komisja nauk chemicznych polskiej akademii naukzcha.us.edu.pl/download/program_apcha_2019.pdf · dr...

Komisja Nauk Chemicznych Polskiej Akademii Nauk

Oddział Katowice

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski

Dyrekcja, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski

XIII SEMINARIUM NAUKOWE

„Aktualne Problemy Chemii Analitycznej”

Katowice, 17 maja 2019

Sala 73, Instytut Chemii, ul. Szkolna 9, Katowice 40-006

Komitet naukowy: prof. dr hab. Beata Walczak

dr hab. Beata Zawisza

prof. dr hab. Rafał Sitko

prof. dr hab. Michał Daszykowski

prof. dr hab. Barbara Machura

dr hab. Grzegorz Zadora, prof. IES

dr hab. Katarzyna Pytlakowska

Komitet organizacyjny: dr Barbara Feist

dr Karina Kocot

dr inż. Agnieszka Martyna

sekretarz: dr Marzena Dabioch

Kontakt: Zakład Chemii Analitycznej

Instytut Chemii ul. Szkolna 9

Katowice 40-006

tel. 32 359 12 46

e-mail: [email protected]

2

Program Seminarium

1000 – 1130 Sesja posterowa

1130 – 1215 Pobranie i przygotowanie próbki - krytyczny etap analityki

środowiska, subiektywne spojrzenie

dr hab. Beata Krasnodębska-Ostręga, Uniwersytet Warszawski,

Warszawa

1215 - 1300 Oznaczanie związków zakłócających równowagę hormonalną

dr hab. inż. Agnieszka Zgoła-Grześkowiak, Politechnika Poznańska,

Poznań

1300 - 1345 Promieniowanie X i podczerwone w diagnostyce pierwiastkowych

i molekularnych zmian w mózgu otyłych szczurów poddanych

elektrostymulacji przezczaszkowej

dr hab. inż. Magdalena Szczerbowska-Boruchowska, AGH, Kraków

1345 – 1400 Wręczenie wyróżnień i nagród za prezentacje plakatowe

3

Spis streszczeń

Wykłady Strona

1 Beata Krasnodębska-Ostręga

Pobranie i przygotowanie próbki – krytyczny etap analityki środowiska, subiektywne

spojrzenie

8

2 Agnieszka Zgoła-Grześkowiak, Robert Frankowski

Oznaczanie związków zakłócających równowagę hormonalną

9

3 Magdalena Szczerbowska-Boruchowska, Artur Surówka, Kaja Kasper, Mateusz

Czyżycki, Alessandro Migliori, Agata Ziomber-Lisiak

Promieniowanie X i podczerwone w diagnostyce pierwiastkowych i molekularnych

zmian w mózgu otyłych szczurów poddanych elektrostymulacji przezczaszkowej

10

Numer

posteru Postery Strona

1 Magdalena Wróbel-Szypula, Bartłomiej Witkowski

Pobierać czy nie pobierać? FTIR vs GC-MS oraz LC-MS w badaniach

konserwatorskich

11

2 Rafał Fiolka, Jolanta Zalejska-Fiolka, Danuta Nabiałkowska

Porównanie reakcji utleniania oleju rzepakowego i oleju z nasion wiesiołka

12

3 Rafał Fiolka

Oznaczanie NNKT w wybranych olejach roślinnych

13

4 Małgorzata Dydoń-Pikor, Jolanta Zalejska-Fiolka

Oznaczanie stężenia produktu peroksydacji lipidów w tkankach zwierząt

doświadczalnych

14

5 Danuta Pentak, Anna Ploch-Jankowska, Lidia Szymczak-Mazur, Agnieszka

Szkudlarek, Monika Majchrzyk, Beata Korkus, Kinga Dobosz, Małgorzata

Maciążek-Jurczyk

Analiza stopnia uwalniania wybranych leków przeciwnowotworowych z liposomów

otrzymanych metodą mREV

15

6 Anna Ploch-Jankowska, Danuta Pentak, Lidia Szymczak-Mazur, Małgorzata

Maciążek-Jurczyk

Analiza spektroskopowa wpływu pH płynu pozakomórkowego na właściwości wiążące

białek osocza krwi

16

7 Anita Karp, Anna Ploch-Jankowska, Danuta Pentak, Małgorzata Maciążek-

Jurczyk

Analiza porównawcza właściwości antyoksydacyjnych wybranych produktów

farmaceutycznych i spożywczych na przykładzie kwasu galusowego

17

8 Piotr Bramora, Ilona Kaczmarczyk-Sedlak

Metody analityczne w ocenie właściwości biologicznych kwasu α-liponowego

18

9 Aneta Ostróżka-Cieślik, Barbara Dolińska, Florian Ryszka

Badania reologiczne maści zawierających prolaktynę

19

10 Aneta Ostróżka-Cieślik, Barbara Dolińska, Kamil Sokołowski, Florian Ryszka

Analiza właściwości hydrożeli z insuliną w aspekcie ich potencjalnego zastosowania w

leczeniu schorzeń dermatologicznych

20

11 Beata Szulc-Musioł, Beata Sarecka-Hujar, Barbara Dolińska

Spektroskopia ramanowska praktycznym narzędziem do identyfikacji substancji

aktywnych i kontroli produktów w przemyśle farmaceutycznym

21

12 Beata Szulc-Musioł, Aneta Piaskowy, Barbara Dolińska

Kinetyka uwalniania kwercetyny z podłoża hydrożelowego

22

4

13 Wiktoria Sojka, Maria Toporkiewicz, Beata Morak-Młodawska, Krystian Pluta,

Małgorzata Jeleń

Wyznaczanie lipofilowości oraz parametrów Lipińskiego wybranych pochodnych

diazafenotiazyn o właściwościach przeciwnowotworowych

23

14 Jolanta Gryma, Magdalena Kupny, Anita Karp, Jadwiga Pożycka, Agnieszka

Szkudlarek, Małgorzata Maciążek-Jurczyk

Badanie oddziaływania β-laktoglobuliny z tetracyklinami z wykorzystaniem

spektrofluorymetrii

24

15 Agata Reflińska, Arkadiusz Niwa, Małgorzata Dołowy

Metody analityczne wykorzystywane w kontroli jakości związków cynku stosowanych

w recepturze aptecznej

25

16 Justyna Musiel, Małgorzata Dołowy

Ocena przydatności techniki TLC oraz metod obliczeniowych do wyznaczenia

lipofilowości dutasterydu

26

17 Natalia Bolek, Małgorzata Dołowy

Oznaczanie zawartości eplerenonu w preparacie farmaceutycznym techniką TLC

w połączeniu densytometrią

27

18 Agnieszka Szkudlarek, Kinga Dobosz, Inez Michalska, Sylwia Kocioł, Małgorzata

Maciążek-Jurczyk

Wpływ kwasu palmitynowego na konformację glikowanej albuminy surowicy krwi

ludzkiej

28

19 Beata Sarecka-Hujar, Hanna Józefiak, Barbara Dolińska

Porównanie właściwości reologicznych dwóch podłoży hydrożelowych

z inkorporowaną liposomalną witaminą C

29

20 Ewa Szpyrka, Paulina Książek, Magdalena Podbielska, Magdalena Słowik-

Borowiec

Efekty matrycowe w analizie pozostałości herbicydów w glebie techniką

chromatografii gazowej z detekcją wychwytu elektronów

30

21 Magdalena Słowik-Borowiec, Ewa Szpyrka

Oznaczanie witaminy K2 MK7 (menachinon-7) w fermentowanych ziarnach soi

z zastosowaniem chromatografii cieczowej z detekcją spektrofotometryczną

w zakresie UV

31

22 Jadwiga Charasińska

Zastosowanie techniki ICP MS do oznaczania zanieczyszczeń w bizmucie wysokiej

czystości

32

23 Justyna Kostrzewa, Barbara Bolibrzuch, Tadeusz Gorewoda, Jacek Anyszkiewicz

Certyfikowane materiały odniesienia wytworzone w 2018 r. w Instytucie Metali

Nieżelaznych

33

24 Izabela Nabiałczyk, Agnieszka Czech, Jadwiga Charasińska

Możliwości zastosowania automatycznego titratora Titrando 905 do badań próbek

z przemysłu metali nieżelaznych

34

25 Sylwia Kozłowicz, Magdalena Knapik

Opracowanie metod oznaczania zawartości chromu(VI) w tworzywach sztucznych

w oparciu o normę PN-EN 62321-7-2 na zgodność z Dyrektywą RoHS II

35

26 Agnieszka Czech, Jadwiga Charasińska

Oznaczanie fluorków w próbkach z przemysłu metali nieżelaznych z zastosowaniem

fluorkowej elektrody jonoselektywnej

36

27 Patrycja Kasprzyk, Kornelia Śliwka, Sylwia Bajkacz, Jakub Adamek

Badania nad zastosowaniem nowych procedur ekstrakcji flawonoidów z gryki i jej

produktów

37

28 Kornelia Śliwka, Patrycja Kasprzyk, Sylwia Bajkacz, Jakub Adamek

Nowe metody wydzielania i oznaczania 20-hydroksyekdysonu w szpinaku

38

29

Celina Pieszko, Adam Kozubowski, Anita Daniel

Badanie aktywności naparów z ziela czystka

39

5

30 Anna Wolny, Karol Erfurt, Sylwia Bajkacz, Anna Chrobok

Zastosowanie cieczy jonowych do wydzielania 20-hydroksyekdyson z próbek szpinaku

40

31 Barbara Szpikowska-Sroka, Kinga Łukaszek, Emilia Martula, Magdalena

Lisiecka, Natalia Pawlik, Wojciech A. Pisarski

Właściwości luminescencyjne zol-żelowych materiałów krzemionkowych podwójnie

domieszkowanych jonami Tb3+ i Gd3+

41

32 Barbara Szpikowska-Sroka, Emilia Martula, Kinga Łukaszek, Magdalena

Lisiecka, Natalia Pawlik, Wojciech A. Pisarski

Wpływ stężenia jonów europu na właściwości luminescencyjne kserożeli

krzemionkowych

42

33 Natalia Pawlik, Barbara Szpikowska-Sroka, Emilia Martula, Kinga Łukaszek,

Wojciech A. Pisarski

Jony Eu3+ jako sonda spektroskopowa w amorficzno-krystalicznych materiałach zol-

żelowych zawierających nanokryształy fluorkowe

43

34 Anna Gwadera, Mariola Bartoszek, Roksana Bernat, Justyna Polak

Badania właściwości antyoksydacyjnych wybranych ziołomiodów i miodów polskich

44

35 Roksana Bernat, Justyna Polak, Mariola Bartoszek

Wpływ sposobu produkcji na właściwości antyoksydacyjne nalewki z zielonych

orzechów włoskich

45

36 Rozalia Czoik

Wpływ warunków prowadzenia ekstrakcji na intensywność luminescencji kompleksów

rodaminy B z jonami Fe(III)

46

37 Karina Małyjurek, Joanna Orzeł

Analiza fałszerstw octów jabłkowych

47

38 Eliza Łata, Agnieszka Fulczyk, Teresa Kowalska, Mieczysław Sajewicz

Zastosowanie chromatografii cienkowarstwowej do analizy pigmentów zawartych

w soku z buraka zwyczajnego (Beta vulgaris L.)

48

39 Sabina Jacek, Klaudia Kubica, Maciej Kapkowski

Katalityczna synteza cyklicznych ketali oraz analiza otrzymanych mieszanin

poreakcyjnych technikami 1H, 13C NMR, COSY, HMQC i GC-FID

49

40 Klaudia Kubica, Sabina Jacek, Jarosław Polański, Maciej Kapkowski

Ocena skuteczności działania roztworów oczyszczających stosowanych

w regeneracji katalizatorów DeNOx oraz analiza ich składu po zużyciu pod kątem

zawartości metali ciężkich

50

41 Agnieszka Pająk, Sonia Kotowicz, Ewa Schab-Balcerzak

Wiązania wodorowe w związkach iminowych z rdzeniem tiofenowym

51

42 Angelika Mieszczanin, Sławomir Kula, Ewa Schab-Balcerzak

Analiza nowej pochodnej 9,9’-bifluorenylidenu za pomocą spektroskopii

magnetycznego rezonansu jądrowego

52

43 Aleksandra Fabiańczyk, Sławomir Kula, Ewa Schab-Balcerzak

Zastosowanie spektroskopii NMR w analizie heteroaromatycznych pochodnych kwasu

cyjanoakrylowego

53

44 Kinga Knapik, Martyna Kachel, Sławomir Kula, Ewa Schab-Balcerzak

Spektroskopia NMR w analizie budowy nowych barwników organicznych

54

45 Klaudia Kaszuba, Sławomir Kula, Ewa Schab-Balcerzak

Analiza pochodnych fenantro[9,10-d]-imidazolu za pomocą spektroskopii NMR

55

46 Violetta Kozik, Andrzej Bąk, Aleksandra Świetlicka, Maksym Kravest, Agnieszka

Środa

Profil lipofilowości chlorowodorków wybranych aminokwasów

56

47 Agnieszka Środa, Aleksandra Świetlicka, Violetta Kozik, Andrzej Bąk, Krzysztof

Barbusiński

Metody usuwania niesteroidowych leków przeciwzapalnych ze środowiska wodnego

57

48 Marcin Szala, Daniel Swoboda, Jakub Wantulok, Jacek E. Nycz

Regioselektywne deuterowanie 2-metylo-8-hydroksychinoliny

58

6

49 Magdalena Bąba, Edward Zorębski

Cząstkowe objętości molowe 1,6-heksanodiolu w roztworach wodnych w zakresie

temperatur (288,15-318,15) K

59

50 Paweł Gancarz, Michał Filapek, Edward Zorębski

Ciekłe kryształy jako komponenty elektrolitów w ogniwach litowo-jonowych

60

51 Paulina Wachholz, Milena Majchrzak, Rafał Celiński, Mieczysław Sajewicz

Opracowanie metody wyosabniania oraz identyfikacji i oznaczania ilościowego delta-

