrolní skupinou. Klíčová slova: selen, potkan obecný, enzymy, antioxidační aktivita



Analýza proudění plynu v clonkách pro scintilační detektor elektronového mikroskopu pomocí systému SolidWorks Flow Simulation. Kristýna Hladká Nikola Gruntorádová, doc. Ing. Mgr. Jiří Maxa, Ph.D. VUT Brno, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologii, Ústav elektrotechnologie, Technická 10, 616 00 Brno kristyna.hladka @centrum.cz Cílem této práce je nejprve v systému SolidWorks pro vytváření 3D objemových modelů vytvořit zjednodušený trojrozměrný model scintilačního detektoru. Na tomto 3D modelu bude pomocí systému SolidWorks Flow Simulation metodou konečných objemů analyzováno a porovnáváno proudění plynu za clonkou v detektoru, aby v komoře scintilátoru bylo dosaženo co největšího tlakového spádu. Tato clonka bude analyzována v několika variantách: clonka s otvorem 0,6 mm a clonky s otvory v podobě sítí. Výsledky analýz budou porovnány vzhledem k uvedeným požadavkům. Získané výsledky budou podloženy experimentálním měřením.

10

Studium vlastostí materiálů v okolí teploty fázové přeměny Daniel Hökl Gymnázium Brno-Řečkovice, Terezy Novákové 2, Brno 612 00 [email protected] Cílem práce je zpracovat rešerši k využití PCM ke stabilizaci teploty a aplikovat ji na vlastní experimentální data. Práce sestává z několika základních částí: - z otestování funkčnosti aparatury na modelových materiálech (PMMA), - z proměření tepelných vlastnosti PCM materiálů v okolí teploty fázové přeměny, - ze zpracování experimentálních dat. K měření bylo použito automatizované měřící pracoviště, které umožňuje měření teplotních odezev na skok, resp. pulz dodaného tepla. Z těchto odezev byly určeny pomocí fraktální teorie parametry tepelné soustavy. Z výsledků je zřejmý rozdíl mezi odezvami PMMA a PCM v okolí fázové přeměny.

11

Vliv podmínek skladování na hladinu významných alkaloidů ve vybraných druzích komerčních čajů Monika Hořavová Sabina Šikralová, Ing. Martina Ošťádalová

Veterinární a farmaceutická univerzita, Fakulta veterinární hygieny a ekologie, Ústav vegetabilní potraviny a rostlinná produkce, Palackého 1/3, 612 42 Brno, Česká republika, [email protected] Cílem naší práce je zjistit obsah kofeinu a theofilinu v čajích v závislosti na jejich druhu skladování. Tento obsah zjišťujeme v čajích bílých, černých a zelených. Práce je rozdělena do pěti měření. V prvním měření jsme měřili, úplně nové čaje zakoupené v obchodě. Další měřené proběhlo 1., 3. a 6. měsíc po prvním měření, ještě bude následovat měření v 12. měsíci. Touto naší prací zjistíme v jakém prostředí je dobré čaje skladovat, a také to, který čaj zachová nejdéle svůj původní obsah kofeinu a theofilinu. Při práci jsme používali spektrofotometrii, která je založena na pohlcování světla určité vlnové délky.

12

Měření obsahu radonu v přírodních i dodávaných pitných vodách Václav Huk Gymnázium, Brno-Řečkovice Terezy Novákové 2, 621 00, Brno, Česká republika [email protected] Práce se zabývá měřením obsahu radonu v balených pitných vodách, vodovodních vodách a také měřením obsahu radonu ve vodách nacházejících se v přírodě (studny, prameny). Téma je v dnešní době velmi aktuální, neboť nebezpečí vyplývající z přítomnosti radonu ve vodě a jeho následné působení na člověka je předmětem zájmu veřejnosti jak laické, tak odborné. Cílem mé práce je na základě zjištěných hodnot obsahu radonu v pitné vodě zhodnotit kvalitu vod z vodovodního řádu města Brna, náhodně vybraných vzorků z různých lokalit ČR (studny, prameny) a běžně nabízených balených vod. Měření bylo prováděno co nejdříve po odebrání vzorků, zejména kvůli krátkému poločasu rozpadu izotopu 222Rn. Tímto postupem je dosaženo co největší přesnosti naměřených údajů. Výsledky měření vodovodních vod potvrdili předpoklad, že tato voda splňuje normy a je tedy vhodná pro veřejné zásobování. Ani jeden mnou měřený vzorek vod přírodních nesplňuje normy a tedy by se neměl využívat jako voda pitná a voda na vaření. Výsledky obsahu radonu v balených vodách byly velmi různorodé, ale většina vzorků překračovala stanovené limity obsahu radonu. Pro ověření přesnosti údajů jsem rovněž provedl měření efektivity odběru do PET-láhve s porovnáním odběru do laboratorního skla. Také jsem ověřil, za jak dlouho je aktivita radonu a ostatních látek ve vzorku ustálená a může se provést vlastní měření.

13

Moření a pasivace nerezové oceli Richard Kalný

Gymnázium Brno-Řečkovice, Terezy Novákové 2, Brno 612 00 [email protected] Autor příspěvku nedodal abstrakt do uzávěrky sborníku.

14

Stanovení biogenních aminů a polyaminů v potravinách živočišného původu Romana Kozlová Svatava Kučerová Střední průmyslová škola chemická Brno Vranovská 65, Brno 614 00 [email protected] Cílem naší práce bylo stanovení biogenních aminů a polyaminů (tyraminu, histaminu, putrescinu, kadaverinu, agmatinu, sperminu a spermidinu) v potravinách živočišného původu. Potraviny s vysokým obsahem biogenních aminů mohou způsobovat intoxikace obzvláště u imunosupresivních osob. Analýza byla provedena pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie s fluorescenční a PDA detekcí. Zkoumali jsme vliv rozdílného technologického procesu a doby skladování na obsah biogenních aminů a polyaminů u masných výrobků. Vliv technologického zpracování výrobků může významně ovlivnit konečnou koncentraci biogenních aminů v potravinách stejně tak jako doba, po kterou je potravina skladována. Klíčová slova: HPLC, biogenní aminy, masné výrobky

15

Stanovení kyseliny citrónové v rybím mase Renáta Kučerová RNDr. Ivana Borkovcová Střední průmyslová škola chemická Brno Vranovská 65, Brno 614 00 [email protected] Práce je zaměřena na stanovení obsahu kyseliny citrónové v rybím mase. Vzorky byly různé druhy ryb, které byly nakoupeny zmražené v obchodní síti. Ke stanovení byla použita enzymatická metoda, kapalinová chromatografie a spektrometrie v UV, VIS a IČ oblasti. Klíčová slova: rybí maso, kyselina citrónová, metoda, vzorek

16

Efekt snížené exprese APE u lidských embryonálních kmenových buněk z pozdní pasáže na signalizaci dvouřetězcových zlomů Jonáš Kunst Gymnázium Brno-Řečkovice, Terezy Novákové 2, Brno 612 00 [email protected] Autor příspěvku nedodal abstrakt do uzávěrky sborníku.

17

Podzemní voda jako limitující faktor pro zástavbu v okolí osc Vaňkovka Lukáš Michele Libor Michele, Michal Kuňák

Gymnázium Brno-Řečkovice, Terezy Novákové 2, Brno 612 00 [email protected] Autor příspěvku nedodal abstrakt do uzávěrky sborníku.

18

Vliv aplikace přípravku Supergestran inj. na výskyt a spektrum patologicky změněných spermií v ejakulátě kance Martina Pešová Lucie Svobodová, MVDr. Svetlana Odehnalová, Ph.D. Fakulta veterinárního lékařství, Palackého třída 1946/1, Brno-Královo Pole, Česká republika [email protected] Práce je zaměřená na sledování a zhodnocení účinku aplikace přípravku Supergestran inj. na kvalitu ejakulátu kanců z hlediska patologicky změněných spermií. Do sledovaní budou zahrnutí kanci se zvýšeným výskytem patologicky změněných spermií v ejakulátě ustájené na různých podnikových inseminačních stanicích. Kanci budou skákat v normální exploatácii a vzorky na analýzu ejakulátu budou odebírané ze skoků před, v průběhu a po ukončení aplikace kancům přípravku Supergestran inj..

19

Mikrobiologické hodnocení sýru s modrou plísní Jana Petrovičová RNDr. Mária Veselá, Ph.D. Střední průmyslová škola chemická Brno Vranovská 65, Brno 614 00 [email protected] Mikrobiologická kontrola potravin je v současnosti nezbytnou součástí každého výrobního procesu v potravinářském průmyslu. Kvalitu potravin, přesněji jejich zdravotní a hygienickou nezávadnost řeší zákon o potravinách. Práce je zaměřena na zjištění mikrobiologické nezávadnosti sýrů z české obchodní sítě. Stanovení jsme provedli nepřímou kultivační metodou na agarových plotnách.

20

Stanovení obsahu mastných kyselin v mase pomocí plynové chromatografie Jana Pospíchalová Milena Šalplachtová, Ing. Tomáš Gregor, Ph.D. Střední průmyslová škola chemická Brno Vranovská 65, Brno 614 00 [email protected] V naší práci se zabýváme zjištěním zastoupení jednotlivých mastných kyselin ve vybraných druzích masa. Měření jsme prováděly z toho důvodu, že zastoupení plemen i výživa zvířat se v České republice v průběhu let změnila (některá zvířata jsou k nám dovážena z ciziny a jiná jsou z biochovů). Cílem práce bylo vyhodnotit, jak se liší námi získané hodnoty od normovaného standardu. Stanovení jsme prováděly pomocí plynové chromatografie. K analýze byly vybrány různé druhy masa např. vepřové, kuřecí, hovězí a králičí. Maso pocházelo jak z domácího chovu, tak i z velkochovů.

21

Určení ekologické zátěže kořenové čistírny v Hostětíně na okolí pomocí chemické analýzy vody a bioindikátorů Miroslav Sedláček Gymnázium, Brno-Řečkovice Terezy Novákové 2, 621 00, Brno, Česká republika [email protected] V současnosti se rozmáhá trend stavění kořenových čistíren odpadních vod. Existuje různost názorů na budoucnost konstruování dalších čistíren tohoto typu. Ani samotní ekologové nejsou jednotní. Ve své práci bych se chtěl zabývat případovou studií kořenové čistírny v Hostětíně, která je dávána za příklad ostatním a slouží kpropagaci kořenových čistíren odpadních vod i v zahraničí. V průběhu roku 2010 jsem několikrát navštívil kořenovou čistíru odpadních vod v Hostětínu a odebral jsem opakovaně vzorky vody do sterilních láhví z přepadu a výtoku z kořenové čistírny, z nepřečištěné vtékající odpadní vody a z různých částí potoka do něhož tato čistírna ústí. Poté jsem tyto vzorky podrobil chemické a mikrobiologické analýze. Výsledky dosavadního výzkumu ukazují na to, že na jaře a v létě je čistota vypouštěné vody v souladu s propagovanými výsledky. Na podzim ovšem dochází k několikanásobnému navýšení chemického znečištění a výskytu mikroorganismů, které jsou závislé na velmi silně znečištěném prostředí. Výsledky průzkumu jsou alarmující, protože potok, do kterého ústí kořenová čistírna, vtéká do vodní nádrže Bojkovice. Nádrž Bojkovice slouží jako zdrojpitné vody. Eutrofní voda v potoce také musí mít vliv na prostředí v CHKO Bílé Karpaty, kde tato čistírna leží. Vážným problémem je nejspíše také technické řešení přepadu z čistírny, který umožňuje aby část nepřečištěné odpadní vody byla běžně vypouštěna, tedy i za normální situace, bez biologického čištění rovnou do potoka. Lze předpokládat, že po zhodnocení uvedených skutečností by mělo dojít k rekonstrukci čistírny v Hostětíně pro současné požadavky. Tato studie ovšem neprokazuje to, že provoz ostatních čistíren neodpovídá požadovaným parametrům, a že tyto čistírny jsou pro čištění odpadních vod nepoužitelné. Kladný, nebo záporný výsledek v tomto směru, by vyžadoval větší nákladný rozbor a důkladnější studium čistírem tohoto typu. Klíčová slova: kořenová čistírna odpadních vod, čistírna odpadních vod, ČOV, KČOV, čištění odpadních vod, bioindikátor, Hostětín, Bojkovice

22

Izolace polyfenolických glykosidů z květu Jacaranda mimosaefolia pomocí preparativní HPLC Veronika Skřivanová Tereza Hrdličková Střední průmyslová škola chemická Brno, Vranovská 65, 614 00 Brno-Husovice [email protected] V naší práci jsme se zabývaly izolací polyfenolických glykosidů z květu Jacaranda mimosaefolia pomocí preparativní HPLC. Jacaranda mimosaefolia je rostlina užívána v Columbijském lidovém lékařství k léčbě infekčních onemocnění. Její květy obsahují antokyanidy. V listech jsou obsaženy flavonoidy, fenolické sloučeniny a steroidy. Všechny již publikované studie jsou zaměřeny na složení listů Jacaranda mimosaefolia, ale v o složení květů toho moc známo není. K izolaci hlavní sloučeniny z metanolového extraktu Jacaranda mimosaefolia byl použit preparativní chromatograf. K analýze polyfenolických složek byl použit kapalinový chromatograf s diodovým polem a hmotnostní spektrometrie. Byly izolovány dvě dominantní sloučeniny. K identifikaci těchto sloučenin jsme srovnávaly jejich UV spektra se standardy. Antioxidační aktivita látek byla hodnocena zhášením peroxylového radikálu, hydroxylového radikálu, peroxidu vodíku a DPPH radikálu. Dominantní sloučeniny z extraktu květů Jacaranda mimosaefolia byly acteosid a apigenin-7-0-galakturonid ( k izolaci jsme použili column Supelcosil ABZ+Plus a gradientovou eluci- začínali jsme s 10% acetonitrilu a 90% kyseliny mravenčí a po 40 minutách jsme končili se 100% acetonitrilu). Sloučeniny byly dřívě izolovány z extraktu  listů Jacaranda mimosaefolia. Acteosid je látka s velkou antioxidační aktivitou. V naší práci se acteosid ukázal jako látka vykazující vyšší antioxidační aktivitu vůči peroxidu vodíku, peroxylovému radikálu, hydroxilovému radikálu i DPPH radikálu než standardy Trolox C a quercetin.

23

Mikrobiologické metody identifikace mikroorganismů Ondřej Šváb Ing. Kateřina Illková Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická Purkyňova 464/118, 612 00 Brno [email protected] Jednalo se o stáž na VUT pod záštitou Jihomoravského centra pro mezi­ národní mobilitu. Cílem stáže bylo seznámení se s prací v mikrobiologických laboratořích. Za celý rok jsme zvládli projít laboratorní úlohy prvního ročníku studentů zabývajících se mikrobiologií. Seznámil jsem se například s metodami: barvení mikroorganismů, stanovení počtu buněk nepřímou metodou (kultivační), stanovení počtu buněk přímou metodou (Bürkerova komůrka), vyhodnocení mikrobiologického rozboru vody dle normy ČSN 83 0611, mikrobiologický rozbor potravin (mléčný nápoj Actimel). Měl jsem také možnost nahlédnout do moderní metod identifikace mikroorganismů jako je kvantitativní real-time PCR. Umožňuje rychlou, citlivou a spolehlivou detekci a kvantifikaci specifického úseku DNA nebo RNA.

24

Problematika stanovení léčiv v odpadních vodách Lenka Urbánková Střední zdravotnická škola a Vyšší odborná škola zdravotnická, Brno, Merhautova 15 [email protected] Autorka příspěvku nedodala abstrakt do uzávěrky sborníku.

25

Hodnocení průchodu léčiva přes biologickou membránu Kamila Velínská PharmDr. Radka Opatřilová, Ph.D. Veterinární a farmaceutická univerzita Brno, Farmaceutická fakulta, Ústav chemických léčiv Palackého 1-3, Brno 612 42, Česká republika [email protected] Moje práce se zabývá průchodem léčiva přes biologickou membránu za určitý časový úsek. Výsledkem je zjištění a srovnání, jaké množství léčiva projde v procentech přes membránu. Za biologickou membránu byla zvolena prasečí kůže z ucha. A jako léčivo byl zvolen ibuprofen, který se nachází v Ibalgin gelu a Ibalgin krému. Dále jsem porovnávala průchod směsi propylenglykol:voda s přidaným množstvím alaptidu. Permeační pokusy in vitro jsem prováděla za použití Francových komůrek a jako metoda byla použita kapalinová chromatografie.

26

Sekce studentů bakalářských a magisterských studijních programů

Pohyblivost náboje v organických polovodičích Bc. Jana Honová Vedoucí práce: doc. Ing. Martin Weiter, Ph.D. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Ústav fyzikální a spotřební chemie Purkyňova 464/118, 612 00 Brno [email protected] Díky svým polovodičovým vlastnostem a široké paletě nejrůznějších derivátů jsou organické materiály slibným nástupcem anorganických polovodičů pro aplikace v optických a elektrických prvcích, jako jsou například polem řízené tranzistory a solární články. Přestože zatím nedosahují kvalit křemíku, je v mnoha případech výhodné je upřednostnit, díky jejich variabilitě, snadné dostupnosti, nízké ceně a možnosti jednoduchého nanášení, například metodou tisku. Zda je materiál pro danou aplikaci vhodný, závisí na mnoha různých parametrech. Jedním ze základních parametrů charakterizujících organické polovodiče a předurčujících, jak úspěšné bude jejich potencionální využití v elektronice, je pohyblivost náboje. V této práci byla měřena pohyblivost náboje v polymeru High Tg PPV, (blokový kopolymer derivátů poly p-phenylen vinylenu s vysokou teplotou skelného přechodu) a v derivátech DPP (diketopyrrolopyrrolu) za použití polem řízených tranzistorů. Byla připravena řada tranzistorů, kde jednou z proměnných byla koncentrace High Tg PPV. Tranzistory byly připravovány za přístupu vzduchu nebo v inertní atmosféře dusíkového gloveboxu a byly testovány metody optimalizace používané při přípravě organických tranzistorů: Úprava povrchu monomolekulární vrstvou OTS (octadecyltrichlorsilan) a přídavek elektronového akceptoru PCBM (fenylC61-methylester kyseliny máselné). Dále byly připraveny tranzistory z vybraných derivátů DPP a v případech, kdy to bylo možné, byly také použity metody optimalizace. Ve výsledku byly naměřeny hodnoty pohyblivosti náboje ve vybraných organických polovodičích a také byl pozorován vliv podmínek při přípravě tranzistoru, koncentrace látky, přídavku PCBM, OTS úpravy povrchu a substituentů ve sloučenině na pohyblivost náboje v použitých materiálech. Klíčová slova: diketopyrrolopyrrol, High Tg PPV, pohyblivost náboje, organický polem řízený tranzistor