9-THC i jego metabolitu we krwi

61

52 Maciej Thomas, Ewa Szpyrka, Aneta Zwolak, Magdalena Podbielska

Zastosowanie chromatografii gazowej (GC-ECD) do oceny skuteczności usuwania

pestycydów chloroorganicznych ze ścieków modelowych w procesie koagulacji solami

glinu, żelaza(III) i tytanu(IV)

62

53 Katarzyna Grygoyć, Magdalena Jabłońska-Czapla

Zmienność przestrzenna i czasowa w stężeniu metali/metaloidów w wodach

i osadach dennych płytkiego, nizinnego zbiornika zaporowego

63

54 Katarzyna Nocoń, Justyna Klyta

Skład pierwiastkowy wybranych sączków i filtrów stosowanych w analizie

pierwiastków śladowych w stałych próbkach środowiskowych

64

55 Ewa Miszczak, Irena Twardowska

Arsen w fazie stałej i wodach porowych torfowisk ombrotroficznych położonych

w Polsce i Norwegii

65

56 Paulina Pecyna-Utylska, Joanna Kernert, Katarzyna Grygoyć, Katarzyna Nocoń,

Maciej Kostecki, Rajmund Michalski

Zmienność stężeń wybranych jonów i metali w wodzie zbiornika skażonego termicznie

66

57 Aleksandra Nadgórska-Socha, Dagmara Straczewska, Karolina Cmielewska

Ocena aktywności enzymów glebowych i stopnia zanieczyszczenia gleby przez

wybrane metale ciężkie na terenie miasta Częstochowa

67

58 Aleksandra Grajcar, Mateusz Kapuściak, Danuta Wojcieszyńska

Oznaczanie liczby kwasowej w olejach ciemnych

68

59 Mateusz Kapuściak, Aleksandra Grajcar, Urszula Guzik

Oznaczanie zawartości białka w suplementach diety z zastosowaniem różnych metod

69

60 Julia Karowiec, Marta Kandziora-Ciupa

Bioakumulacja wybranych metali ciężkich w glebie na terenie miasta Gliwice

70

61 Katarzyna Leśniak, Joanna Płonka, Martyna Macek, Katarzyna Piekarczyk,

Kinga Biernot, Alicja Kazek-Kęsik

Oznaczanie związków biologicznie aktywnych uwalnianych z warstw tlenkowo-

polimerowych

71

62 Hanna Barchańska, Magdalena Danek

Zastosowanie polimerów z nadrukiem molekularnym jako sorbentów w wybranych

technikach ekstrakcyjnych

72

63 Elżbieta Kycia-Słocka, Katarzyna Kowalska, Ewa Felis, Sylwia Bajkacz, Adam

Sochacki

Identyfikacja produktów przemian sulfametoksazolu w biofiltrach oczyszczających

ścieki bytowe

73

64 Joanna Płonka, Klaudia Kokoszka

Metabolity wtórne w procesie detoksyfikacji rośliny potraktowanej herbicydami

74

65 Paweł Matuszewski, Grzegorz Zadora, Agnieszka Martyna

Analiza fragmentów szklanych pochodzących z osobistych urządzeń elektronicznych

dla potrzeb wymiaru sprawiedliwości

75

66 Piotr Adamowicz, Zhanetta Bakhmut

Oznaczenie nowych syntetycznych fentanyli w materiale biologicznym metodą

chromatografii cieczowej połączonej z tandemową spektrometrią mas (LC-MS/MS)

76

7

67 Alicja Menżyk, Agnieszka Martyna, Grzegorz Zadora, Alessandro Damin,

Gianmario Martra, Marco Vincenti

Krytycznym okiem o ramanowskim datowaniu plam krwawych

77

68 Anastasiia Zahrebelna, Rafał Borusiewicz

Analiza środków aktywnych ręcznych miotaczy gazów metodą chromatografii gazowej

ze spektrometrią mas (GC-MS)

78

69 Michał Kublin, Marzena Dabioch

Ocena zawartości wybranych pierwiastków w próbkach ryżu pochodzącego

z azjatyckich i europejskich upraw

79

70 Klaudia Haśnik, Barbara Hachuła, Katarzyna Pytlakowska

Tlenek grafenu z osadzonymi nanocząstkami disiarczku wolframu w zatężaniu jonów Hg(II)

80

71 Ewa Jamroz, Ewa Talik, Rafał Sitko

Zastosowanie modyfikowanych membran krzemionkowo-celulozowych w analizie

specjacyjnej toksycznych pierwiastków

81

72 Katarzyna Sikora, Ewa Malicka, Katarzyna Pytlakowska

Adsorpcja jonów rtęci(II) na nano-siarczku bizmutu

82

73 Marcin Musielak, Anna Gągor, Rafał Sitko

Badanie właściwości adsorpcyjnych membran z tlenku grafenu i nanorurek węglowych

83

74 Michalina Kuban, Karina Kocot, Rafał Sitko

Opracowanie procedur analitycznych opartych na dyspersyjnej ekstrakcji do mikro-

fazy stałej z tlenkiem grafenu i utlenionymi wielościennymi nanorurkami węglowymi

modyfikowanymi β-cyklodekstrynami do oznaczania jonów uranylowych

84

75 Daria Jeruszka, Karina Kocot, Rafał Sitko

Nanomateriały węglowe modyfikowane β-cyklodekstrynami jako adsorbenty

w oznaczaniu śladowych ilości Gd i Sm

85

76 Michalina Mikunda, Beata Zawisza

Zastosowanie podwójnej warstwy wodorotlenków do identyfikacji potencjalnie

toksycznych zanieczyszczeń w odżywkach białkowych

86

77 Patrycja Trzaska, Beata Zawisza

Warstwowe podwójne wodorotlenki w sorpcji platyny

87

78 Klaudia Bożek, Beata Zawisza

Wykrywanie zafałszowań kosmetyków zawierających złoto

88

79 Natalia Polak, Marzena Dabioch

Zastosowanie techniki ICP-OES do oceny zawartości metali ciężkich w produktach

zbożowych

89

80 Sylwia Kubica, Barbara Feist

Badanie zdolności adsorpcyjnych tlenku grafenu modyfikowanego 7-metylo-5-

aminochinolino-8-olem

90

81 Anna Lis, Łukasz Pieszczek, Michał Daszykowski

Obrazowanie hiperspektralne jako narzędzie wspomagające proces sortowania małych

fragmentów polimerowych znalezionych na miejscu zdarzenia

91

82 Aleksandra Podgórska, Łukasz Pieszczek, Michał Daszykowski

Chromatografia cienkowarstwowa w połączeniu z obrazowaniem hiperspektralnym

wspomagające potwierdzenie tożsamości próbek

92

83 Wioleta Edyta Śmiszek-Lindert, Olaf Lindert

Character of existing interactions in N-methyl-3-phenyl-3-[4

(trifluoromethyl)phenoxy]propan-1-amine (Fluoxetine) - the antidepressant drug.

Spectroscopic and theoretical studies

93

84 Magdalena Knapik

Opracowanie metod analizy germanu w materiałach odpadowych

94

85 Karolina Skalik

Analiza nowych substancji psychoaktywnych będących składnikami dopalaczy przy

zastosowaniu chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas z detektorem

w postaci liniowej pułapki jonowej

95

8

Pobranie i przygotowanie próbki - krytyczny etap analityki środowiska,

subiektywne spojrzenie

Beata Krasnodębska-Ostręga

Wydział Chemii Uniwersytet Warszawski, ul. Pasteura 1, 02-093 Warszawa

W analizie środowiskowej udział badań dotyczących analizy specjacyjnej ciągle wrasta [1]. Praktycznie

nie określa się jedynie zawartości całkowitej rtęci, chromu, arsenu czy selenu, gdy bada się próbki

tkanek ryb, ryżu czy żywności fortyfikowanej. Ale i specjacje fizyczną, chemiczna czy operacyjną

definiowana jest dla szeregu innych pierwiastków, tj. talu, antymonu, czy kobaltu, a nawet platynowców

[2,3,4]. Analiza gleb i osadów, czy odpadów stałych bez zdefiniowania frakcji mobilnej lub

biodostępnej nie wskazuje rzeczywistego skażenia środowiska [1]. Badanie specjacji w próbkach

naturalnych jest nie lada wyzwaniem. W zaawansowanej analityce środowiska koncentrujemy się na

opracowywaniu metod analitycznych. Mniej uwagi poświęcamy przygotowaniu próbki do analizy, choć

jest to kluczowy etap w przypadku każdej analizy środowiskowej. Powinno się zadba o dobór markerów

wskazujących zmiany, tak aby uniknąć błędów statystycznych zacierających możliwość obserwacji

trendów środowiskowych [5]. Niezbędne jest czasami włączenie choćby techniki ekstrakcji do fazy

stałej w celu uproszczenia matrycy przed pomiarem [6,7] próbki o złożonej, nie przewidywalnej pod

względem składu matrycy [8]. Walidacja tych metodyk opiera się zwykle na analizie próbek

domieszkowanych tuż przed pomiarem, a tak nie powinno być [8,9]. Jednak najbardziej obarczonymi

błędami etapami są popranie i przygotowania próbki [8-10]. Modyfikacja składu próbki w wyniku

zajścia zjawisk fizycznych, czy reakcji chemicznych skutkuje zmianą stopnia utlenienia badanego

pierwiastka [1]. Czasami jest wymagany etap upraszczania matrycy, zatężenia analitu, a przecież

dodatek odczynników ingeruje w skład próbki, co w konsekwencji zmienia specjację, dlatego powinny

być rozwijane metody mineralizacji bez-odczynnikowej [11-15]. W prezentacji zostaną poruszone te

kwestie i przeanalizowane na przykładach z własnych badań.

Literatura

1 R. H. Matusiewicz, E. Bulska, Inorganic, Trace Analytics, www.degruyter.com, 2018.

2 J. Kowalska, K. Kińska, J. Pałdyna, M. Czyżewska, K. Boder, B. Krasnodębska-Ostręga, Talanta 127 (2014) 250

3 B. Krasnodębska-Ostręga, J. Pałdyna, M. Wawrzyńska, E. Stryjewska, Electroanal. 23 (2011) 605.

4 U. Karlsson, S. . Karlsson, A. Dueker, J. Environ. Monitor. 8 (2006) 634.

5 M. Sadowska, H. Gogolewska, N. Pawelec, A. Sentkowska, B. Krasnodębska-Ostręga, Environ. Sci. Polllut. R. (2018)

https://doi.org/10.1007/s11356-018-3612-8

6 E. Biaduń, M. Sadowska, N. Ospina-Alvarez, B. Krasnodębska-Ostręga, Microchim. Acta 183 (2016) 177.

7 J. Kowalska, K. Kińska, J. Pałdyna, M. Czyżewska, K. Boder, B. Krasnodębska-Ostręga, Talanta 127 (2014) 250.

8 M. Sadowska, E. Biaduń, B. Krasnodębska-Ostręga, Chemosphere 144 (2016) 1216.

9 J. Pałdyna, B. Krasnodębska-Ostręga i inni, Electroanal. 25 (2013) 1926.

10 C.D.B. Amaral, J.A. Nóbrega, A.R.A. Nogueira, Microchem. J. 117 (2014) 122.

11 B. Krasnodębska-Ostręga, J. Pałdyna, M. Wawrzyńska, E. Stryjewska, Electroanal. 23 (2011) 605.

12 M. Grabarczyk, Electroanal. 22 (2010) 2017.

13 B. Krasnodębska-Ostręga, M. Sadowska, E. Biaduń, Physical Sciences Reviews 2(12) (2017) 8005.

14 B. Krasnodębska-Ostrega, A. Bielecka, E. Biaduń, K. Miecznikowski, Appl. Surf. Sci. 388 (2016) 746.

15 E. Biaduń, N. Nowak, J. Kowalska, K. Miecznikowski, B. Krasnodębska-Ostręga, Chemosphere 207 (2018) 481.

9

Oznaczanie związków zakłócających równowagę hormonalną

Agnieszka Zgoła-Grześkowiak, Robert Frankowski

Zakład Chemii Ogólnej i Analitycznej, Instytut Chemii i Elektrochemii Technicznej, Politechnika

Poznańska

W ostatnich latach zanieczyszczenie środowiska to poważny problem na całym świecie, co jest związane

z rosnącą produkcją wielu substancji chemicznych. Wśród zanieczyszczeń ważną grupę stanowią

związki zakłócające równowagę hormonalną. Związki te, ze względu na swoje podobieństwo

do naturalnych hormonów, wnikając do komórek mogą naśladować lub blokować aktywność hormonów

[1]. Działanie to ma negatywny wpływ na zdrowie człowieka co przejawia się różnymi chorobami,

takimi jak: bezpłodność, problemy rozwojowe u niemowląt, otyłość, cukrzyca lub zwiększone ryzyko

powstawania nowotworów [2]. Wśród związków należących do tej grupy wyróżnić można: dioksyny,

wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, alkilofenole i ich krótkołańcuchowe etoksylaty,

bisfenole, parabeny, itp. Część z tych związków powstaje w sposób niezamierzony, np. dioksyny.

Inne wytwarzane są na masową skalę i stosowane w wielu produktach przemysłowych i codziennego

użytku, np. bisfenole czy parabeny.

Bisfenole, a w szczególności bisfenol A, stosowane są w produkcji tworzyw sztucznych, takich jak

poliwęglany i żywice epoksydowe, a także w wytwarzaniu papieru termicznego. Produkty te są szeroko

wykorzystywane w codziennym życiu powodując znaczną ekspozycję ludzi na ich działanie. Natomiast

parabeny z uwagi na ich działanie przeciwbakteryjne i przeciwgrzybicze, są wykorzystywane jako

środki konserwujące w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym.

Oznaczanie tych związków ma istotne znaczenie ze względu na możliwość przedostawania się ich

z produktów do organizmu człowieka. Drogi przedostawania się tych związków są różne, np.

wchłanianie przez skórę (bisfenoli z paragonów, parabenów z kremów), konsumpcja zanieczyszczonych

pokarmów (bisfenoli przedostających się z opakowań do żywności) lub produktów celowo

je zawierających (parabenów w syropach na kaszel). W konsekwencji związki te pojawiają się

w tkankach ludzkich.

W zależności od rodzaju matrycy wykorzystywane są różne techniki przygotowania próbek i oznaczania

bisfenoli i parabenów [3]. Próbki kosmetyków i syropów na kaszel nie wymagają skomplikowanego

przygotowania przed analizą oraz zastosowania detekcji o wysokiej czułości z uwagi na wysokie

stężenia analitów w matrycy [4]. Z drugiej strony, próbki środowiskowe lub płyny ustrojowe są bardziej

problematyczne, a ich analiza jest czasochłonna [5].

W ramach niniejszego wystąpienia przedstawione zostaną przykłady metod oznaczania bisfenoli

i parabenów w wybranych matrycach oraz wyzwania, które może napotkać analityk w trakcie pracy

z tymi związkami.

Literatura

1 E. Grignard, S. Lapenna, S. Bremer, Toxicology in Vitro, 26 (2012) 727-731.

2 J.R. Rochester, Reprod. Toxicol. 42 (2013) 132-155.

3 T. Grześkowiak, B. Czarczyńska-Goślińska, A. Zgoła-Grześkowiak, Trends Anal. Chem. 75 (2016) 209-226.

4 A. Zgoła-Grześkowiak, J. Werner, M. Jeszka-Skowron, B. Czarczyńska-Goślińska, Anal. Methods 8 (2016) 3903-3909.

5 B. Czarczyńska-Goślińska, A. Zgoła-Grześkowiak, M. Jeszka-Skowron, R. Frankowski, T. Grześkowiak,

J. Environ. Manage. 204 (2017) 50-60.

10

Promieniowanie X i podczerwone w diagnostyce pierwiastkowych i

molekularnych zmian w mózgu otyłych szczurów poddanych

elektrostymulacji przezczaszkowej

Magdalena Szczerbowska-Boruchowska(1), Artur Surówka(1,2), Kaja Kasper(1), Mateusz

Czyżycki(1,3), Alessandro Migliori(4), Agata Ziomber-Lisiak(5)

(1)AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Kraków

(2)ELETTRA Sincrotrone Trieste, Basovizza TS, Italy (3)Karlsruhe Institute of Technology,

Laboratory for Applications of Synchrotron Radiation, Karlsruhe, Germany (4)International Atomic

Energy Agency, Vienna, Austria (5)Katedra Patofizjologii, Uniwersytet Jagielloński, Collegium

Medicum, Kraków

Otyłość stanowi aktualnie globalny problem i dotyka coraz częściej nie tylko dorosłych, ale również

dzieci i młodzież. Prowadzi m. in. do ciężkich zaburzeń metabolicznych i powikłań. Ze względu na

złożone biologiczne mechanizmy rozwoju otyłości brak jest bezpiecznej i skutecznej metody

terapeutycznej. W naszych badaniach wykazaliśmy, że przezczaszkowa stymulacja prądem stałym

(tDCS) może być skuteczną metodą zahamowania przyrostu masy ciała u gryzoni [1,2].

Jednym z proponowanych mechanizmów biologicznych tDCS jest regulacja apetytu poprzez

przywrócenie równowagi w funkcjonowaniu obu półkul mózgowych u otyłych osobników. Jednakże,

dokładne efekty biologiczne tDCS nie są zupełnie poznane, a dopuszczenie tej nowatorskiej metody do

powszechnego leczenia wymaga uprzednio określenia jej dokładnych mechanizmów biochemicznych

w celu potwierdzenia jej skuteczności i bezpieczeństwa. W związku z tym, głównym celem naszych

badań jest identyfikacja i analiza zmian m. in. w mózgu w odniesieniu do pierwiastków chemicznych

i biomolekuł, u otyłych szczurów poddanych tDCS. Badania prowadzone były na cienkich skrawkach,

stanowiących przekroje poprzeczne mózgu, zawierające struktury bezpośrednio i pośrednio związane

z regulacją apetytu. Na potrzeby kompleksowej analizy zmian dotyczących biomolekuł i pierwiastków

chemicznych zastosowane zostały odpowiednio mikrospektroskopia w podczerwieni (FTIR-MS) oraz

synchrotronowa rentgenowska analiza fluorescencyjna (SRXRF) [3].

Obrazowanie techniką FTIR-MS prowadzono zarówno z rozdzielczością przestrzenną umożliwiającą

obrazowanie na poziomie pojedynczej komórki jak i na poziomie tkankowym. Badania wykorzystano

głównie w kierunku oceny strukturalnych zmian w zakresie lipidów i białek, w takich jak: 1) stopień

nasycenia/nienasycenia/oksydacji lipidów; 2) asymetria w składzie molekularnym; 3) zmiany

w strukturach drugorzędowych białek. Analizę składu pierwiastkowego prowadzono z wykorzystaniem

miękkiego (LEXRF) i twardego (HEXRF) promieniowania rentgenowskiego na liniach pomiarowych

TwinMic oraz XRF synchrotronu ELETTRA. Oznaczenia pierwiastków od C do Zn realizowane były

z rozdzielczościami przestrzennymi od 0.5 µm do 100 µm, w zależności od problemu badawczego.

W celu obrazowania struktury tkanek, pomiary techniką LEXRF prowadzone były równolegle ze

skaningową transmisyjną mikroskopią rentgenowską. Oznaczenia ilościowe składu pierwiastkowego

tkanek wykonano metodą wzorca zewnętrznego. Kompleksowe badania obejmujące wybrane parametry

fizjologiczne, skład biomolekularny i pierwiastkowy wykazały, że zmniejszeniu apetytu u gryzoni,

indukowanego przez tDCS towarzyszą zmiany w strukturach lipidowych

i białkowych jak również w składzie pierwiastkowym struktur mózgu bezpośrednio i pośrednio

związanych z regulacją apetytu.

Literatura

1 A. Ziomber, E. Rokita, J. Kaszuba-Zwoinska, I. Romańska, J. Michaluk, L. Antkiewicz-Michaluk, Front. Behav.

Neurosci. 11 (2018) 1-17.

2 A. Ziomber, A. D. Surowka, L. Antkiewicz-Michaluk, I. Romanska, P. Wrobel, M. Szczerbowska-Boruchowska,

Metallomics 10 (2018) 397-405.

3 A. D. Surówka, A. Ziomber, M. Czyżycki, A. Migliori, K. Kasper, M. Szczerbowska-Boruchowska,

Spectrochim. Acta Part A, 195 (2018) 199-209.

11

Pobierać czy nie pobierać? FTIR vs GC-MS oraz LC-MS w badaniach

konserwatorskich

Magdalena Wróbel-Szypula(1), Bartłomiej Witkowski(2)

(1)Laboratorium, Muzeum Narodowe w Warszawie (2)Wydział Chemii, Uniwersytet Warszawski

Od kilku dekad konserwatorzy oraz historycy sztuki korzystają z osiągnięć chemii analitycznej [1] na

potrzeby interpretacji technologicznej i historycznej danego obiektu. Wyniki analizy chemicznej

obiektów zabytkowych dają ważną informację na temat warsztatu autora, proweniencji, a także ich

autentyczności oraz stanu zachowania. Jednocześnie próbki pochodzące z obiektów muzealnych są

najczęściej wyzwaniem z punktu widzenia chemii analitycznej przede wszystkim z powodu ich

niejednorodności oraz znacznych ograniczeń w ich pobieraniu. Dlatego też pomiary nieinwazyjne są

bardzo popularne podczas badań dzieł sztuki.

Związki organiczne obecne w eksponatach mają kluczowe znaczenie w ich badaniach, ponieważ dają

decydującą informację na temat technologii ich wykonania. Najczęściej wykorzystywanymi metodami

do identyfikacji związków organicznych w obiektach zabytkowych są spektroskopia w podczerwieni

(FTIR) oraz metody chromatograficzne (GC-MS oraz LC-MS). W ostatnim czasie w badaniach

konserwatorskich znalazł zastosowanie przenośny spektrometr w podczerwieni wykorzystujący

zjawisko odbicia wiązki promieniowania. Stosowany był on głównie w celu wstępnej identyfikacji grup

związków organicznych wchodzących w skład dzieła sztuki (np. werniksów, spoiw, klejów). Obecnie

odkrywane są coraz szersze możliwości tego typu spektrometru, np. identyfikacja części

nieorganicznych pigmentów, składu zapraw czy produktów starzenia. Na przykładzie badań

wykonanych na dwóch różnego rodzaju eksponatach (obrazu na desce - „Adam i Ewa” autorstwa Lucasa

Cranacha Starszego oraz sarkofagu Hor-Dżehuti), pochodzących z różnych epok (ok.1510 r. oraz ok. I

w. p. n.e.) oraz różnych proweniencji (Niemcy oraz Egipt) zostanie ukazane szerokie spektrum

informacji uzyskanych z widm otrzymanych za pomocą pomiarów nieinwazyjnych przy użyciu

odbiciowej spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR), które zostaną

skonfrontowane z wynikami analizy próbek za pomocą metod chromatograficznych (GC-MS oraz LC-

MS).

Literatura

1 R. Mazzeo, Analytical Chemistry for Cultural Heritage w M. Olivucci, W.Y. Wong, Topics in Current

Chemistry Collections, Springer International Publishing, 2017.

12

Porównanie reakcji utleniania oleju rzepakowego i oleju z nasion wiesiołka

Rafał Fiolka, Jolanta Zalejska-Fiolka, Danuta Nabiałkowska

Katedra i Zakład Biochemii w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Niniejsza praca jest kontynuacją naszych badań nad właściwościami chemicznymi i biologicznymi

olejów roślinnych [1-3].

Polska jest jednym z głównych producentów oleju rzepakowego i oleju z nasion wiesiołka. Wymienione

oleje roślinne znajdują coraz szersze zastosowanie, jako cenne produkty żywieniowe, lecznicze oraz

technologiczne.

Z powyższych względów podjęto badania nad porównaniem stabilności oksydacyjnej wyżej

wymienionych olejów roślinnych. Dokonano charakterystyki badanych olejów poprzez wyznaczenie

liczby nadtlenkowej, liczby jodowej oraz składu kwasów tłuszczowych. Wymienione oleje utleniano w

temperaturze 60 stopni Celsjusza w ciągu 15 dni. Wyniki przedstawiono, jako zależność liczby

nadtlenkowej LN od czasu utleniania oraz wyznaczono współczynnik stabilności oksydacyjnej (WS).

Wykazano zróżnicowaną stabilność oksydacyjną badanych olejów. Fakt powyższy pozwolił określić

ich znaczenie fizykochemiczne i biochemiczne. Dalsze badania są w toku.

Literatura

1 J. Zalejska-Fiolka, The influence of garlic extract on the oxidation process of edible oils, La Riv. Ital. delle

Sostanze Grasse LXXVII (2001) 343-346.

2 J. Zalejska-Fiolka, A. Kasperczyk, S. Kasperczyk, B. Stawiarska-Pięta, R. Fiolka, E. Birkner, Bull. Vet. Inst.

Pulawy, 56 (2012) 255-259.

3 R. Fiolka, J. Zalejska-Fiolka, XII Seminarium Naukowe „Aktualne Problemy Chemii Analitycznej”, Katowice

2018.

13

Oznaczanie NNKT w wybranych olejach roślinnych

Rafał Fiolka


Znaczenie i rola niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), które występują w olejach

roślinnych są przedmiotem uzasadnionych badań medycznych, biologicznych i spożywczych [1].

Do NNKT należą nienasycone kwasy tłuszczowe zawierające przynajmniej dwa wiązania podwójne.

Należą do nich: kwas linolowy 18:2 (9; 12), kwas α- linolenowy 18:3 (9; 12; 15), kwas γ- linolenowy

18:3 (6; 9; 12) i kwas arachidonowy 20:4 (5; 8; 11; 14).

Przedmiotem analizy ilościowej w zakresie oceny występowania NNKT były następujące oleje roślinne:

olej oliwkowy, rzepakowy, sojowy oraz olejach z nasion wiesiołka. Analizę NNKT występujących

w w/w olejach przeprowadzono techniką chromatografii gazowej w oparciu o opracowane procedury

[2]. Wykazane zróżnicowane występowanie NNKT w badanych olejach roślinnych zostaną

zastosowane w badaniach medycznych.