28

Zmeny v obsahu organickej hmoty v pôdnom type kambizem Bc. Michal Hudec Ing. Melánia Feszterová, PhD. Univerzita Konštantína Filozofa, Fakulta prírodných vied, Katedra chémie Tr. A. Hlinku 1, 949 74 Nitra, Slovensko [email protected] Úrodnosť pôdy je nevyhnutnou podmienkou pre existenciu človeka na Zemi. Pôdna organická hmota je jeden z najdôležitejších indikátorov pôdnej kvality a prispieva k zvyšovaniu produkčnej schopnosti pôdy. Základným predpokladom zachovania pôdnej úrodnosti je starostlivosť o pôdnu organickú hmotu. Je zdrojom energie a živín, ktorú využívajú rastliny a iné organizmy. Na obsah organického uhlíka v pôde vplývajú predovšetkým klimatické podmienky, zrnitosť pôdy, spôsob obrábania a hnojenia, ale aj vegetácia i jej požiadavky. Obrábaním pôd dochádza k urýchleniu rozkladných procesov pôdneho humusu a hlavne k poklesu zastúpenia labilného organického uhlíka. Humus je výsledkom zložitého kolobehu života v pôde, na ktorom sa podieľajú desiatky rôznych foriem života pôdnej flóry a fauny. Cieľom práce bolo stanoviť zmeny v obsahu organickej hmoty v pôdnom type kambizem v závislosti na hĺbke odberu pôdnych vzoriek (0 - 0,1 m; 0,1 - 0,2 m; 0,2 - 0,3 m; 0,3 - 0,6 m). Pôdne vzorky boli odobrané z ornej pôdy (par. č. 281/2, 282/1, 703/2) počas dvoch rokov 2009 - 2010 (jeseň 2009, jar 2010). Obsah organického uhlíka bol v jesennom období 2009 v rozmedzí od 0,88 - 3,92 % a v jarnom období 2010 v rozmedzí od 0,35 - 4,29 %. Najvyššie hodnoty obsahu pôdnej organickej hmoty boli zistené v najvrchnejších vrstvách pôdy a vo väčšine pôdnych vzoriek obsah s hĺbkou klesal. Súčasťou organického uhlíka v pôde je labilný uhlík. V jesennom období 2009 boli jeho hodnoty v rozmedzí od 1022,02 - 5742,03 mg.kg-1 a v jarnom období 2010 v rozmedzí od 738,75 - 7021,04 mg.kg-1. Ukazovateľom kvality pôdnej organickej hmoty je pomer labilných foriem uhlíka a dusíka (CL:Npot). Potenciálne mineralizovateľný dusík (Npot) je zložkou celkového dusíka. Hodnoty potenciálne mineralizovateľného dusíka boli v jesennom období 2009 v intervale 16,97 - 191,42 mg.kg-1 a v jarnom období 2010 v intervale 17,73 - 123, 78 mg.kg-1. Priemerná hodnota potenciálne mineralizovateľného dusíka bola v jarnom období 2010 o polovicu nižšia oproti priemernej hodnote nameranej na jeseň 2009 (Npot (jar 2010) = 49,81 mg.kg-1; Npot (jeseň 2010) = 86,78 mg.kg-1). Pomer CL:Npot bol v jesennom období 2009 široký a to v rozmedzí od 8,72 do 83,75, čo charakterizuje veľmi nízku kvalitu humusu a v jarnom období 2010 bol tento pomer ešte širší (17,88 - 179,23). Na hodnotenie kvality organickej hmoty v pôde, pre zabezpečenie trvalej udržateľnosti pôdnej úrodnosti je dôležité poznať hodnoty obsahu uhlíka i dusíka, a preto je dôležité analyzovať pôdne vzorky z rôzne obhospodarovaných orných pôd. Kľúčové slová: organický uhlík, labilný uhlík, potenciálne mineralizovateľný dusík, humus. 29

Využitie adsorptívnej rozpúšťacej chronopotenciometrie na stanovenie niektorých elektrochemicky málo aktívnych látok Bc. Martin Kroliak Doc. Ing. Ernest Beinrohr, CSc. Slovenská technická univerzita v Bratislave Fakulta chemickej a potravinárskej technológie Ústav Analytickej chémie Vazovova 5, 812 43 Bratislava 1, Slovensko [email protected] V tejto práci sme sa zaoberali stanovením elektrochemicky málo aktívnych látok vo vodách, pomocou využitia adsorptívnej rozpúštacej chronopotenciometrie. Konkrétne sme sa zamerali na stanovenie uránu v pitných a minerálnych vodách. Na stanovenia sme využili prietokový elektrochemický merací systémy firmy ISTRAN® s označením EcaFlow® model 150 GLP. Pracovnou elektródou, osadenou v trojelektródovej prietokovej meracej cele, bola strieborná poamalgámovaná drôtiková elektróda. Ako elektrolyt sme použili roztok, ktorým bol 0,1 mol/dm3 Na2SO4 a 0,01 mol/dm3 octanový tlmivý roztok. Na vytvorenie komplexu uránu, ktorý by sa mal sorbovat na povrchu pracovnej elektródy sme použili chemickú zlúčeninu Kupferon. Výsledky meraní ukazujú, že komplex uránu a kupferonu sa sorbuje na povrchu nami navrhnutej elektródy a je možná elektrochemická redukcia UVI+ na UIV+. V práci sme sa ďalej zamerali na optimalizáciu pracovných parametrov pre elektrochemické stanovenie uránu adsorptívnou rozpúšťacou chronopotenciometriou a následne aj validáciou tohto stanovenia. Kľúčové slová : Adsorptívna rozpúšťacia chronopotenciometria, Urán, Pitná voda, Kupferón

30

Vliv způsobu přípravy systémy biopolymer-tenzid na agregační vlastnosti systému Tereza Krutišová Tereza Halasová, Filip Mravec, Miloslav Pekař Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Ústav fyzikální a spotřební chemie Purkyňova 464/118, 61200 Brno, Česká republika [email protected] Pro studium vlivu způsobu přípravy systému biopolymer-tenzid na jeho agregační vlastnosti bylo navrženo několik experimentů. Bylo provedeno bližší zkoumání systému nativní hyaluronan cetyltrimethylammonium bromid (CTAB). Systém byl zkoumán ve fosfátovém pufru (jen CTAB), ve vodě a ve fyziologickém roztoku (0,15M NaCl). Byl zkoumán vliv pořadí látek při míchání vzorků, vliv různých způsobů přípravy určitých koncentrací roztoků nebo vliv rozpouštění práškového biopolymeru tenzidem a naopak na výsledný systém. U všech připravených vzorků byla měřena intenzita fluorescence a byly zkoumány její změny. Jako fluorescenční sondy byly použity pyren a nilská červeň. U některých vzorků bylo měřeno také povrchové napětí pomocí tenziometru. Měření povrchového napětí bylo založeno na metodě odtrhávání prstence od hladiny. Bylo zjištěno, že pořadí při míchání roztoků má podstatný vliv na agregační vlastnosti systému a jeho vzhled. Dále byly zjištěny vlivy způsobu přípravy rozpouštěním práškového biopolymeru tenzidem a naopak a vlivy prostředí systému na polaritu systému. Bylo zjištěno, že roztok NaCl ruší vlivy interakcí v systému. Vliv způsobu přípravy určitých koncentrací systému CTAB ve fosforečném pufru se projevuje pouze nepatrně. Klíčová slova: hyaluronan, tenzid, fluorescence

31

Podpora interakce hyaluronanu a hydrofobních látek Petra Michalicová vedoucí práce: prof. Ing. Miloslav Pekař, CSc. konzultant: Ing. Filip Mravec, Ph.D. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Ústav fyzikální a spotřební chemie, Purkyňova 118, 612 00 Brno, Česká republika. [email protected] Metodou fluorescenční spektroskopie byl zkoumán vliv způsobu přípravy systému hyaluronan-fluorescenční sonda na vzájemné interakce ve vodném prostředí. Bylo navrženo několik experimentů, pro které byl jako fluorescenční sonda vybrán pyren, jehož vlastnosti jsou dobře známé. První skupina experimentů byla založena na ověření závěrů z práce Tracey Brownové a byla zaměřena na prostou interakci hyaluronanu a hydrofobní látky. Ve druhé řadě experimentů byl hyaluronan vysoušen za zvýšené teploty a poté k němu byla přidána fluorescenční sonda. Tato metoda měla rozrušit hydratační obal hyaluronanu a zpřístupnit tak hydrofobní části řetězce fluoroforu. Ve třetí skupině experimentů byla interakce hyaluronanu a floroforu podpořena lyofilizací. Přestože v první skupině experimentů bylo zahrnuto široké spektrum koncentrací sondy, nepodařilo se prokázat interakce mezi látkami v systému. Stejně tak měření s předsušeným hyaluronanem nenaznačuje, že by v systému docházelo k interakcím. Naopak metoda lyofilizace se z hlediska interakce mezi hyaluronanem a hydrofobní látkou jeví jako účinná a bude předmětem dalšího výzkumu. Klíčová slova: hyaluronan, fluorescenční spektroskopie, fluorescenční sondy, lyofilizace