Literatura

1 M. Skowron, J. Zalejska-Fiolka, U. Błaszczyk, E. Birkner, Adv. Hyg. Exp. Med. 72 (2018) 1104-1114.

2 R. Fiolka, J. Zalejska-Fiolka, XII Seminarium Naukowe „Aktualne Problemy Chemii Analitycznej”, 2018.

14

Oznaczanie stężenia produktu peroksydacji lipidów w tkankach zwierząt

doświadczalnych

Małgorzata Dydoń-Pikor, Jolanta Zalejska-Fiolka


Powstające w organizmie w warunkach stresu oksydacyjnego indukowanego m. in. dietą

wysokotłuszczową wolne rodniki oraz reaktywne formy tlenu indukują proces peroksydacji lipidów.

Procesowi temu ulegają szczególnie wielonienasycone kwasy tłuszczowe, będące głównym

składnikiem fosfolipidów budujących błony biologiczne. Skutkiem tego procesu są bezpośrednio

zaburzenia funkcjonowania błon biologicznych, objawiające się zmianami w ich płynności

i integralności komórek. Pośrednio zmiany te prowadzą do rozwoju wielu chorób, u których podłożu

leżą zaburzenia odżywiania [1-3].

Do głównych produktów peroksydacji lipidów zaliczyć można: dialdehyd malonowy (MDA),

4-hydroksynonenal (4-HNE) oraz 4-hydroksyheksanal (4-HHE). Produkty te oddziałują z kwasami

nukleinowymi i białkami, powodując dalsze uszkodzenia w obrębie komórek zakłócając przebieg wielu

procesów metabolicznych [4, 5].

Celem badań było opracowanie metody spektrofluorometrycznej oznaczenia stężenia dialdehydu

malonowego w tkankach zwierząt. Oznaczenia prowadzono we krwi (surowicy i hemolizatach) oraz

homogenatach tkanek: wątroby, nerki, serca oraz mózgu.

Opracowanie dokładnej metody analitycznej pozwoliło na ocenę wpływu diety wysokotłuszczowej

wzbogaconej w nieutleniony oraz utleniony olej rzepakowy na indukcję stresu oksydacyjnego w obrębie

w/w tkanek.

Literatura

1 D. Ścibior-Bentkowska, H. Czeczot, Postępy Hig. Med. Dośw. 63 (2009) 58-72.

2 J. Zalejska-Fiolka, T. Wielkoszyński, S. Kasperczyk, A. Kasperczyk, E. Birkner, Biol. Trace Elem. Res. 145

(2012) 217-221.

3. E. Yasukazu, Y. Yasukazu, Y. Yoshiro, S. Yoshiro, S.N. Noguchi, Biochem. Biophys. Res. Commun. 338

(2006) 668-676.

15

Analiza stopnia uwalniania wybranych leków przeciwnowotworowych

z liposomów otrzymanych metodą mREV

Danuta Pentak, Anna Ploch-Jankowska, Lidia Szymczak-Mazur, Agnieszka Szkudlarek,

Monika Majchrzyk, Beata Korkus, Kinga Dobosz, Małgorzata Maciążek-Jurczyk

Katedra i Zakład Farmacji Fizycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny

Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Chemioterapia jest podstawową metodą terapii przeciwnowotworowej, powoduje jednak liczne

powikłania i uszkodzenia narządów związane z działaniem cytostatyków.

Różnorodność mechanizmów działania leków przeciwnowotworowych pozwala na stosowanie terapii

wielolekowych, których skuteczność jest znacznie wyższa od monoterapii. Wprowadzenie terapii

wielolekowej oprócz wysokiej skuteczności niesie ze sobą jednak większe ryzyko wystąpienia efektów

ubocznych stosowanych farmaceutyków [1]. Stosowanie nanostruktur w leczeniu nowotworów ma

istotne znaczenie praktyczne, ponieważ znosiw dużym stopniu interakcje pomiędzy poszczególnymi

lekami a organizmem, mogące wywołać niepożądane skutki uboczne jakie obserwuje się na wielu

etapach terapii począwszy od podaży i wchłaniania, poprzez transport i metabolizm, aż po ich

wydalanie. Istnieje wiele technik otrzymywania nanostruktur pozwalających na transport substancji

leczących. Jednak tylko kilka z nich to metody pozwalające na otrzymanie nośników o wymiarach do

100 nm. Transport w liposomach związków leczniczych zwiększa ich stabilność i efekt

farmakokinetyczny poprzez obniżenie procesu eliminacji leku z układu i wydłużenie okresu

połowicznego zaniku leku.

Liposomy są bardzo ważną grupą systemów dostarczania leków. Ostatnie badania pokazują ogromny

potencjał zastosowania liposomów w leczeniu raka. Niska toksyczność, biokompatybilność, niskie

wskaźniki klirensu, zdolność kierowania do tkanek nowotworowych i kontrolowane uwalnianie leków

to główne cechy liposomów [2].

Przedmiotem badań była analiza liposomów otrzymanych metodą mREV zawierających cytarabinę

i irynotekan. Połączenie cytarabiny i irynotekanu jest jedną z wielu terapii stosowanych w leczeniu

nowotworów. Uzyskane wyniki potwierdziły skuteczność zastosowania metody mREV w otrzymaniu

jednowarstwowych liposomów o rozmiarach ~100 nm, co stanowi jedną z najważniejszych kwestii

w nanotechnologii.

W badaniach wykorzystano spektrofotometrię oraz różnicową kalorymetrię skaningową DSC. Analizę

procesu uwalniania leków w obecności albuminy surowicy krwi prowadzono z wykorzystaniem modeli

matematycznych: modelu kinetyki uwalniania I rzędu, modelu Higuchiego, modelu Bhaskara, modelu

Ritgera Peppassa oraz Korsmeyera Peppassa.

Praca zrealizowana w ramach umowy statutowej KNW-1-100/K/8/O

Literatura

1 R. Sinha, G.J. Kim, S. Nie, D.M. Shin, Mol. Cancer Ther. 5 (2006) 1909-1917.

2 T.L. Andresen, S.S. Jensen, K. Jørgensen, Prog. Lipid Res. 44 (2005) 68-97.

16

Analiza spektroskopowa wpływu pH płynu pozakomórkowego

na właściwości wiążące białek osocza krwi

Anna Ploch-Jankowska, Danuta Pentak, Lidia Szymczak-Mazur,

Małgorzata Maciążek-Jurczyk



Prawidłowe fizjologiczne pH płynu pozakomórkowego, które zapewnia prawidłowe funkcjonowanie

organizmu wynosi 7,35-7,45, co odpowiada stężeniu jonów wodorowych w granicach 35-45 nmol/l.

Natomiast graniczna wartość pH płynu pozakomórkowego mieści się w zakresie 7,8-6,8 (stężeniu jonów

wodorowych wynosi wówczas 16-160 nmol/l) [1]. Stałą wartość pH płynu pozakomórkowego

utrzymywana jest dzięki odpowiednim buforom, kompensacji oddechowej i nerkowej. Hemoglobina

pomimo, iż jest buforem wewnątrzkomórkowym umożliwia utrzymanie stałej wartości pH osocza [2].

Celem pracy była analiza spektroskopowa wpływu pH płynu pozakomórkowego na właściwości

wiążące albuminy surowicy krwi ludzkiej na przykładzie ibuprofenu.

Albumina surowicy krwi ludzkiej (HSA) jest jednym z najważniejszych i najliczniej występującym

białkiem osocza krwi. Pełni kluczowe funkcje w utrzymaniu homeostazy ustroju. Ponadto posiada

zdolność do wiązania i transportu wielu endo- i egzogennych ligandów, m.in. leków, wolnych kwasów

tłuszczowych i jonów metali.

Ibuprofen należy do grupy niesteroidowych leków przeciwzapalnych o działania przeciwbólowym,

przeciwgorączkowym i przeciwzapalnym. Mechanizm działania ibuprofenu polega na hamowaniu

cyklooksygenazy konstytutywnej (COX-1) i indukowalnej (COX-2). Ponadto ibuprofen hamuje

agregację płytek krwi, zmniejsza krzepliwość krwi, zmniejsza obrzęki, poprawia ruchomość stawów

oraz usuwa uczucie zdrętwienia.

Wykorzystując technikę spektroskopii fluorescencyjnej, zarejestrowano emisyjnych widm fluorescencji

roztworu albuminy surowicy krwi ludzkiej o pH równym 7.4 i 6.5, bez i w obecności ibuprofenu.

Fluorescencję układu wzbudzano promieniowaniem o długości fali λex 275 nm i λex 295 nm.

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, iż wartość pH roztworu albuminy surowicy krwi

ludzkiej ma ogromne znaczenia na siłę i sposób oddziaływania ibuprofenu z białkiem osocza krwi.

Informacje zebrane na tym etapie badań skłaniają nas do poszerzenie badań o kolejne dwie wartości pH

roztworu białka, aby dowiedzieć się w jaki sposób jony wodorowe i wodorotlenkowe wpływają na jego

zdolności wiążące.

Praca zrealizowana w ramach umowy o realizację pracy naukowo-badawczej przez doktoranta nr KNW-

2-040/D/8/N

Literatura

1 H.G. Rennke, B.M. Denker, str. 126, Renal pathophysiology, Lippincott Williams & Wilkins, 2002.

2 B.A. Stanton, B.M. Koeppen, The kidney, str. 763 w R.M. Berne, M.N. Levy, Physiology, Mosby. St. Louis, 1998.

17

Analiza porównawcza właściwości antyoksydacyjnych wybranych

produktów farmaceutycznych i spożywczych na przykładzie kwasu

galusowego

Anita Karp, Anna Ploch-Jankowska, Danuta Pentak, Małgorzata Maciążek-Jurczyk



W ostatnich latach zaobserwowano znaczący wzrost zainteresowania tematem antyoksydantów i ich

wpływem na zdrowie człowieka. Antyoksydanty są to związki znoszące negatywne skutki stresu

oksydacyjnego w organizmie, dzięki zdolności neutralizowania aktywności wolnych rodników. Ważne

jest zatem dostarczanie odpowiednich ilości tych związków do organizmu. Do przeciwutleniaczy można

zaliczyć m.in. polifenole, witaminy A, C i E oraz niektóre składniki mineralne. Powszechnie występują

one np. w świeżych warzywach, owocach, rybach morskich, czy też w orzechach. Niedobór

antyoksydantów w organizmie człowieka można uzupełnić również przez stosowanie szeregu

suplementów diety dostępnych w sprzedaży [1].

Do określenia właściwości antyoksydacyjnych substancji wykorzystywanych jest wiele metod. Wśród

nich można wyróżnić m.in. metodę: CuPRAC (zdolność redukowania jonów miedzi (II)), FRAP

(zdolność redukowania jonów żelaza (III)), ABTS (z wykorzystaniem odczynnika 2,2’-azobis(3-etylo-

benzotiazolino-6-sulfonianu)), DPPH (z wykorzystaniem rodnika 2,2-difenylo-pikrylohydrazylu). Test

DPPH jest jedną z najczęściej stosowanych metod badania właściwości antyoksydacyjnych. Rodnik

DPPH posiada niesparowany elektron na powłoce walencyjnej jednego z atomów azotu. W roztworach

alkoholowych wykazuje purpurową barwę z maksimum absorbancji przy długości fali 515-520 nm.

W wyniku reakcji z substancją będącą donorem wodoru tworzy formę zredukowaną i obserwuje się

zanik fioletowego zabarwienia. Ilość utlenionej formy pozostałej w roztworze jest proporcjonalna do

spadku absorbancji. Zawartość przeciwutleniaczy jest wyrażana najczęściej jako ilość równoważników

substancji odniesienia lub stopień zamiatania rodnika [2]. W niniejszej pracy przeprowadzono analizę

porównawczą aktywności antyoksydacyjnej wybranych soków i preparatów farmaceutycznych.

Badania przeprowadzono z zastosowaniem spektrofotometrii UV-VIS z wykorzystaniem testu DPPH.

Jako substancję odniesienia użyto kwas galusowy. Przeprowadzone badania potwierdziły właściwości

antyoksydacyjne wszystkich przebadanych próbek soków i produktów farmaceutycznych. Stwierdzono

również wyższe wartości potencjału antyoksydacyjnego soków owocowo-warzywnych niż badanych

produktów farmaceutycznych.

Literatura

1 A. Wawrzyniak, M. Krotki, B. Stoparczyk, Medycyna Rodzinna 1 (2011)19-23.

2 I. Zych, A. Krzepiłko, Chemia, dydaktyka, ekologia, metrologia 15 (2010) 51-54.

18

Metody analityczne w ocenie właściwości biologicznych

kwasu α-liponowego

Piotr Bramora, Ilona Kaczmarczyk-Sedlak

Katedra i Zakład Farmakognozji i Fitochemii, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny

Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200

Sosnowiec

Kwas α-liponowy został wyizolowany przez Reed’a i wsp. z tkanki wątrobowej w 1951 roku.

W późniejszym okresie udokumentowano możliwość jego syntezy przez rośliny i zwierzęta.

Kwas α-liponowy to cząsteczka, która posiada dwie grupy tiolowe, mogące być utlenione, bądź

zredukowane. W organizmie człowieka syntetyzowany jest z kwasów tłuszczowych i cysteiny, dlatego

wspomniane związki muszą być dostarczane z pożywieniem. Bogate źródło omawianego związku

chemicznego stanowi czerwone mięso, wątroba, serce, nerki, szpinak, brokuły, pomidory, brukselka,

ziemniaki oraz otręby ryżowe. Kwas dihydroliponowy, główna postać tego związku chemicznego

nazywana jest „uniwersalnym przeciwutleniaczem”. Zwiększa aktywności enzymów

antyoksydacyjnych (CAT, GPx, SOD), a także uczestniczy w metabolizmie witaminy C oraz E.

Chelatuje takie metale jak Fe, Cu, Mn oraz Zn. Udokumentowano działanie przeciwzapalne oraz

hamujące uwalnianie wolnych rodników. W badaniach naukowych wykazano, że kwas α-liponowy ma

właściwości neuroprotekcyjne oraz wydłuża życie zwierząt wykorzystywanych w doświadczeniach.

Dotychczasowe wyniki badań naukowych wskazują, że jego stosowanie w leczeniu cukrzycy, AIDS,

raka, bólu, neuropatii, chorób neurodegeneracyjnych oraz autoimmunologicznych może dać pożądane

efekty. Natomiast, wiele kontrowersji wzbudza wykorzystanie tego przeciwutleniacze w terapii otyłości

i chorób sercowo-naczyniowych. Należy kontynuować badania in vitro i in vivo z użyciem kwasu

α-liponowego, aby definitywnie potwierdzić jego aktywność biologiczną [1,2]. Przegląd dostępnego

piśmiennictwa naukowego wskazuje, że do udokumentowania powyższych właściwości omawianego

kwasu wykorzystywana jest m.in. spektrofotometria UV-Vis, HPLC, Western Blot, qPCR [3,4].

Słowa kluczowe: kwas α-liponowy, kwas dihydroliponowy, enzymy antyoksydacyjne

Literatura

1 A. Gorąca, H. Huk-Kolega, A. Piechota, P. Kleniewska, E. Ciejka, B. Skibska, Pharmacol. Rep. 63 (2011) 849-859.

2 F.A. Moura, K.Q. de Andrade, J.C. dos Santos, M.O. Goulart, Curr. Top. Med. Chem. 15 (2015) 458-483.

3 A. Scaramuzza, E. Giani, F. Redaelli, J. Diabetes. Res. 2015 (2015) 474561.

4 M.J. Jeon, W.G. Kim, S. Lim S, Mol. Cell. Endocrinol. 419 (2016) 113-123.

19

Badania reologiczne maści zawierających prolaktynę

Aneta Ostróżka-Cieślik(1), Barbara Dolińska(1,2), Florian Ryszka(2)

(1)Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny

Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice (2)Farmaceutyczny Zakład

Naukowo-Produkcyjny „Biochefa”, Sosnowiec

Postęp w dziedzinie technologii postaci leku umożliwia rozwój badań w zakresie opracowania

formulacji leków peptydowych. Kluczową zaletą peptydów jest ich szerokie spektrum aktywności

biologicznej oraz potencjalnie mniejsza toksyczność w porównaniu ze związkami

niskocząsteczkowymi. Niestety charakteryzują się one ograniczoną biodostępnością po podaniu

doustnym i niską przepuszczalnością przez błony biologiczne. Opracowanie formulacji doustnej

hormonu jest zatem często niemożliwe, dlatego alternatywną drogą podania może być podanie

miejscowe na skórę. Celem badań było opracowanie maści zawierającej prolaktynę (PRL)

o odpowiednich parametrach jakościowych. Polipeptyd ten wykazuje plejotropowe działanie,

co wskazuje na jego ogromny potencjał w projektowaniu nowych metod terapeutycznych [1]. Maści

typu emulsje sporządzono zgodnie z wymaganiami Farmakopei Polskiej XI z wykorzystaniem miksera

recepturowego typu Unguator. PRL rozpuszczono i zemulgowano w podłożu amfifilowym - Lekobazie.

Przeprowadzono analizę reologiczną za pomocą reometru Lamy RM 200 Touch. Badania lepkości

wykonano przy trzech szybkościach ścinania 300, 700 i 1100 s-1. Do analizy zastosowano matematyczny

model nieliniowy Ostwalda-de Walla. Wyznaczono krzywe płynięcia w warunkach izotermicznych

(T = 25±0.2ºC). Stwierdzono, że maści należą do układów dyspersyjnych z nienewtonowską fazą ciągłą,

pseudoplastycznych o właściwościach tiksotropowych. Obecność granicy płynięcia na reogramach

wskazuje na ich dobre właściwości reologiczne. Przebieg krzywych płynięcia jest zależny od stężenia

prolaktyny, a tym samym wpływa na właściwości użytkowe preparatu. Opracowana formulacja może

stanowić potencjalną alternatywę dla innych dróg podania tego hormonu.

Acknowledgements: The study was supported by the SUM statutory agreement No. KNW-1-118/N/8/O

Literatura

1 M.E. Freeman, Physiol. Rev. 80 (2000) 1523-1631.

20

Analiza właściwości hydrożeli z insuliną w aspekcie ich potencjalnego

zastosowania w leczeniu schorzeń dermatologicznych

Aneta Ostróżka-Cieślik(1), Barbara Dolińska(1,2), Kamil Sokołowski(1), Florian Ryszka(2)


Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice

(2)Farmaceutyczny Zakład Naukowo-Produkcyjny „Biochefa”, Sosnowiec

Hydrożele mogą stanowić alternatywną drogę podania leków o strukturze polipeptydowo-białkowej.

Wykazują dużą kompatybilność z tkankami organizmu. Wpływają na uproszczenie schematów

terapeutycznych oraz ograniczenie działań niepożądanych substancji czynnych [1]. Potencjalnie mogą

stanowić transdermalny nośnik insuliny, białka terapeutycznego o plejotropowym działaniu. Celem

badań było opracowanie postaci leku insuliny na bazie hydrożelu, umożliwiającej aplikację naskórną.

Do badań zastosowano dwa typy podłoża tj. maść glicerolową i hydrożel na bazie metylocelulozy.

Skuteczność zastosowanych nośników analizowano w oparciu o badania parametrów

fizykochemicznych sporządzonych postaci leku oraz analizę dostępności farmaceutycznej insuliny

z podłoży. Badanie dostępności farmaceutycznej przeprowadzono zgodnie z wytycznymi ICH

i Farmakopei Polskiej XI. Analizę szybkości uwalniania substancji czynnej wykonano w aparacie

łopatkowym (DT 600, ERWEKA GmbH, Germany) w komorach typu Enhancer Cell stosując

półprzepuszczalną błonę dializacyjną Spectra/Por 2 o wielkości porów 12-14 kD (warunki prowadzenia

badania: T=32±1ºC, szybkość obrotów łopatek 100 ob/minutę, 50 ml H2O/płyn akceptorowy). Kontrolę

jakości hydrożeli z insuliną przeprowadzono w oparciu o pomiary reologiczne (reometr rotacyjny Lamy

RM 200 Touch wyposażony w system pomiarowy MK-CP 2445) oraz analizę lepkości dynamicznej,

gęstości, rozsmarowywalności, szybkości utraty lotnych składników i pH. Na podstawie

przeprowadzonych badań stwierdzono spowolnione uwalnianie insuliny z hydrożeli, co pozwala

na utrzymanie nietoksycznej, ale skutecznej, rozłożonej w czasie dawki hormonu. Natomiast otrzymane

parametry jakości wskazują na korzystne właściwości aplikacyjne zaproponowanych hydrożeli.

Praca zrealizowana w ramach umowy statutowej KNW-1-118/N/8/O

Literatura

1 M. Górecki, Farm. Pol. 54 (1998) 590-592.

21

Spektroskopia ramanowska praktycznym narzędziem do identyfikacji

substancji aktywnych i kontroli produktów w przemyśle farmaceutycznym

Beata Szulc-Musioł, Beata Sarecka-Hujar, Barbara Dolińska

Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny

Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice

Spektroskopia Ramana polega na nieelastycznym rozpraszaniu promieniowania elektromagnetycznego

na cząstkach elementarnych [1]. Zjawisko promieniowania rozproszonego odkrył w 1928 roku hinduski

badacz C.V. Raman, który w 1930 roku za swoje badania otrzymał nagrodę Nobla.

Aktualnie spektroskopia Ramana jest jednym z najsilniej rozwijających się narzędzi do prowadzenia

identyfikacji różnych substancji chemicznych, m.in. leków, polimerów, substancji nieorganicznych.

Systemy tego typu są wykorzystywane do określania zawartości związków chemicznych, badań

jednorodności produktu, identyfikacji, a w połączeniu z mikroskopem optycznym - do analizy składu

chemicznego pojedynczych cząstek.

Metoda może być używana do badania związków w różnych stanach skupienia: ciał stałych, past, gazów

oraz cieczy. W farmacji znajduje zastosowanie do oceny dystrybucji substancji czynnej w badanych

produktach, pozwala również na wskazanie form polimorficznych. Ponadto, z użyciem spektroskopii

Ramana można ocenić przenikanie preparatów półstałych (maści, hydrożele, kremy) poprzez warstwy

skóry. Metoda pozwala na kontrolę procesów w trybie ciągłym. Doskonałym przykładem zastosowania

tej techniki jest obserwacja procesu mieszania, granulacji, tabletkowania, powlekania tabletek, czy

analiza ich jednorodności [2]. Innym przykładem zastosowania sondy Ramana jest obserwacja procesu

krystalizacji.

Niewątpliwą zaletą tej metody jest fakt, że próbka przed pomiarem nie wymaga żadnego przygotowania.

Ponadto możliwe jest prowadzenie analiz substancji w opakowaniach - szklanych butelkach,

plastikowych workach, a także blistrach. Innymi zaletami metody są: szybkie i dokładne wykonanie

analizy nawet mikroskopijnych cząsteczek oraz brak destrukcyjnego działania na próbkę.

Literatura

1 S. Wartewig, RH. Neubert, Adv. Drug Deliv. Rev. 5 (2005) 1144-70.

2 S. Barimani, P. Kleinebudde, Eur. J. Pharm. Biopharm. 119 (2017) 28-35.

22

Kinetyka uwalniania kwercetyny z podłoża hydrożelowego

Beata Szulc-Musioł, Aneta Piaskowy, Barbara Dolińska

Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny

Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny, Katowice

Na proces uwalniania substancji leczniczych z podłoży maściowych ma wpływ wiele czynników takich

jak obecność substancji modyfikujących uwalnianie, rodzaj podłoża, wielkość cząstek substancji

leczniczej i jej charakter fizykochemiczny czy lek jest w podłożu rozpuszczony czy zawieszony, oraz

zastosowana przy sporządzaniu preparatu technologia.

Kwercetyna jest flawonoidem mającym szereg korzystnych dla zdrowia właściwości:

przeciwzapalnych, antyoksydacyjnych, fotoprotekcyjnych istotnych z punktu widzenia kosmetologii

lub wskazań dermatologicznych [1]. Jednak ze względu na słabą rozpuszczalność ma ograniczoną

zdolność przenikania przez skórę i dlatego podejmowane są różne rozwiązania w celu zwiększenia jej

penetracji przez skórę. We wcześniej przeprowadzonych badaniach opisano parametry reologiczne

otrzymanych preparatów z kwercytyną w postaci maści zawiesiny [2]. Preparaty przygotowano na

podłożu emulsyjnym (Lekobaza) po wstępnej mikronizacji kryształów kwercetyny.

Celem pracy było uzyskanie formulacji hydrożelowych, w których kwercetyna znajduje się w postaci

rozpuszczonej. W tym celu przeprowadzono wstępną lewigację kwercytyny z jednym z wybranych

współrozpuszczalników: glikolem propylenowym, polietylenoglikolem 400, Spanem 80 oraz

Miglyolem 812.

W pracy porównywano parametry farmakokinetyczne preparatów wykonanych recepturowo.

Dostępność farmaceutyczną badano przy użyciu aparatu łopatkowego do badania uwalniania Erweka

DT600 wraz z komorą ekstrakcyjną typu Enhancer Cell.

Po przeprowadzeniu badań stwierdzono, że rodzaj zastosowanego promotora wchłaniania miał wpływ

na stopień i szybkość uwalniania kwercetyny ze sporządzonych formulacji. Wyliczono, że najszybciej

proces uwalniania zachodził z formulacji z których jako promotor wchłaniania zastosowano glikol

propylenowy.

Praca realizowana w ramach projektu Nr KNW-1-11/N/8/0

Literatura

1 C. Caddeo, O. Díez-Sales, R. Pons, X. Fernàndez-Busquets, A.M. Fadda, M. Manconi, Pharm. Res. 31 (2014) 959-968.

2 B. Szulc-Musioł, B. Dolińska, J. Kołodziejska, F. Ryszka, Acta Pharm. 67 (2017) 569-578.

23

Wyznaczanie lipofilowości oraz parametrów Lipińskiego wybranych

pochodnych diazafenotiazyn o właściwościach przeciwnowotworowych

Wiktoria Sojka(1), Maria Toporkiewicz(1), Beata Morak-Młodawska(2), Krystian Pluta(2),

Małgorzata Jeleń(2)

(1)Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Zakładzie Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny

z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

(2)Katedra i Zakład Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny

Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Aktywność biologiczna związku chemicznego jest związana bezpośrednio z jego właściwościami

fizykochemicznymi, do których należy lipofilowość. Parametr ten jest niezwykle użyteczny

w projektowaniu leków, prognozowaniu jego biodostępności, aktywności czy też toksyczności [1].

Kontynuując prowadzone w Katedrze i Zakładzie Chemii Organicznej badania nad bioaktywnymi

dipirydotiazynami [2-4] otrzymaliśmy serię nowych diazafenotiazyn A oraz dimerów

diazafenotiazynowych B, które wykazują interesującą aktywność przeciwnowotworową.

Dla nowo otrzymanych pochodnych zostały wyznaczone parametry lipofilowości RM0 i logPTLC

z wykorzystaniem chromatografii cienkowarstwowej odwróconych faz w układzie aceton-wodny

roztwór buforu TRIS (pH = 7,4). Ponad to porównano otrzymane wyniki z parametrami lipofilowości

obliczonymi przy pomocy metod komputerowych [5]. Dla grupy badanych związków zostały oznaczone

parametry Lipińskiego w celu określenia prawdopodobnej dyspozycyjności tych pochodnych jako

przyszłych substancji leczniczych.