32

Biopolymerní hydrogely s obsahem huminových látek pro zemědělské a environmentální aplikace Pavel Ondruch Petr Sedláček Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Ústav fyzikální a spotřební chemie. Purkyňova 464/118, 612 00 Brno, Česká republika [email protected] Tento příspěvek se zabývá vývojem nových aplikačních forem hydrogelů s  obsahem huminových kyselin a chitosanu pro přímé využití v  zemědělství a ochraně životního prostředí. Experimentální část práce se soustředí na přípravu hydrogelových materiálů o různém složení a na studium vlivů parametrů přípravy na vlastnosti výsledných hydrogelů. Na zkoumaných hydrogelových materiálech byly měřeny botnací charakteristiky, obsah vody, mechanické vlastnosti, sorpční schopnosti těžkých kovů a některé další vlastnosti. Vývoj hydrogelových materiálů byl směrován k  umožnění řízeného uvolňování huminových kyselin, které je užitečné převážně v  agrochemii. Další výhodou těchto materiálů jsou sorpční schopnosti využitelné při imobilizaci polutantů mající uplatnění v  průmyslu. Po přípravě celé řady aplikačních forem těchto směsných koloidů, byly vybrány takové, jejichž vlastnosti a způsob přípravy se zdají být nejvýhodnější pro uplatnění v agrochemické a průmyslové praxi. Mezi takovéto materiály patří směsné xerogely, chitosanové perly a také kompozitní hnojivo s hydrogelovou složkou. Zmíněné kompozitní hnojivo jest poslední verzí připravovaného materiálu, který kombinuje botnací schopnosti hydrogelů s následným uvolněním humátu sodného. Klíčová slova: Hydrogely, biopolymery, hnojiva, huminové látky.

33

Hydrogely huminových kyselin Jiří Smilek Martina Klučáková, Petr Sedláček Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Ústav fyzikální a spotřební chemie Purkyňova 464/118, 612 00 Brno, Česká republika [email protected] Huminové kyseliny, které patří mezi jednu z frakcí huminových látek, jsou nedílnou součástí přírodního ekosystému, především půdy a vody. Tato práce je zaměřena na studium hydrogelových forem huminových kyselin. Použití huminových kyselin ve formě hydrogelů se jeví jako velmi vhodné pro studium chování huminových kyselin v laboratorním prostředí, jelikož hydrogely, jejichž majoritní hmotnostní podíl tvoří voda, dokáží účelně simulovat podmínky, ve kterých se huminové kyseliny přirozeně vyskytují. Hydrogely huminových kyselin jsou na FCH VUT v Brně zkoumány především s ohledem na jejich schopnost sorbovat těžké kovy. Huminové kyseliny jsou schopny tvoři poměrně stabilní komplexní sloučeniny s ionty těžkých kovů, zabudovávat je do své struktury a tím pádem omezovat jejich pohyblivost, biologickou dostupnost a chemické znečištění půdy polutanty.Velká pozornost je tedy věnována interakci fyzikálně síťovaného huminového hydrogelu s měďnatými ionty, které díky své vysoké afinitě k huminovým kyselinám a stabilitě vznikajícího komplexu měďhuminová kyselina slouží jako vhodné modelové činidlo pro studium interakce hydrogelů huminových kyselin s ionty těžkých kovů. Pro přímé využití huminových kyselin v zemědělství se hydrogelové materiály jeví jako vhodná aplikační forma, jelikož optimalizací podmínek přípravy huminových hydrogelů lze dosáhnout materiálu „šitého na míru“ pro konkrétní aplikace. Úpravou podmínek přípravy a volbou vhodného síťovacího činidla lze modifikovat základní parametry hydrogelů huminových kyselin (vnitřní pH, obsah pevného podílu, schopnost sorpce, mechanické vlastnosti). Hlavní experimentální náplní příspěvku je studium viskoelastických vlastností hydrogelových forem v závislosti na metodě přípravy gelů a přídavku vícemocných iontů během gelace a po gelaci. V neposlední řadě je také studován vliv molární koncentrace síťovacího činidla na viskoelastické vlastnosti připravených materiálů. Sledovanými parametry výsledného materiálu byly vnitřní pH, obsah pevného podílu ve struktuře a především základní viskoelastické charakteristiky. Jako vhodný prostředek pro objektivní hodnocení konzistence hydrogelů huminových kyselin byly zvoleny jednoduché oscilační viskoelastické testy.

34

Interakce hyaluronan-tenzid za nízkých koncentrací Bc. Filip Stiborský Ing. Filip Mravec, Ph.D., Ing. Tereza Halasová Vysoké učení technické v Brně Fakulta chemická Ústav fyzikální a spotřební chemie Purkyňova 464/118, 612 00 Brno [email protected] V této práci byly studovány polymerní micely, zvláště pak interakce v systému hyaluronan‑tenzid za nízkých koncentrací tenzidů pomocí fluorescenční spektroskopie. Předpokládá se, že polymerní micely mohou být vhodnými nosiči pro léčiva téměř nerozpustná ve vodném prostředí a jsou schopny tato léčiva solubilizovat uvnitř hydrofobního jádra. Interakce by měly probíhat v systémech, ve kterých je použit polyelektrolyt a k němu opačně nabitý tenzid. Polyelektrolyt zastupoval anionaktivní hyaluronan sodný (HyA) a zástupcem tenzidů byl kationaktivní cetyltrimethylamonium bromid (CTAB). Interakce by měly vznikat již při nízké koncentraci tenzidu, zvané kritická agregační koncentrace (CAC). Tato koncentrace je nižší než kritická micelární koncentrace (CMC) příslušného tenzidu bez přítomnosti hyaluronanu. Vzniklé agregáty jsou specifické shluky molekul, které se podobají micelám navázaným na řetězci polyelektrolytů pomocí elektrostatických sil. Měření bylo prováděno ve fosfátovém pufru o pH = 7 a ve vodném prostředí. Při měření ve fosfátovém pufru nebyly pozorovány žádné interakce před hodnotou kritické micelární koncentrace. To mohlo být způsobenou vysokou iontovou sílou pufru, která mohla odstínit některé elektrostatické interakce, které pak nebyly naměřeny. Ve vodném prostředí již docházelo ke vznikům agregátů. Ty se vyskytovaly přibližně o jeden koncentrační řád níž, než byla hodnota kritické micelární koncentrace. K zajímavým výsledkům bylo naměřeno mezi CMC a CAC, kde docházelo ke tvorbě gelové fáze. Vznik gelové fáze byl potvrzen i při použití dalších hydrofobních látek jako jsou Nilská červeň, perylen či Sudánová červeň G. Klíčová slova: fluorescenční spektrofotometrie, hyaluronan, tenzidy, agregáty

35

Využití plynové chromatografie pro stanovení reziduí léčiv Bc. Richard Sýkora RNDr. Milada Vávrová, CSc. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Ústav chemie a technologie ochrany životního prostředí Gagarinova 27, 669 02 Znojmo, CZ [email protected] Analgetika jsou v dnešní době široce využívanou skupinou léčiv jak v humánní tak i ve veterinární medicíně. Rezidua těchto léčiv se dostávají do povrchových vod z čistíren odpadních vod, ve kterých nedojde k jejich eliminaci. V  bakalářské práci byly experimentálně ověřeny možnosti stanovení reziduí analgetik ve vodách pomocí plynové chromatografie a hmotnostní spektrometrie s předchozí derivatizací . Rovněž byly  porovnány jednotlivé derivatizační postupy. Byla vyzkoušena řada derivatizačních činidel, pro která byl optimalizován postup derivatizace vybraných analgetik (doba derivatizace, teplota, množství činidla). Dále bylo ověřeno několik postupů extrakce léčiv z vody pomocí extrakce na tuhou fázi. Použitou analytickou koncovkou při všech měření byla plynová chromatografie s hmotností detekcí (GC/TOF-MS). Klíčová slova: rezidua léčiv, plynová chromatografie, derivatizace, SPE

36

Production of Polyhydroxyalkanoates from Vegetable Oils by Cupriavidus necator H16 Ondřej Šnajdar Ivana Márová, Stanislav Obruča Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Department of Food Chemistry and Biotechnology Purkyňova 118, 612 00 Brno, Czech Republic [email protected] Polyhydroxyalkanoates (PHA) offer an excellent alternative to traditional plastics (polyethylene, polypropylene). PHA are biodegradable and environmental friendly. Their mechanical properties are similar to the synthetic plastics. PHA are produced by many bacterial strains that accumulate PHA as a carbon and energy source. Production costs of PHA are much higher as compared to synthetic plastics. Around 40% of total cost is a carbon source, so by using cheap carbon source we are able to reduce the cost of PHA. In this work we have studied production of PHA from vegetable oils by Cupriavidus necator H16 in batch mode. Following oils were used: rapeseed, sunflower, corn, wine, soybean and olive. There have also been used waste oils from restaurant and food industries. Incorporation of different precursors for copolymer production was studied too. C. necator produced poly(3hydroxybutyrate) (P3HB) from all tested oils. The highest yields of P3HB have been achieved on waste oils. Of course, waste oils are both economic and ecologic carbon sources for PHA production. Using 20 g/l of waste rapeseed oil from university canteen, there has been produced 13,32 g/l of biomass containing 58,63% of P3HB at the 84th hour of cultivation. The highest yield of PHA in precursors study has been achieved applying 1% propanol at the 24th hour of cultivation. The PHA increase has been 97% and produced PHA was composed from 91% of 3HB and 9% of 3-hydroxyvalerate. Therefore, by adding 1% propanol we can increase PHA yield and produce a copolymer with better mechanical properties. Keywords: PHA, Cupriavidus necator, waste oils

37

Porovnanie rôznych predseparačných techník v GCxGC-TOFMS analýze VOC zo slovenskej slivovice Hana Vasarábová Antónia Janáčová, Tibor Jakubík a Ivan Špánik Slovenská technická univerzita v Bratislave, Fakulta chemickej a potravinárskej technológie, Ústav analytickej chémie Radlinského 9, 812 37 Bratislava [email protected] Slivovica je tradičný destilát úzko spätý so slovenskou históriou, so svojou aromatickou, delikátnou vôňou po slivkách, veľmi suchou a pomerne intenzívnou chuťou a s mierne horkou dochuťou. Tvorí neoddeliteľnú súčasť nielen našej a moravskej histórie, ale aj veľkej skupiny krajín strednej a južnej Európy. Mnohé z týchto produktov sú chránené na základe nariadenia ES 110/2008 a sú súčasťou kategórie 10 - Ovocné destiláty. Táto kategória zahŕňa slivovice vyrábané podľa rôznych receptúr z Nemecka, Francúzska, Talianska, Maďarska, Slovenska a Bulharska.  Zloženie a vôňa slivkového destilátu sú zaujímavou témou pre výskum. Táto práca bola zameraná na charakterizáciu chemického zloženia prchavých organických zlúčenín (VOC) prítomných vo vzorke slivovice dvojrozmernou komprehensívnou plynovou chromatografiou s  hmotnostnou detekciou (GCxGC-TOFMS), pričom sa aplikovali rôzne postupy úpravy vzorky. Konkrétne: (i) mikroextrakcia na tuhej fáze (SPME), (ii) sorbcia na miešadieľko (SBSE) a (iii) kvapalinová extrakcia (LLE). Cieľom práce bolo sledovať vplyv jednotlivých techník predúpravy vzorky na výťažnosť VOC zo slivkového destilátu.

38

Zhodnocení odpadového hospodářství zavedeného v potravinářském podniku Bc. Martina Vrbická Vedoucí práce: Ing. Michaela Stoupalová Ph.D. Veterinární a farmaceutická univerzita Brno Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav veterinární ekologie a ochrany životního prostředí Palackého 1/3 612 42 Brno, Česká republika [email protected] Práce se věnuje problematice nakládání s odpady a odpadovým hospodářstvím v potravinářském podniku zaměřeném na výrobu trvanlivých pekárenských výrobků a zpracování ořechů. Odpadové hospodářství podniku bylo porovnáno s platnou legislativou. Ve veškerých způsobech nakládání s odpady firma splňuje zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a související předpisy. Samotná firma zajišťuje pouze shromažďování odpadů. Jejich zpracování zajišťují firmy, které odpady zpracovávají (skládkování, spalování, recyklace) většinou podle systému BAT. Tím je zajištěno ekologické zpracování odpadů. Přesto by bylo vhodné se více zaměřit na třídění odpadů, které mohou být recyklovatelné a neprodukovat tolik směsného komunálního odpadu, který je ukládán na skládku, což zatěžuje životní prostředí. Ve firmě vzniká celá řada odpadů od směsného komunálního odpadu, přes odpadní vody až po nebezpečný odpad jako jsou zářivky a použitý sorbent. Společnost nemá povinnost vypracovávat Plán odpadového hospodářství, jelikož není dostatečně velkým producentem odpadu, ale ukládání a nakládání s odpady je popsáno v jejím Sanitačním řádu. Komunální odpad je ukládán na skládku. Papír i plast je jsou dále zpracovávány. Papírové dutinky a sběrový papír jsou opětovně zpracovány v papírně. Voskovaný papír se využívá k výrobě energie spalováním v cementárně. Plastový odpad tvoří fólie i odpady z kanceláří. Polyetylenové fólie jsou předány k druhotného zpracování a je z nich vyroben plastový granulát. Polypropylenové fólie obsahují většinou hliníkový nástřik, proto se musí použít pouze jako alternativní palivo v cementárně. Motorové, převodové a mazací oleje končí jako nízko-sirné palivo například pro cementárny. Absorpční činidla a filtrační materiál jsou spalována ve spalovně nebezpečných odpadů. Surovina nevhodná ke spotřebě je předávána Českému svazu rybářů v Hradci Králové. Klíčová slova: vliv potravinářství na životní prostředí

39

Zhodnocení nálezů obsahu methylrtuti v abiotických a biotických složkách životního prostředí Bc. Michaela Zůfalá Vedoucí práce: prof. RNDr. Milada Vávrová, CSc. Veterinární a farmaceutická univerzita Brno Fakulta veterinární hygieny a ekologie Ústav veterinární ekologie a ochrany životního prostředí Palackého 1/3, 612 42 Brno, Česká republika [email protected] Práce byla zaměřena na zhodnocení obsahu methylrtuti v živých a neživých složkách životního prostředí. Rtuť a její sloučeniny patří k nejzávažnějším polutantům. Proto je nutné sledovat a kontrolovat jejich množství v přírodě. Nejtoxičtější sloučeninou rtuti je její speciační organická forma methylrtuť, která se nejčastěji vyskytuje ve vodním ekosystému, kde se ukládá v rybách a v živých organismech vodního ekosystému a vstupuje do potravního řetězce. Pro stanovení byla použita svalovina ryby druhu jelec tloušť (Leuciscus cephalus). Jedná se o rybu, která se poměrně hojně vyskytuje ve všech našich tocích. Kromě toho je také doporučována jako vhodný bioindikátor pro hodnocení úrovně znečištění vodních ekosystémů. Jedna polovina vzorků ryb pro stanovení byla vylovena před čistírnou odpadních vod (ČOV) a druhá polovina byla vylovena za ČOV v Brně-Modřicích. Získané vzorky byly zpracovány podle standardních postupů založených na izolaci methylrtuti pomocí extrakce do toluenu. Jako rozhodčí metoda byla pro stanovení použita plynová chromatografie. Ve vzorcích svaloviny ryb vylovených před ČOV byly zjištěny obsahy methylrtuti od 112,8 µg.kg-1 do 147,6 µg.kg-1; u vzorků svaloviny ryb odlovených za ČOV se hodnota methylrtuti pohybovala v rozmezí od 115,9 µg.kg-1 do 119,3 µg.kg1 . Z těchto výsledků vyplývá, že množství methylrtuti v analyzovaných vzorcích nepřekročilo stanovený limit, který činí 400 µg.kg-1. Tato limitní hodnota je odvozena z vyhlášky Ministerstva zdravotnictví ČR č. 305/2004, odvolávající se na Nařízení Evropské komise č. 221/2002, ve které je pro celkovou rtuť stanoven maximální limit 0,5 mg. kg-1 (500 µg.kg-1). U vzorků ryb odlovených z oblastí před ČOV a za ČOV nebyly zjištěny významné rozdíly hodnot methylrtuti. Můžeme tedy usoudit, že nedošlo k dalšímu znečištění v samotné ČOV, která by mohla být potenciálním zdrojem kontaminace. Případná konzumace takových ryb by proto neměla vyvolat žádné nežádoucí účinky. Přesto se lze domnívat, že je nezbytné nadále množství methylrtuti v rybách sledovat, a to nejen vzhledem k jejímu negativnímu dopadu na živé organismy, ale také na celé životní prostředí. Klíčová slova: toxicita, vodní ekosystém

40

Sekce studentů doktorských studijních programů

Paper Degradation Caused by Corrosion of Iron-gall Inks Michaela Ciglanská Michal Čeppan Slovak Univerzity of Technology in Bratislava, Faculty of Chemical and Food Technology, Department of Graphic Art Technology and Applied Photochemistry, Radlinského 9, 812 37, Bratislava, Slovakia e-mail: [email protected] This paper deals with the study of the influence of transition metals in irongall inks and the pH on the rate of degradation. That was to explore the relation between two main mechanisms of degradation of iron-gall inks: acid hydrolysis and oxidative degradation catalyzed by transitional metals. Four model inks, containing gallic acid and iron salt with different ratio of components were prepared. These inks were applied on a substrate (paper Whatman). The samples pHs were modified using standard acido-base agent Mg(HCO3)2 to a value in the range from 3 to 10. With the aim to monitor the influence of hydrolytic and oxidative mechanism on paper degradation, we prepared also the samples without applied inks, which were compared with the samples with iron-gall inks. All samples were submitted to accelerated ageing. As a measure of degradation of a paper the degree of polymerization obtained viscosimetrically and the rate constant of degradation. The results obtained in the study of kinetics of degradation of model inks show, that transitional metals play important role in degradation of documents caused by iron-gall inks corrosion and confirm the mutual connection of two main mechanism of degradation. Keywords: iron-gall inks, paper, accelerated ageing

42

The Influence of Different Hydrothermal Conditions on Physical and Chemical Properties of TiO2 Colloidal Solution Marcela Černá Chantal Guillard, Eric Puzenat, Michal Veselý Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Physical Chemistry Purkyňova 118, Brno 612 00 [email protected] TiO2 colloidal solutions were prepared by hydrothermal treatment using titanium oxo-chloride (TiOCl2) as precursor. During the synthesis, we changed hydrothermal conditions and we studied the influence of these changes on physical properties and photocatalytic activity of prepared samples. Optical characterization of prepared colloidal suspensions of TiO2 was accomplished using UV-VIS spectrometer with an integration sphere. Stability of all TiO2 colloidal suspension was evaluated from a concentration measurement. The crystallinity was examined by XRD. Subsequently, using Scherrer equation we could calculate crystallite sizes of the TiO2 solutions. Consequently the crystallinity and particles size were studied by transmission electron microscopy (TEM). In the end the photocatalytic activity was tested as a��������������������������������� ���������������������������������� degradation rate of formic acid. Keywords: TiO2 colloidal solution, hydrothermal treatment