Literatura

1 J. A. Arnot, S. L. Planey, Expert Opin. Drug Discov. 7 (2012) 863-875.

2 K. Pluta, M. Jeleń, B. Morak-Młodawska, M. Zimecki, J. Artym, M. Kocięba, Pharmacol. Rep. 62 (2010) 319-332.

3 B. Morak-Młodawska, K. Pluta, M. Zimecki, M. Jeleń, J. Artym, M. Kocięba, Med. Chem. Res. 24 (2015) 1408-1418.

4 B. Morak-Młodawska, K. Pluta, M. Latocha, K. Suwińska, M. Jeleń, J. Enzyme Inhib. Med. Chem. 31 (2016) 1512-1519.

5 http://www.vcclab.org/lab/alogps/start.html, http://www.swissadme.ch/

24

Badanie oddziaływania β-laktoglobuliny z tetracyklinami z wykorzystaniem

spektrofluorymetrii

Jolanta Gryma(1), Magdalena Kupny(2), Anita Karp(2), Jadwiga Pożycka(2), Agnieszka

Szkudlarek(2), Małgorzata Maciążek-Jurczyk(2)

(1)Studium doktoranckie, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w

Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach (2)Katedra i Zakład Farmacji Fizycznej,

Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet

Medyczny w Katowicach

Tetracykliny (TC) są antybiotykami o szerokim spectrum działania bakteriostatycznego. Mechanizm

ich działania polega na hamowaniu syntezy ściany komórkowej poprzez blokowanie podjednostki 30S

rybosomów bakteryjnych. Specyficzną właściwością tetracyklin jest zdolność do tworzenia połączeń

kompleksowych z anionami, jonami metali, związkami naturalnymi czy biopolimerami [1]. Podczas

antybiotykoterapii tetracyklinami przeciwwskazana jest dieta złożona z mleka oraz przetworów

mlecznych [2]. β-laktoglobulina (β-LG) to białko serwatkowe, które wchodzi w skład wyrobów

mlecznych. Wiąże ligandy hydrofobowe we wnętrzu β-beczułki [3, 4]. Antybiotykoterapia jest częścią

leczenia, która powinna być realizowana w sposób świadomy i zgodny z wytycznymi. Podczas

stosowania tetracyklin i jednoczesnego spożywania przetworów mlecznych istnieje potencjalne ryzyko

tworzenia się kompleksów z β-laktoglobuliną, które mogą wykazywać obniżoną biodostępność

biologiczną oraz farmaceutyczną [1, 2].

Zastosowanie spektrofluorymetrii umożliwiło ocenę oddziaływania β-laktoglobuliny

z chlorotetracykliną (ClTC), oksytetracykliną (OTC), tetracykliną (TTC) i doksycykliną (DOX).

Analizie poddano kompleksy TC (5 x 10-6 M, λex 400 nm) w obecności β-LG (5-20 x 10-6 M). Uzyskane

wyniki dały możliwość obserwacji oddziaływań zachodzących pomiędzy lekami z grupy tetracyklin

a badanym składnikiem mleka, co stanowi jedną z ważniejszych kwestii w antybiotykoterapii.

Udowodniono, że wraz ze wzrostem stężenia białka dochodzi do zmiany położenia pasma fluorescencji

badanych tetracyklin. Zaistniałe zjawisko jest wynikiem oddziaływania tetracyklin z β-laktoglobuliną.

Spośród wszystkich badanych tetracyklin to doksycyklina wykazuje największe a tetracyklina

najmniejsze powinowactwo do β-laktoglobuliny. Ponadto w środowisku fizjologicznego pH dochodzi

do tworzenia się kompleksów β-LG-TC. Najbardziej prawdopodobnym miejscem wiązania tetracyklin

w strukturze β-laktoglobuliny jest jej zewnętrzna hydrofobowa powierzchnia, w pobliżu reszt Trp 19

i Arg 124.

Praca zrealizowana w ramach umowy statutowej nr KNW-1-100/K/8/O.

Literatura

1 A. Zejc, Chemia leków. Podręcznik dla studentów farmacji i farmaceutów, str. 674-679, Wyd. Lek. PZWL, 2008.

2 W. Janiec, Kompendium farmakologii, str. 566-568, Wyd. Lek. PZWL. 2015.

3 A. Radzik-Rant, A. Rozbicka-Wieczorek, K. Puppel, M. Czauderna, Roczniki Naukowe Polskiego Towarzystwa

Zootechnicznego 10 (2014) 151-158.

4 K. Sakurai, T. Konuma, M. Yagi, Y. Goto, Biochim. Biophys. Acta 1790 (2009) 527-537.

25

Metody analityczne wykorzystywane w kontroli jakości związków cynku

stosowanych w recepturze aptecznej

Agata Reflińska(1), Arkadiusz Niwa(1), Małgorzata Dołowy(2)

(1)Koło Naukowe przy Zakładzie Chemii Analitycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem

Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

(2)Zakład Chemii Analitycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej,

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Rola cynku w organizmie ludzkim jest szeroko opisana w dostępnej literaturze [1-3]. Cynk i jego

związki odgrywają ważną funkcję w utrzymaniu m.in. prawidłowego stężenia witaminy A oraz stanu

skóry, co tym samym wpływa korzystnie na proces gojenia się ran skóry. W związku z czym odnalazł

on zastosowanie w lecznictwie i pielęgnacji skóry. Związki cynku stosuje się w celu utrzymanie

właściwej kondycji skóry, paznokci i włosów [3]. Dla przykładu, w leczeniu łupieżu używa się

szampony z pirytonianem cynku. Natomiast działanie przeciwoparzeniowe, przeciwzapalne

i wysuszające cynku wykorzystywane jest w leczeniu trądziku (maści i pasty z tlenkiem cynku) [4].

Substancje stosowane do celów farmaceutycznych, w tym zawierające cynk muszą posiadać właściwą

jakość, która gwarantuje bezpieczeństwo ich stosowania. Liczne metody analityczny tj. klasyczne oraz

nowoczesne czyli zaawansowane znajdują zastosowanie w ocenie jakości substancji leczniczych i ich

preparatów.

Celem niniejszej pracy było dokonanie przeglądu metod analitycznych zalecanych przez Farmakopeę

Polską [5] w analizie tożsamości, czystości i zawartości związków cynku jako substancji używanych w

recepturze, takich jak: octan cynku dwuwodny (zinci acetas dihydricus), aceksaminian cynku (zinci

acexamas), chlorek cynku (zinci chloridum), glukonian cynku (zinci gluconas), tlenek cynku (zinci

oxidum), stearynian cynku (zinci stearas), siarczan cynku uwodniony (zinci sulfas hydricus) oraz

undecylenian cynku (zinci undecylenas). Dokonany przegląd technik analitycznych może być przydatny

w wyborze metody analizy ww. związków w ich produktach handlowych.

Podziękowania

Badania finansowane przez Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Literatura

1 M. Szcześniak, B. Grimling, J. Meler. Farm. Pol. 70 (2014) 363-366.

2 J. Krajewska, Lek w Polsce 25 (2015) 58-62.

3 B. Gapys, A. Raszeja-Specht, H. Bielarczyk, Diagn Lab. 50 (2014) 45-52.

4 R. Jachowicz (red.), Receptura apteczna. Podręcznik dla studentów farmacji, Wyd. Lek. PZWL, 2008.

5 Farmakopea Polska XI, Wydawnictwo PTFarm, 2017.

26

Ocena przydatności techniki TLC oraz metod obliczeniowych do

wyznaczenia lipofilowości dutasterydu

Justyna Musiel(1), Małgorzata Dołowy(2)





Lipofilowość jest jednym z ważniejszych terminów określających właściwości fizykochemiczne

związków chemicznych [1]. Wykorzystywana jest m.in. do opisu ich transportu w żywym organizmie.

Ma duży wpływ na dystrybucję leku w organizmie, czyli warunkuje farmakokinetykę substancji

leczniczej. Właściwości lipofilowe danego związku wpływają na formę farmaceutyczną postaci leku

oraz jego oddziaływanie z receptorem. Wyróżnia się wiele metod określania lipofilowości związków

chemicznych. Należą do nich: klasyczne metody np. ekstrakcja w układzie n-oktanol/woda, metody

pośrednie chromatograficzne w układzie faz odwróconych (RP-TLC i RP-HPLC) tj. chromatografia

cienkowarstwowa i wysokosprawna chromatografia cieczowa oraz metody teoretyczne tj. obliczeniowe.

W pracy scharakteryzowano i opisano właściwości dutasterydu. To związek organiczny z grupy

steroidów hamujący działanie 5alfa reduktazy, dzięki czemu znajduje on zastosowanie w leczeniu

rozrostu gruczołu krokowego czyli tzw. przerostu prostaty [2-4]. Dostępne dane literaturowe wskazują

na brak dokładnej wartości eksperymentalnego parametru lipofilowości dla tego związku. Stąd też

nadrzędnym celem tej pracy było wyznaczenie i następnie porównanie parametrów lipofilowości

dutasterydu uzyskanych metodą chromatograficzną oraz metodami obliczeniowymi. Teoretyczne

współczynniki podziału (logP) dla dutasterydu zaczerpnięte z dostępnych baz internetowych pn. Virtual

Computational Chemistry Laboratory oraz odpowiednio DrugBank [5,6]. Natomiast chromatograficzny

parametr lipofilowości (RMW) uzyskano w różnych warunkach chromatograficznych, stosując jako

fazy stacjonarne płytki pokryte żelem krzemionkowym do TLC (RP-18F254) oraz płytki do HPTLC

(RP-18F254 i RP-2F254). Fazę ruchomą stanowiła mieszanina: metanol-woda, dioksan-woda oraz

acetonitryl-woda w różnym stosunku objętościowym. Detekcji densytometrycznej dokonywano przy

długości fali równej 245 nm. Wyniki badań posłużyły do oceny przydatności tej prostej i taniej w użyciu

w stosunku do innych metod techniki TLC do wyznaczenia eksperymentalnej wartości parametru

lipofilowości badanego steroidu.

Podziękowania


Literatura

1 K. Jóźwiak, H. Szumiło, E. Soczewiński. Wiad. Chem. 55 (2001) 1047-1072.

2 E. Mutschler, G.K. Geisslinger, H. Kroemer, P.R. Mutschler, Farmakologia i toksykologia, MedPharm Polska, 2016.

3 K. Orzechowska-Juzwensko, Podstawy farmakologii klinicznej, VOLUMED,1997.

4 W. Buczko, A. Danysz, Kompendium farmakologii i farmakoterapii, Edra Urban & Partner, 2016.

5 VCC – Lab: http://www,vcclab,org/lab/alogps (dostęp 20.02.2019).

6 Drugbank: https://www.drugbank.ca/drugs/DB01126 (dostęp 20.02.2019).

27

Oznaczanie zawartości eplerenonu w preparacie farmaceutycznym

techniką TLC w połączeniu densytometrią

Natalia Bolek(1), Małgorzata Dołowy(2)





Antagoniści aldosteronu należą do leków moczopędnych oszczędzających potas działających pośrednio,

poprzez wywieranie działania hamującego na aldosteron. Do leków tej grupy należy mi.n. spironolakton

i kanrenon będący jego metabolitem oraz eplerenon jako analog spironolaktonu [1]. Wymienione

związki znajdują szerokie zastosowanie w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych w postaci różnych

preparatów farmaceutycznych. Metodą analityczną zalecaną wg Farmakopei Polskiej XI

do potwierdzania tożsamości eplerenonu jest spektrofotometria w podczerwieni [2]. Natomiast do

ilościowego oznaczania zalecana jest wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) [2].

Dotychczas dostępne są jedynie dwie metody oznaczania eplerenonu w postaci tabletek techniką

chromatografii cienkowarstwowej (TLC) i wysokosprawnej chromatografii cienkowarstwowej

(HPTLC) [3,4]. W badaniach tych wykazano przydatność niemodyfikowanych płytek aluminiowych

pokrytych żelem krzemionkowym 60F254 jako fazy stacjonarnej oraz mieszaniny octan

etylu:toluen:trietyloamina (6:4:0,4, v/v/v) jako fazy ruchomej [3]. Druga praca dotycząca oznaczania

eplerenonu metodą HPTLC w połączeniu z densytometrią wykazała, że najbardziej optymalne warunki

do przeprowadzenia analizy eplerenonu to płytki aluminiowe także pokryte żelem krzemionkowym

60F254 oraz mieszanina octan etylu:toluen (7:3, v/v) jako faza ruchoma [4]. W naszych wcześniejszych

badaniach wykazaliśmy przydatność TLC z użyciem żelu krzeminkowego 60F254 jako fazy

stacjonarnej w analizie eplerenonu jako substancji czystej oraz do wyznaczenia jego lipofilowości [5,6].

Głównym celem niniejszej pracy było opracowanie w pełni zwalidowanej metody TLC w połączeniu

z densytometrią z użyciem modyfikowanych płytek do HPTLC tj. pokrytych żelem krzemionkowym

60DiolF254 do oznaczania zawartości eplerenonu w prostym preparacie farmaceutycznym w postaci

tabletek. Na podstawie uzyskanych wyników oceniono przydatność modyfikowanych płytek

chromatograficznych i fazy ruchomej aceton:toluen (25:25, v/v) do kontroli zawartości eplerenonu

w tabletkach (50 mg tej substancji w jednej tabletce).