43

Study of changes in metabolic activity of apples stored in ULO and regular atmosphere Kateřina Duroňová Jitka Ferdová, Markéta Matějková, Ivana Márová Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Food Chemistry Purkyňova 118, 612 00 Brno [email protected] Apples are the most frequently consumed fruits. They are widely used for direct consumption and as a raw material for the manufacture of many food products and preparations. Testing of optimal conditions for storage is highly topical issue because 90% of production of apples is stored. ������������������������������ This work was focused on metabolic characteristics of different varieties of apples stored for 160 days in normal atmosphere (RA) and modified atmosphere with ultralow oxygen concentration (ULO) supplemented microscopy analysis of surface layers and surface microflora for assessing the impact storage process on quality of fruits. Stored apples were acquired from the cooperating Department of Post-Harvest Technology of Horticultural Products, Mendel University in Lednice. Natural microflora was analyzed by Evirocheck® kit (Merck) usable for determination of total viable counts of baceteria (Contact TVC), yeasts and moulds (Contact YM(R)). ��������������������������������������������������������������� Analysis of individual phenolics and carotenoids was performed by RP-HPLC with UV-VIS and on-line LC/ MS. Antioxidant activity was measured by TEAC method. Ascorbate, total phenolics and flavonoids were analyzed spectrophotometrically. Analysis of surface lipids and fatty acids was performed by GC/FID and GC/MS. The amount of contaminating microorganisms on the surface of apples increased gradually to their degradation during storage process. In apples stored in RA, it was found higher level of fungi than in apples stored in ULO. On the contrary, ULO stored apples were more contaminated with bacteria. Apples contain a large number of different low-molecular weight antioxidants as well as enzyme antioxidants, but levels of individual derivatives are relatively low. Storage process led to some increase in levels of individual antioxidants such as procyanidin B2, carotenoids and catechins in all studied sorts, oppositely, ascorbic acid, which decreased mainly in apples stored in RA. Levels of quercetin, morin, rutin showed some fluctuations in the values which supports the assumption of the complex action of antioxidants in fruits. Keywords: apple, storage, antioxidant, phenolics

44

Analysis of casein content in cow milk Miloš Dvořák Milena Vespalcová, Bohuslav Rittich, et al. Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Food Science and Biotechnology, Purkyňova 118, 612 00 Brno, Czech Republic [email protected] Milk includes huge group of albumins - caseins. Caseins play crucial role in cheese production. They influence cheese ageing and quality. Besides they have significant emulsifying, nutrition and bonds-production effects and they are, therefore, often used in food industry. Caseins are principal by various fractions different in properties, function and their using. Therefore, these fractions are monitored and we developed simple method on assesment most important fraction in single analysis. Method was applied to complex experiment monitoring changes substitution particular fraction depending on constitution feeding mixture. For determination, capillary zone electrophoresis (CZE) was used employing non-coated silica capillary I.D. 50 µm, total size 125 cm, effective size 100 cm. Separation voltage was set at 30 kV using basic electrolyte 23 mM phosphate buffer with 8 M urea. UV-VIS detector was used following at 214 nm. Analyzed was defatted freeze-dried milk after solubilization in reducing TRIS buffer with DTT and urea. Time of analyses was 2 o’clock. In order to reduce time of analysis and achieve higher affectivity and better separation method parameters were optimized. Keywords: milk, milk albumin, casein, CZE, capillary zone electrophoresis, constitution pasturage

45

Carotenoids production by yeasts cultivated on waste substrates Ing. Terezie Dvořáková Doc. RNDr. Ivana Márová, CSc.(supervizor) Brno University of Technology, Faculty of Chemistry Purkyňova 118, 612 00 Brno xcdvorakovat������������� @������������ fch.vutbr.cz Carotenoids represent a group of interesting molecules with coloring, antioxidant and possible anti-cancer activity. These yellow to red pigments found application in the pharmaceutical, medical, chemical, cosmetic, food and feed industries. Animals including people cannot synthesize carotenoids and these pigments must be therefore added to their foods. The synthesis of different natural commercially important carotenoids (β-carotene, torulene, astaxanthin) by several yeasts species belonging to the genera Rhodotorula, Sporobolomyces and Cystofilobasidium has led to consider these microorganisms as a potentially useful sources of industrial pigment. Commercial production of the carotenoids using yeasts is highly efficient because they are easily manipulated in the processing schemes. Improving the properties of yeast strains, and optimizing the overproduction of metabolites in combination with inexpensive carbon sources will be improved biosynthesis of carotenoids, which will then become more efficient and economical. Agricultural and industrial intermediates and waste products contain a sufficient quantity of sugars, which can be conveniently converted into chemical compounds suitable for application in the food and pharmaceutical industries through microbial biotechnology, which also reduces the load on the environment. In this work we discuss the carotenoids production by different yeast strains cultivated at optimal growth conditions and in medium with modified nutrient sources using various waste substrates. Keywords: carotenoids, yeasts, waste substrates

46

Image Analysis of Screen Printed Conductive Structures of PEDOT:PSS Pavol Gemeiner Vladimír Dvonka, Milan Mikula Slovak University of Technology in Bratislava, Faculty of Chemical and Food Technology, Department of Graphic Arts and Applied Photochemistry Radlinského 9, 812 37 Bratislava 1, Slovak Republic [email protected] This paper deals with the image analysis of the screen printing structures of conductive polymer PEDOT:PSS. Flexible coated (UV lacquered) papers and PET foils were used as substrates for printing and image analysis. The properties of the structures were evaluated depending on their plasma surface treatment, amount of deposits, and method of drying. The screen printing resolution was defined with the help of the lines profiles by line spread function (LSF). We were able to print interdigital structures with 200 µm lines and 300 µm spaces, considering our working facilities. The results of image analysis were compared with measurments of the surface conductivities. As expected, it was proved that the conductivity is independent from the width of the microlines, but depends on the compactness and homogenity. Keywords: image analysis, screen printing, PEDOT:PSS

47

Determination of water soluble vitamins in milk and dairy products Mgr. Lucie Gregorová RNDr. Ivana Borkovcová University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences Brno, Faculty of Veterinary Hygiene and Ecology, Department of Milk Hygiene and Technology Palackého 1-3, 61200 Brno [email protected] Milk and dairy products are important source of nutritional substances, with regards to their dietary income they are also important source of vitamins. ����� From the group of hydrophilic vitamins riboflavin represents the major one. ������������ The aim of this work is to determine the amount of vitamins in milk and dairy products, to compare more kinds of milk ( bovine, ovine and goat) and dairy products, to check the data declared by producers of these products about this topic, to evaluate the effects of manipulation and storage under particular conditions – e.g. pasteurization, sterilization, UHT treatment or hot-air seasoning. Sample preparation involved acidic and enzymatic hydrolysis to release vitamins from their bounded forms. Thiamine had to be changed to the thiochrom using pre-column derivatization with alkalic ferrikyanide solution. Preparation of pyridoxin included pre-column transformation of its vitamers into pyridoxol with FeSO4 and glyoxylic acid. For the final analysis the high-performance liquid chromatography with fluorescence detection, RP-amide and C8 reversed-phase column were used. Linear gradient elution for determination of B2 and B6 was used and mobile phase consisted of water, acetic acid, triethylamine and natriumheptasulfonate as an ion pairing reagent (solvent A), and acetonitrile (solvent B). Total analysis time never exceeded 35 min. For the analysis of thiamine, in form of thiochrom, the isocratic elution with mobile phase consisting of phosphate buffer, pH 7,2 and acetonitrile (80:20) was used, total analysis time was 4 min. The flow-rate was 1.0 ml.min-1 in both separation modes. Linearity, precision, recovery and sensitivity were always satisfactory. Keywords: Riboflavine; Thiamine; Pyridoxine; Pyridoxal; Pyridoxamine; HPLC; Milk; Acid hydrolysis; Enzymatic hydrolysis; fluorescence detection

48

Fluorescence Probe Study of Potencial Drug Delivery System with Hyaluronan Tereza Halasová Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Physical and Applied Chemistry Purkyňova 118, 612 00 Brno, Czech republic [email protected] Fluorescence probe quenching method is useable method for investigation of aggregation numbers (Nagg) for colloidal systems with micelles. Pyrene as fluorescence probe and cetyltrimethylpyridinium chloride as quencher was used in this study. Aggregation number for the micelles of cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) in saline (0.15 M NaCl) was determined. Influence of anionic polyelectrolyte addition on the value of Nagg was studied. Low molecular weight (90.5 kDa) hyaluronan and high molecular weight hyaluronan (1.4 MDa) in native form was used as well as hydrophobically modified hyaluronan (50 kDa, degree of substitution with capronic acid 10 %). It was found that addition of native hyaluronan reduces the value of aggregation number. This is probably caused by electrostatic interaction between oppositely charged components. Effect of both used hyaluronans (low and high molecular weight) was almost the same, so molecular weight of hyaluronan has no influence. Hydrophobically modified hyaluronan also reduces the value of aggregation number that is lower even in the case of native hyaluronan. Electrostatic interaction is there supported by hydrophobic interaction, because hydrophobic chains on hyaluronan are probably partly solubilized in the lipophilic core of aggregates. Keywords: fluorescence, quenching, pyrene, hyaluronan

49

Assessment of Contamination Levels in Brno‘s Dam Reservoir on the Basis of PCBs Determination in Fish Tissues Kateřina Járová Milada Vávrová, Miroslava Palíková, Vladimír Večerek University of Veterinary and Pharmaceutical Sciences Brno, Faculty of Veterinary Hygiene and Ecology, Department of Veterinary Ecology and Environmental Protection Palackého 1/3, 612 42 Brno, Czech Republic [email protected] Assessment of contamination levels of the water ecosystem with polychlorinated biphenyls was evaluated in different fish samples (muscle, skin, viscera) from Brno’s dam reservoir. There were examined 24 fish, of which 8 predatory (species: Aspius aspius – Asp, Perca fluviatilis – European perch, Sander lucioperca – Pike perch) and 16 omnivorous (species: Abramis bjoerkna – Silver bream, Rutilus rutilus – Common roach, Carassius carassius – Crucian carp, Abramis brama – Common bream, Tinca tinca - Tench), altogether. Because PCBs accumulate in fats, the fat percentage must be extracted from each sample first. We conduct our analysis using the two-dimensional High Resolution Gas Chromatography (HRGC) on two different columns connected in parallel to one injection port with two µ-ECD detectors at their ends. Real samples of fish tissues were analyzed using this system. We focused our attention on PCB indicator congeners no. 28, 52, 101, 118, 138, 153 and 180; and the sum of PCBs. Measured values were compared with the legislation; there were compared differences between PCB concentrations in samples of predatory and omnivorous fish, as well as differences in the distribution of individual PCB congeners into different fish tissues. Keywords: polychlorinated biphenyls, fish, high resolution gas chromatography/electron capture detector, Brno’s dam reservoir, organic pollutants, contamination



50

Application of physico-chemical methods for post-treatment of municipal landfill leachate Gabriela Kalčíková Milada Vávrová, Jana Zagorc-Končan, Andreja Žgajnar Gotvajn Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Chemistry and Technology of Environmental Protection Purkyňova 118, 612 00, Brno, Czech Republic [email protected] The main environmental problem connected to landfilling is a production of landfill leachate with negative environmental impact. Due to the low cost and simplicity, biological methods are commonly used for its treatment. However, they are not effective for low biodegradable and toxic leachates. The aim of our study was to compare different physico-chemical treatment method for post-treatment of biologically treated municipal landfill leachate which still exceeds some limit values for discharging into environment. Several treatment methods were compared: i) advanced oxidation process with Fe2+/H2O2 (Fenton oxidation), ii) adsorption on activated carbon, iii) adsorption on zeolites and iv) air stripping to remove high organic and ammonium nitrogen content. Toxicity of landfill leachate to Vibrio fischeri prior and after each treatment option was also determined. Fenton´s oxidation removed more than 65% of COD, but during the oxidation increased toxicity was confirmed and thus formation of toxic metabolites was indicated. Adsorption on activated carbon effectively removed 72% of COD followed by decreased toxicity. Adsorption of pollutants on zeolites decreased ammonium nitrogen content, but toxicity increased slightly. Air stripping at pH = 11 removed ammonium nitrogen content almost completely. Toxicity was not changed. According to obtained results, combination of adsorption on activated carbon and air stripping could be useful approach for successful post-treatment of investigated biologically treated landfill leachate.

51

The study of the interactions between metals and humic acids during the diffusion experiments Ing. Michal Kalina doc. Ing. Martina Klučáková, Ph. D. (supervisor), Ing. Petr Sedláček, Ph. D. (consultant) Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Physical and Applied Chemistry Purkyňova 118, 612 00 Brno, Czech republic email: [email protected] Humic acids are naturally occurring, biogenic, heterogeneous organic substances, which are formed through the biochemical transformation of organic residues and through the biological activities of �������������������������������� microorganisms������������������ . The������������� description of interactions between humic acids and other compounds is necessary partly for understanding of the function of humic acids in nature, but also for their future applications. One of the possibilities, how to determine these interactions, is the application of simple diffusion experiments. This work deals with the study of diffusion experiments in combination with the fractional extraction. The diffused metallic ions were extracted from humic acids (in form of humic hydrogel) with the leaching agents with different affinity to the metals. The metallic ions were divided according to the bond strength to humic acids in order from the “mobile” fractions through weakly bonded fractions to strongly covalently bonded fractions. The distribution of the ions between these fractions is dynamical and it is influenced by ambient conditions. Keywords: humic acids, hydrogels, fractional extraction, diffusion, heavy metals

52

Monosaccharide anhydrides in PM1 and PM2.5 aerosol in urban areas Kamil Křůmal Zbyněk Večeřa, Pavel Mikuška Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institue of Chemistry and Technology of Environmental Protection Purkyňova 464/118, 612 00 Brno, Czech Republic [email protected] The concentrations of monosaccharide anhydrides (levoglucosan, mannosan, galactosan) in PM1 and PM2.5 aerosol samples were measured in Brno and Šlapanice in the Czech Republic in winter and summer 2009. 56 aerosol samples were collected together at both sites to investigate the different sources that contribute to aerosol composition in studied localities. Daily PM1 and PM2.5 aerosol samples were collected on pre-fired quartz fibre filters. The sum of average atmospheric concentration of levoglucosan, mannosan and galactosan in PM1 aerosol in Šlapanice and Brno during winter was 513 and 273 ng m-3, while in summer the sum of average atmospheric concentration of monosaccharide anhydrides (MAs) was 42 and 38 ng m-3, respectively. The sum of average atmospheric concentration of MAs in PM1 aerosol formed 71 and 63% of the sum of MA concentration in PM2.5 aerosol collected in winter in Šlapanice and Brno, whereas in summer the sum of average atmospheric concentration of MAs in PM1 aerosol formed 45 and 43% of the sum of MA concentration in PM2.5 aerosol in Šlapanice and Brno, respectively. In winter, the sum of MAs contributed significantly to PM1 mass ranging between 1.37% and 2.67% of PM1 mass (Brno - Šlapanice), while in summer the contribution of the sum of MAs was smaller (0.28–0.32%). Contribution of the sum of MAs to PM2.5 mass is similar both in winter (1.37–2.71%) and summer (0.44–0.55%). The higher concentrations of monosaccharide anhydrides in aerosols in Šlapanice indicate higher biomass combustion in this location than in Brno during winter season. The comparison of levoglucosan concentration in PM1 and PM2.5 aerosol shows prevailing presence of levoglucosan in PM1 aerosol both in winter (72% on average) and summer (60% on average). The aerosol samples collected in Šlapanice and Brno in winter and summer show comparable contributions of levoglucosan, mannosan and galactosan to the total amount of monosaccharide anhydrides in both aerosol size fractions. Levoglucosan was the most abundant monosaccharide anhydride with a relative average contribution to the total amount of MAs in the range of 71–82% for PM1 aerosols and 52–79% for PM2.5 aerosols. Keywords: monosaccharide �������������������������������������������������������������� anhydrides; biomass burning; levoglucosan; mannosan; galactosan

53

A comparison of dietary exposure of acrylamide in the Czech and the Slovak Republics Lucie Marková Zuzana Ciesarová, Kristína Kukurová, Peter Šimko Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, I nstitute of Food Science and Biotechnology Purkyňova 118, 612 00 Brno, Czech Republic [email protected]

1

Acrylamide is a known health hazardous and potentially carcinogenic compound which is formed naturally in many carbohydrate-rich food products during their heat processing. Besides coffee and potato specialties like potato chips and crisps there is a wide range of cereal based products (bread, crisp bread, cookies, crackers, cakes, gingerbreads, breakfast cereals) which substantially contribute to human exposure of acrylamide. Due to a wide occurrence of acrylamide in many staple cereal and potato based foods the exposure to acrylamide cannot be omitted. This study is focused on the evaluation of the preliminary survey on the acrylamide exposure from foods with a supposed higher acrylamide level in the group of high school students in the Czech and Slovak Republics and a comparison of acrylamide exposure in these two countries. A frequency and a distribution of consumption of foods during a day were ascertained by standardized interview using a questionnaire. The data were evaluated depending on gender, time of day consumption and the country of origin. In the group of high school students from the Czech Republic the same intake of acrylamide 2.65 µg per kg of body weight daily for boys and girls was observed. In the group of boys from the Slovak Republic the intake of acrylamide was 10% higher than in group of high school students from the Czech Republic. In contrast, girls from the Slovak Republic were burdened with acrylamide 15% less than high school students from the Czech Republic. Keywords: acrylamide, exposure, thermally treated foods

54

Novel Biodegradable Macromonomers Based on PLGA-PEG-PLGA Copolymer for Regenerative Medicine Lenka Michlovská Lucy Vojtová, Ludmila Mravcová, Josef Jančář Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Materials Chemistry, Purkyňova 118, 612 00 Brno, Czech Republic [email protected] Biodegradable thermosensitive poly(D,L-lactic acid-co-glycolic acid)-bpoly(ethylene glycol)-b-poly(D,L-lactic acid-co-glycolic acid) (PLGA-PEG-PLGA) triblock copolymers were synthesized via ring opening polymerization. Reaction kinetics were evaluated in order to found that purification of monomers (lactide and glycolide) have important effect on copolymer properties such as predicted molecular weight and narrow polydispersity obtained at high monomer conversion. PLGA-PEG-PLGA copolymer was subsequently modified in “one pot” by itaconic anhydride (ITA) in order to functionalize both ends with carboxylic acid groups and reactive double bonds. Both unmodified copolymer and novel ITA/ PLGA-PEG-PLGA/ITA macromonomers are soluble in water forming free-flowing solution that spontaneously gels as the temperature increases generating a waterinsoluble physical hydrogel. Sol-gel transitions of polymers were investigated by test tube inverting method. Although, the critical gel concentrations of both the PLGA-PEG-PLGA and ITA-PLGA-PEG-PLGA-ITA aqueous solutions were found to be equal to 6 wt.% and the critical gel temperature decreased only from 38 °C to 36 °C by ITA modifying, ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA macromonomers showed sol-gel diagrams approached more to body temperature (37 °C) make the polymer useful in biomedicine already from the concentration of 6 wt.% Novel ITA/PLGA-PEG-PLGA/ITA macromonomers having crosslinkable double bonds and functional carboxyl groups suitable for coupling with bioactive materials might be used as injectable resorbable polymers for tissue regeneration. Keywords: �������������������������������������������������������������������� kinetics of polymerization; functionalization; sol-gel transitions; biodegradable polymers; poly(ethylene glycol); poly(lactic-co-glycolic acid)