Podziękowania


Literatura

1 E. Trzaska, W. Gumułka, H. Makulska-Nowak, Kardiol. Pol. 67 (2009) 667-671.

2 Farmakopea Polska XI, str. 2740-2741, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, 2017.

3 B. Mahajan, N. Keskar, S. Shah, IJPLS 2 (2011) 502-505.

4 M.C. Damle, S. M. Dumbre, WJPMR 3 (2017) 167-172.

5 D. Swolana, M. Dołowy, A. Pyka-Pająk, 2 Ogólnopolska Konferencja Naukowa - "Współczesne zastosowanie

metod analitycznych w farmacji i medycynie", Wrocław 3.04.2017.

6 M. Dołowy, K. Syc, K. Raczek, K. Sośnierz, A. Pyka-Pająk, Farm. Pol. 74 (2018) 123-128.

28

Wpływ kwasu palmitynowego na konformację glikowanej albuminy

surowicy krwi ludzkiej

Agnieszka Szkudlarek(1), Kinga Dobosz(2), Inez Michalska(2), Sylwia Kocioł(2),

Małgorzata Maciążek-Jurczyk(1)

(1)Katedra i Zakład Farmacji Fizycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny


(2)Koło Naukowe działające przy Katedrze i Zakładzie Farmacji Fizycznej, Wydział Farmaceutyczny

z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Albumina surowicy krwi ludzkiej (HSA) ma zasadnicze znaczenie dla wielu procesów zachodzących

w organizmie. Jedną z istotnych funkcji HSA jest zdolność do wiązania drobnocząsteczkowych

substancji, w tym wolnych kwasów tłuszczowych a także transport ksenobiotyków i składników

mineralnych. HSA w warunkach in vivo narażona jest na liczne modyfikacje strukturalne, które

wpływają na jej stabilność i aktywność, a tym samym na pełnione funkcje fizjologiczne. Jedną z nich

jest glikacja. Ten naturalnie występujący proces nasila się u diabetyków, prowadząc w końcowym etapie

do powstania zaawansowanych produktów glikacji (AGEs). AGEs biorą udział w patogenezie wielu

chorób, m.in. zaćmy, dysfunkcji nerek, choroby Alzheimera i innych powikłań cukrzycowych [1-3].

Syrop glukozo-fruktozowy - to składnik setek produktów spożywczych m.in. słodyczy, mlecznych

napojów fermentowanych czy słodkich napojów. Ze względu na niską cenę, powszechną dostępność

i łatwość w użyciu często stosowany jest jako zamiennik sacharozy. Istnieją badania potwierdzające

jego niekorzystny wpływ na metabolizm lipidów, prowadzący do powstawania patologii w organizmie:

otyłości, cukrzycy typu 2, nadciśnienia tętniczego, chorób układu sercowo-naczyniowego, kamicy

nerkowej i niektórych nowotworów. Przypuszcza się, że spożycie produktów zawierających syrop

wysokofruktozowy sprzyja niealkoholowemu stłuszczeniu wątroby i może nasilać stres oksydacyjny.

Spożycie jednej porcji (250-300g) produktu słodzonego syropem często stanowi całodobową

dopuszczalną ilość cukrów prostych w diecie. Podanie doustne syropu glukozowo-fruktozowego może

być przyczyną wystąpienia stanu hiperglikemii w organizmie, który prowadzi do glikacji m.in.

albuminy, a tym samym do modyfikacji jej właściwości fizykochemicznych.

Wobec powyższego zbadano wpływ kwasu palmitynowego na modyfikacje strukturalne glikowanej

w warunkach in vitro albuminy surowicy krwi ludzkiej. Analizie poddano widma absorpcyjne

i fluorescencyjne widma emisyjne oraz ich drugie pochodne, widma synchroniczne, widma

wzbudzeniowe, efekt „Red Edge Excitation Shift” (REES) oraz stopień modyfikacji grup

sulfhydrylowych odtłuszczonej glikowanej syropem glukozowo-fruktozowym albuminy (gHSA) oraz

albuminy glikowanej syropem glukozowo-fruktozowym w obecności kwasu palmitynowego

w stosunku molowym kwas:albumina 1.5:1 i 3:1 (PA:gHSA 1.5:1, PA:gHSA 3:1). Wykorzystany kwas

palmitynowy jest składnikiem oleju palmowego uważanego za czynnik rozwoju chorób serca i chorób

nowotworowych. Zmiany strukturalne w glikowanej albuminie mają kluczowe znaczenie w planowaniu

terapii, ponieważ natura i siła oddziaływania ligandów z ich głównym dystrybutorem może zmieniać

się podczas postępującej choroby.

Praca zrealizowana w ramach umowy: KNW-2-O18/N/8/N i KNW-1-100/K/8/O.

Literatura

1 A. Szkudlarek, A. Sułkowska, M. Maciążek-Jurczyk, M. Chudzik, J. Równicka-Zubik, Spectrochim. Acta A -

Mol. Biomol. Spectroscopy 152 (2016) 645-653.

2 A. Szkudlarek, D. Pentak, A. Ploch, J. Pożycka, M. Maciążek-Jurczyk, Molecules 22 (2017) 569.

3 A. Szkudlarek, D. Pentak, A. Ploch, J. Pożycka M. Maciążek-Jurczyk, Molecules 22 (2017) 2249.

29

Porównanie właściwości reologicznych dwóch podłoży hydrożelowych

z inkorporowaną liposomalną witaminą C

Beata Sarecka-Hujar(1), Hanna Józefiak(1), Barbara Dolińska(1)


Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Kasztanowa 3, 41-200 Sosnowiec

Wstęp: Specyficzna budowa liposomów sprawia, że mogą być to skuteczne nośniki substancji

stosowanych na skórę. Skład podłoża maściowego wpływa na szybkość i głębokość penetracji

substancji czynnej przez skórę [1]. Właściwa konsystencja podłoża ma odzwierciedlenie we

właściwościach reologicznych, do których należą między innymi krzywa płynięcia

i rozsmarowywalność. W badaniu jako substancję modelową zastosowano kwas L-askorbinowy

(witamina C), ze względu na jego kluczową rolę w wielu biologicznych przemianach oraz korzystny

wpływ na skórę.

Cel badania: Celem było uzyskanie liposomów zawierających witaminę C, inkorporowanie ich

do dwóch podłoży hydrożelowych i analiza reologii otrzymanych preparatów.

Metody: Azolektynę, suchy ekstrakt z soi zawierający lecytynę, cefalinę i fosfatydyloinozytol

rozpuszczono w chloroformie, a następnie odparowano, otrzymując suchy film lipidowy. Następnie film

ten uwodniono 10% roztworem witaminy C i następnie wytrząsano w celu uformowania liposomów.

Przygotowane liposomy zawieszono następnie w dwóch podłożach hydrożelowych: 1. z hypromelozą

(HPMC 10%) i 2. maści glicerolowej wg FP VI. Lepkość analizowano w temperaturze 23°C przy użyciu

reometru rotacyjnego RM 200 Touch (Lamy-Rheology) stosując zestaw pomiarowy DIN-33, składający

się z rurki aplikacyjnej i wrzeciona, przy następujących szybkościach ścinania (D): 300 s-1, 800 s-1

i 2400 s-1. Test rozsmarowywalności przeprowadzono za pomocą ekstensometru ze zwiększającym

obciążeniem.

Wyniki i wnioski: Wyższą lepkość wykazywał preparat z 10% HPMC. Wraz ze wzrostem szybkości

ścinania zaobserwowano nieznaczny spadek lepkości hydrożelu z 10% HPMC i liposomalną witaminą

C (lepkość wynosiła odpowiednio: 162,3±0,494 mPa*s przy D=300s-1, 155,8±0,119 mPa*s przy

D=800s-1 i 141,6±0,192 mPa*s przy D=2400s-1). W przypadku maści glicerolowej zaobserwowano, że

wzrost szybkości ścinania nie wpływał na obniżanie lepkości: 13,2±0,386 mPa*s przy D=300s-1,

10,8±0,064 mPa*s przy D=800s-1 i 11,9±0,042 mPa*s przy D=2400s-1. Lepszym stopniem

rozsmarowywalności charakteryzował się preparat z 10% HPMC.

Literatura

1 A. Jankowski, R. Dyja, B. Sarecka- Hujar, Indian J. Pharm. Sci. 79 (2017) 488-50.

30

Efekty matrycowe w analizie pozostałości herbicydów w glebie techniką

chromatografii gazowej z detekcją wychwytu elektronów

Ewa Szpyrka, Paulina Książek, Magdalena Podbielska, Magdalena Słowik-Borowiec

Zakład Chemii Analitycznej, Katedra Biotechnologii, Wydział Biotechnologii, Uniwersytet Rzeszowski

Gleba jest złożoną mieszaniną związków nieorganicznych (około 45%), organicznych (około 5%),

powietrza oraz wody. Frakcję nieorganiczną tworzą minerały pierwotne i wtórne, natomiast frakcję

organiczną stanowi głównie humus, czyli szczątki roślinne i zwierzęce znajdujące się w różnym stopniu

rozkładu. Związki chemiczne znajdujące się w glebie to m.in.: kwasy humusowe (huminowe i fulwowe),

huminy, węglowodany, lignina, tłuszcze, białka i woski. Zawartość związków o zróżnicowanej

strukturze chemicznej oraz właściwościach fizykochemicznych powoduje wiele problemów

analitycznych podczas oznaczania pozostałości pestycydów w próbkach gleby [1]. Jedną

z największych trudności stanowi niekorzystny wpływ matrycy próbki na ilościowe i jakościowe

oznaczanie analitu. Składniki zawarte w glebie mogą powodować wzmocnienie lub osłabienie sygnałów

detektorów analitycznych.

Celem pracy było oszacowanie efektów matrycowych podczas oznaczania pozostałości herbicydów

w próbkach gleby, których ekstrakty przygotowano według zmodyfikowanej metody QuEChERS [2],

natomiast zawartość herbicydów oznaczano techniką chromatografii gazowej połączonej z detekcją

wychwytu elektronów.

Literatura

1 B. Łozowicka, E. Rutkowska, M. Jankowska, Environ. Sci. Pollut. Res. 24 (2017) 7124-7138.

2 PN-EN 15662:2008 QuEChERS-method. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa, pp. 81.

31

Oznaczanie witaminy K2 MK7 (menachinon-7) w fermentowanych

ziarnach soi z zastosowaniem chromatografii cieczowej z detekcją

spektrofotometryczną w zakresie UV

Magdalena Słowik-Borowiec, Ewa Szpyrka

Zakład Chemii Analitycznej, Wydział Biotechnologii, Uniwersytet Rzeszowski

Witamina K2 MK7 (menachinon-7), to substancja niezbędna dla naszego organizmu, która szczególnie

korzystny wpływ wykazuje w odniesieniu do układu kostnego i sercowo-naczyniowego [1-3].

Jednocześnie, występuje ona w niewielu produktach spożywczych, a najbogatszym źródłem tej

witaminy jest produkt natto [4]. Potrawa ta wywodzi się z Japonii i otrzymywana jest w wyniku

wielogodzinnego gotowania ziaren soi. Dzięki działaniu bakterii Bacillus subtilis natto ziarna soi

fermentują i stają się bogate w witaminę K2 MK7. Wysoki poziom witaminy K2 utrzymuje się nawet

do 72 godzin od zjedzenia posiłku z fermentowanej soi, a 100 gram potrawy może zawierać nawet do

1000 mikrogramów witaminy K2 MK7.

Do analizy zawartości witaminy K2 MK7 w próbkach natto zastosowano zmodyfikowaną metodę [5].

Sfermentowane nasiona soi (5 g) roztarto w moździerzu, następnie do ziaren dodano 15 ml mieszaniny

propan-2-olu i n-heksanu (1: 2 v/v). Całość wytrząsano energicznie przez 10 min. Następnie próbkę

wirowano przy 3000 rpm przez 5 min, a warstwę (górną) organiczną pobrano i przesączono przez 0,45

μm filtr membranowy. Oznaczenie ilościowe witaminy K2 w ekstraktach próbek przeprowadzono na

chromatografie cieczowym firmy Dionex, model Ultimate 3000 z detekcją w zakresie UV. System był

wyposażony w kolumnę ACE 5 C18 o rozmiarach ziaren 5 μm i wymiarach 250 mm x 4,6 mm.

Temperaturę kolumny utrzymywano na poziomie 25°C. Zastosowano następujące warunki

chromatograficzne: w trybie elucji gradientowej jako fazę ruchomą użyto mieszaninę wody i metanolu

(1:1 v/v) zakwaszoną do pH 3,0 kwasem ortofosforowym (A) oraz acetonitryl (B), natężenie przepływu

eluentów wynosiło 1,2 mL/min. Pomiar absorbancji witaminy K2 MK-7 prowadzono przy długości fali

248 nm.