55

Biotransformation of arsenic in marine organisms - degradation of arsenosugars in decomposing algae Jana Navrátilová Faculty of Chemistry, Brno University of Technology, Institute of Food Science and Biotechnology, 612 00 Brno, Czech Republic, [email protected] The biotransformation of arsenic compounds in marine organisms have been discussed extensively because marine organisms can accumulate high arsenic concentrations. An important role in arsenic cycling in marine ecosystems play marine macroalgae. In general, arsenic in marine macroalgae is present as dimethylarsenoribosides, while in animals the most abundant arsenic species is arsenobetaine. Dimethylated arsenoribosides are considered likely precursors to arsenobetaine. Arsenosugars in marine algae can occur at concentration exceeding 50 mg As kg-1 dry mass. Arsenosugars are synthetised in alga from arsenate what is the main arsenic species in seawater. That process is considered be a detoxification mechanism. An important fact is the chemical similarity of arsenic and phosphorus, arsenate may follow the same metabolic pathways in organisms as phosphorus, and interfere in phosphorus metabolism. The transformation of organoarsenicals during the natural decomposition of brown kelp Ecklonia radiata was followed using HPLC/ICPMS. Ecklonia radiata contains most of its arsenic as dimethylarsenoribosides (glycerol, phosphate, sulfonate are dominant macroalgae species). The oxo-arsenosugars originally present in Ecklonia degraded first to dimethylarsinoylethanol (DMAE), and then to dimethylarsinate (DMA) and inorganic arsenic. The rate of degradation and the proportions of degradation products depended on the extent of contact of the alga with air. There was also a significant quantity of non-extractable or recalcitrant arsenic present. Key words: algae, arsenoribosides, degradation, HPLC-ICPMS

56

The Kinetics of Al-Si Spinel Phase Crystallization from Thermal Treated Kaolin Magdaléna Nosková Petr Ptáček, František Šoukal, Tomáš Opravil, Jaromír Havlica, Jiří Brandštetr Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Materials Chemistry Purkyňova 118, 612 00 Brno, Czech Republic [email protected] Crystallization of Al-Si spinel from medium ordered kaolin with high content of kaolinite was investigated using differential thermal analysis (DTA). The effective activation energy of process has been evaluated from dependence of an exothermic peak of crystallization on heating rate. Within applied interval of heating rate (1 – 40 Kmin-1) the temperature of peak maximum increases from initial value 1220.5 K to 54.2 K. The activation energy of this process (856 ± 2 kJmol-1) was calculated using the Kissinger equation. The growth morphology of Al-Si spinel crystal was evaluated from the Avrami parameter. The average value of morphology parameter determined within the observed interval of heating rate is 3.08 ± 0.03. This value indicates that mechanism of crystallization of the cubic phase proceeds by bulk nucleation of the new phase with constant number of nuclei and three-dimensional growth of crystals is handled by the reaction rate on the interface of phases. Keywords: Al-Si spinel, Kaolin, Kaolinite, Heterogeneous kinetics, Thermal Analysis�

57

Effect of Vineyard Agriculture on Wine Yeasts Population Hana Šuranská Dana Vránová, Jiřina Omelková, Renata Vadkertiová Brno University of Technology, Faculty of Chemistry Institute of Food Science and Biotechnology, Purkyňova 462/118, 612 00 Brno, Czech Republic. [email protected] Many factors such as chemical and microbial composition of grape juice can influence wine quality. Yeasts are predominant in the biochemical interaction with components of must. Of course, yeast population on vineyard depends on many factors including mode of fertilization. More information about yeasts composition of grape must is important to produce high quality wine. Rapid identification of yeasts population is necessary for monitoring of fermentation process and for obtaining good quality of final product. In this study, we analyzed yeasts composition of two kind of wine production – integrated and ecological. From wide variety of wines, white wine Sauvignon was chosen. Yeasts were isolated from leaves, berries and finally from must during fermentation process. Pure yeasts cultures were identified by using PCR-RFLP method (Polymerase Chain Reaction and Restriction Fragment Length Polymorphism). At first, 5.8S ITS rDNA was amplified using primers ITS1 and ITS4. Secondly, the restriction pattern was obtained by the digestion of PCR products with 5 restriction endonucleases – HaeIII, HinfI, TaqI, AluI and MseI (TruI). The results of restriction analysis were evaluated by BioNumerics software. Employing UPGMA cluster analysis we received the dendrogram of genetic similarity of isolated yeasts species. We identified 32 yeasts isolated from grapes and must from Sauvignon Integrated wine and 44 yeasts isolated from Sauvignon Ecological wine. As a result, we are able to evaluate the influence of agriculture technique on yeasts composition during production of white wine. Keywords: wine, yeasts, identification, PCR-RFLP.

58

Markers for organic, conventional wines and grape wine musts differentiation Blanka Tobolková Supervisor: Martin Polovka, Ph.D Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Food Science and Biotechnology, Purkyňova 118, 612 00 Brno, Czech Republic; [email protected] In the recent years, the consumer’s demand on quality and safety products and their provision have led to considerable development of organic farming, including wine production. Consumers have expected that organic wine should be healthier, pure and naturally produced compared to conventional ones. However, there have not been recognized any validated methods applicable for authentication of organic wines and their unambiguous differentiation from wines obtained by conventional methods. Therefore, there is a need to find objective markers (information, characteristics) allowing reliable characterization of both types of wines and their classification. In this contribution, methods of UV-VIS-NIR and EPR spectroscopy were applied for the evaluation of antioxidant activities and some other characteristics of Slovak organic and conventional wines and musts prepared from several wellknown organically and conventionally grown grape varieties. Grapes were produced in the neighbouring ����������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������� vineyards in order to eliminate the influence of soil composition and climatic conditions on the monitored characteristics. For the easier comparison of the results, 3 representatives of organic and conventional wines and respective musts of the same variety were compared. The ability of samples to terminate •DPPH, ABTS•+ and TEMPOL free radicals, as well as •OH radicals produced by the thermal decomposition of some radical initiator were tested by EPR. UV-VIS was involved to monitor the content of polyphenols in the samples, formation of oxidation products in the presence of thiobarbituric acid, together with their •DPPH and ABTS•+ quenching and ferric ions reducing abilities. Their CIE Lab color characteristics were monitored, as well. All samples showed significant radical-scavenging and antioxidant properties, the higher for both types of red wines and musts obtained from organic red grape varieties. Results obtained also indicate that the concentration of polyphenols in red wines is higher compared to red musts. On the other hand, concentrations of polyphenols in white wines and musts from white grape varieties are comparable. Without respect on the way of production, red wines showed approximately two times higher capability to reduce ferric ions compared to red musts. All musts’ samples were characterized by the comparable TBARS values (formation of oxidative products). On the contrary, the higher TBARS values were observed for red wines compared to white ones. Additional experiments are in progress to obtain as many characteristics of wines as even possible. Subsequently, their differentiation models will be constructed by means multivariate statistical methods. 59

Lanthanum Manganase Peroskvite Nanoparticles for Molecular Diagnostic Application Stepanka Trachtova Supervisor: Bohuslav Rittich Specialist supervisor: Alena Spanova Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Institute of Food Chemistry and Biotechnology Purkynova 118, CZ-612 00 Brno, Czech Republic [email protected] Lanthanum manganese peroskvite La0.75Sr0.25MnO3 nanoparticles uniformly coated with silica (20 nm thicks silica shell) prepared by encapsulation of the magnetic cores (mean crystallite size 24 nm) (LSMO(0.25)@SiO2) were tested in DNA analysis. Real-time ������������������������������������������������������������������������ PCR was used for an estimation of the PCR interference by comparing the amplification efficiencies of purified DNA containing the LSMO(0.25)@ SiO2 nanoparticles with the DNA standards free of any nanoparticles. Tested ������� nanoparticles do not interfere in r���������������������������������������������� eal-time PCR. ������������������������������������� Nanoparticles were used for the isolation of bacterial DNA. DNA was apparently adsorbed on their silica shell from the aqueous phase system (16% PEG 6000 – 2M NaCl). The presence of target DNA was checked by PCR. The method proposed was used for the isolation of total DNA and target DNA detection from different complex samples (dairy products, food supplements). High colloidal stability allowing a more precise dosage (in comparison with microsized magnetic particles) and thus a high reproducibility of DNA isolation was the main advantages of tested nanoparticles for routine usere. Keywords: Magnetic nanoparticles, LSMO(0.25)@SiO2; DNA isolation; dairy products; Polymerace Chain Reaction (PCR)

60