Literatura

1 M. Yamaguchi, E. Sugimoto, S. Hachiya, Mol. Cell Biochem. 223 (2001) 131-137.

2 G. Atkins, K. Welldon, A. Wijenayaka, L. Bonewald, D. Findlay, Am. J. Physiol. Cell Physiol. 6 (2009) C1358-C1367.

3 J. Beulens, M. Bots, F. Atsma, M. Bartelink, M. Prokop, Atherosclerosis 2 (2009) 489-493.

4 T. Sato, Y. Yamada, Y. Ohtani, N. Mitsui, H. Murasawa, S. Araki, J. Biosci. Bioeng. 91 (2001) 16-20.

5 S. Rishipal, P. Alka, H. Mojeer, P. Bibhu Prasad, Pharm. Anal. Acta 7 (2016) 12.

32

Zastosowanie techniki ICP MS do oznaczania zanieczyszczeń w bizmucie

wysokiej czystości

Jadwiga Charasińska

Zakład Chemii Analitycznej, Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metali Nieżelaznych

Posiadanie procedur oznaczania zawartości zanieczyszczeń w metalach o wysokiej czystości jest

elementem niezbędnym w praktyce laboratoriów, które świadczą usługi analityczne dla firm

zajmujących się produkcją takich metali oraz producentów stopów. Oprócz działalności usługowej,

w Zakładzie Chemii Analitycznej IMN, procedury takie są konieczne do oceny materiałów

przeznaczonych do wykorzystania w procesie wytwarzania certyfikowanych materiałów odniesienia.

Przedstawiono metodę oznaczania antymonu, arsenu, chromu, cyny, germanu, kadmu, kobaltu,

magnezu, miedzi, molibdenu, niklu, ołowiu, srebra, talu, wanadu i żelaza w bizmucie wysokiej czystości

(99,99%), techniką spektrometrii mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP MS).

Opracowana metoda umożliwia oznaczanie wymienionych pierwiastków, w zakresie stężeń 0,5-50

mg/kg, podczas jednego cyklu analitycznego.

W aplikacji analitycznej zastosowano dwa tryby pracy spektrometru: standardowy dla Mg, V, Co, Ge,

As, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Tl i Pb) oraz DRC (z amoniakiem) dla Cr, Fe, Ni i Cu. Opisano metodę

roztwarzania próbek bizmutu, potencjalne interferencje spektralne, sposoby kalibracji oraz uzyskane

wyniki oznaczania zanieczyszczeń.

Literatura

J. Charasińska, Sprawozdanie IMN 7728/18 Opracowanie nowych procedur analitycznych dla metod wdrożonych

w Zakładzie Chemii Analitycznej w 2018 roku, str. 59-65, 2018.

33

Certyfikowane materiały odniesienia wytworzone w 2018 r. w Instytucie

Metali Nieżelaznych

Justyna Kostrzewa, Barbara Bolibrzuch, Tadeusz Gorewoda, Jacek Anyszkiewicz


Szybkie, wielopierwiastkowe instrumentalne techniki analityczne powszechnie stosowane zarówno

w laboratoriach przemysłowych jak i naukowych, wymagają stosowania certyfikowanych materiałów

odniesienia (CRM) do kalibracji aparatury pomiarowej. Proces wytwarzania CRM-ów powinien

przebiegać wg określonych wymagań, opisanych w normie PN-EN ISO 17034:2017 i powinien

zapewnić spójność pomiarową wytwarzanych materiałów. Instytut Metali Nieżelaznych przez ponad 60

lat swojej działalności stał się znanym, liczącym się w świecie producentem CRM-ów dla metali

kolorowych i ich stopów oraz rud, odpadów i koncentratów z przemysłu metali nieżelaznych.

Wizytówką IMN stały się serie spektralnych certyfikowanych materiałów odniesienia. W ubiegłym roku

w Instytucie Metali Nieżelaznych wytworzono i opracowano trzy serie CRM-ów:

• seria CCA - miedź srebrowa

• seria CCB - miedź magnezowa

• seria LD - stop gat. Bi58Sn42

34

Możliwości zastosowania automatycznego titratora Titrando 905 do badań

próbek z przemysłu metali nieżelaznych

Izabela Nabiałczyk, Agnieszka Czech, Jadwiga Charasińska


Metoda potencjometryczna jest jedną z najstarszych metod instrumentalnych w analizie chemicznej.

Wykorzystuje się w niej pomiar siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa złożonego z dwóch elektrod

zanurzonych w badanym roztworze. Mierzona wartość SEM zależy od potencjału elektrycznego

elektrody umieszczonej w roztworze elektrolitu, natomiast potencjał zależy od aktywności znajdujących

się w tym roztworze jonów [1].

Wśród metod potencjometrycznych wyróżniono dwie grupy: pomiary bezpośrednie, w których

na podstawie krzywej kalibracyjnej wykonuje się pomiar stężenia oznaczanego składnika (stosowane

przede wszystkim do pomiarów pH roztworu, a także do pomiarów stężenia jonów wykorzystując

elektrody jonoselektywne) oraz miareczkowanie potencjometryczne, polegające na wyznaczaniu SEM

ogniwa podczas dodawania mianowanego odczynnika miareczkującego [2].

Titrando 905 jest to nowoczesny przyrząd służący do automatycznego miareczkowania,

umożliwiający rejestrację danych pomiarowych i prezentację krzywej miareczkowania. Posiada

możliwość pracy w trybach miareczkowania dynamicznego (DET), monotonicznego (MET) oraz do

ustalonego punktu końcowego pH/U (SET). Ponadto ma możliwość wykonywania pomiarów stężenia

jonów za pomocą elektrod jonoselektywnych. Wykorzystywany jest obecnie w Zakładzie Chemii

Analitycznej IMN do oznaczania jonów chlorkowych w próbkach m.in.: tlenku cynku, koncentratów

miedzi, elektrolitów miedziowych; srebra w stopach srebra oraz w stopach miedzi; kwasu siarkowego

w próbkach elektrolitów miedziowych. Dla potrzeb analizy próbek z przemysłu metali nieżelaznych

opracowano także aplikacje analityczne służące do: redoksometrycznego miareczkowania złota

w próbkach stopów jubilerskich za pomocą roztworu siarczanu żelazowo-amonowego wobec elektrody

Pt; kompleksometrycznego miareczkowania cynku w nawozach za pomocą roztworu EDTA wobec

jonoselektywnej elektrody miedziowej. Trwają prace związane z opracowaniem aplikacji służących do

redoksometrycznego miareczkowania rodu z użyciem siarczanu żelazowo-amonowego wobec elektrody

Pt, kompleksometrycznego miareczkowania miedzi, kobaltu, manganu i niklu za pomocą roztworu

EDTA wobec jonoselektywnej elektrody miedziowej oraz redoksometrycznego miareczkowania

kobaltu.

Literatura

1 W. Szczepaniak, Metody Instrumentalne w Analizie Chemicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2011.

2 A. Cygański, Metody elektroanalityczne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 1995.

35

Opracowanie metod oznaczania zawartości chromu(VI) w tworzywach

sztucznych w oparciu o normę PN-EN 62321-7-2 na zgodność z Dyrektywą

RoHS II

Sylwia Kozłowicz, Magdalena Knapik

Zakład Chemii Analitycznej, Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Państwa Unii Europejskiej dążą do ograniczenia stosowania niebezpiecznych substancji w różnych

produktach, m.in. w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym. Przedsiębiorcy działający w tych

obszarach mają obowiązek kontroli poziomu metali toksycznych w wyrobach nowo wprowadzanych na

rynek UE. Dyrektywa RoHS II 2011/65/UE Parlamentu Europejskiego i Rady z dn. 8 czerwca 2011r.

w sprawie ograniczenia stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym

i elektronicznym określa dopuszczalną zawartość szkodliwych substancji w materiale jednorodnym [1].

Jednym z pierwiastków objętym ograniczeniem jest chrom sześciowartościowy. Jest to substancja

toksyczna, alergenna, mutagenna i rakotwórcza. W wyniku zetknięcia ze skórą może powodować jej

alergiczne kontaktowe zapalenie. Takie kontaktowe uczulenie na chrom jest trzecią najczęstszą alergią

na metal, po niklu i kobalcie. W procesie wytwarzania tworzyw sztucznych związki chromu były

stosowane jako barwniki.

Celem badań było opracowanie metod oznaczania chromu(VI) w tworzywach sztucznych w oparciu

o normę PN-EN 62321-7-2 [2]. W Zakładzie Chemii Analitycznej wytworzono trzy rodzaje

syntetycznych materiałów (polistyren, polietylen i durakryl) o znanej zawartości Cr(VI), które

wykorzystano do badań. Przygotowanie próbek do analizy polegało w pierwszym etapie na

rozpuszczeniu tworzyw sztucznych w N-metylopirolidynonie (NMP), a następnie ługowaniu

w mieszaninie trawiącej. Oznaczanie zawartości chromu(VI) wykonano techniką UV Vis, zgodnie

z obowiązującą normą PN-EN 62321-7-2:2017-07. Jako technikę alternatywną do techniki UV Vis

zastosowano technikę ICP OES.

W celu potwierdzenia kompetencji w zakresie oznaczania niebezpiecznych substancji w sprzęcie

elektrycznym i elektronicznym Zakład Chemii Analitycznej IMN wziął udział w badaniu biegłości

organizowanym przez China NIL Research Center for Proficiency. Badanie biegłości - NIL PT-1660

obejmowało oznaczanie zawartości chromu(VI) w ABS (poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styren)).

Zakład Chemii Analitycznej uzyskał wynik zadowalający, który potwierdził kompetencje do

wykonywania badań w tym obszarze.

Literatura

1 Dyrektywa 2011/65/UE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 8 czerwca 2011 r. w sprawie ograniczenia

stosowania niektórych niebezpiecznych substancji w sprzęcie elektrycznym i elektronicznym.

2 PN-EN 62321-7-2:2017-07 - Oznaczanie wybranych substancji w wyrobach elektrotechnicznych - Część 7-2:

Chrom sześciowartościowy - Określanie metodą kolorymetryczną zawartości sześciowartościowego chromu

(Cr(VI)) w tworzywach sztucznych i urządzeniach elektronicznych.

36

Oznaczanie fluorków w próbkach z przemysłu metali nieżelaznych z

zastosowaniem fluorkowej elektrody jonoselektywnej

Agnieszka Czech, Jadwiga Charasińska

Zakład Chemii Analitycznej, Sieć Badawcza Łukasiewicz-Instytut Metali Nieżelaznych

Opisano oznaczanie fluoru w wodzie i ściekach [1], powietrzu, materiałach biologicznych, nawozach

sztucznych, plastikach [2]. Specyficzne właściwości chemiczne fluoru sprawiają, że jego oznaczanie

jest trudne, co go wyróżnia spośród pozostałych halogenków. Fluor jest najbardziej elektroujemnymi

jednocześnie najbardziej reaktywnym pierwiastkiem. Podczas oznaczanie fluorków występuje znaczny

przeszkadzający wpływ innych jonów. Spowodowany jest on z jednej strony strącaniem się ich (np. Ba,

Mg, Ce, Th) w postaci fluorków, z drugiej tworzeniem się stałych kompleksów fluorkowych (np. z Si,

B, Al, Fe(III), Ti, Zr, Ta i Be) [3]. Dlatego też oddzielenie fluorków przed ich oznaczeniem jest cechą

charakterystyczną oznaczeń fluoru. Często stosowana metoda oddzielenia fluoru polega na jego

oddestylowaniu z silnie kwaśnego roztworu. Wydzielone jony fluorkowe oznacza się metodami

wagowymi (strącanie w postaci fluorku wapnia lub chlorofluorku ołowiu), metodą miareczkową

(z zastosowaniem azotanu toru), metodami spektofotometrycznymi i jonometrycznie. Ze wszystkich

wymienionych metod najprostsza i najszybsza jest metoda jonometryczna z zastosowaniem selektywnej

elektrody fluorkowej, która polega na pomiarze siły elektromotorycznej ogniwa złożonego z dwóch

elektrod, zanurzonych w roztworze próbki. Jedna z elektrod, to elektroda wskaźnikowa, czyli

jonoselektywna, której potencjał selektywnie zależy od aktywności określonych jonów. Druga

elektroda, to elektroda odniesienia, której potencjał jest stały, niezależny od składu i stężenia próbki [4].

Podczas pomiarów stężeń fluorków z wykorzystaniem elektrody jonoselektywnej stosuje się roztwory

buforowe, które zapewniają stałą siłę jonową roztworu, stałe pH i kompleksowanie jonów

przeszkadzających.

Przedmiotem badań w Zakładzie Chemii Analitycznej IMN jest opracowanie metod analitycznych,

które polegają na destylacyjnym wydzieleniu fluorowodoru ze środowiska kwasu siarkowego

(z wykorzystaniem aparatu do destylacji fluorków z parą wodną) i jonometrycznym pomiarze stężenia

jonów fluorkowych [5]. Opracowane metody mają zastosowanie podczas analizy próbek stałych

z przemysłu metali nieżelaznych wymagających przeprowadzenia próbki do roztworu metodą stapiania

z nadtlenkiem sodu oraz do oznaczania śladowych zawartości fluorków w stężonych roztworach kwasu

siarkowego.

Literatura

1 J. Dojlido, J. Zerbe, Instrumentalne metody badania wody i ścieków, Warszawa, 1997.

2 W. J. Wiliams, Oznaczanie anionów, Warszawa, 1985.

3 J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa, 1965.

4 K. Cammann, Zastosowanie elektrod jonoselektywnych, Warszawa, 1977.

5 A. Czech, Wdrożenie do praktyki analitycznej przyrządu do automatycznego miareczkowania

potencjometrycznego oraz aparatu do destylacji fluorków z parą wodną. Etap I - studia literaturowe i wdrożenie

aparatu do destylacji fluorków, Sprawozdanie IMN nr 7836/19, 2019.

37

Badania nad zastosowaniem nowych procedur ekstrakcji flawonoidów

z gryki i jej produktów

Patrycja Kasprzyk(1), Kornelia Śliwka(1), Sylwia Bajkacz(1), Jakub Adamek(2)

(1)Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Wydział Chemiczny, Politechnika

Śląska, ul. Krzywoustego 6, 44-100, Gliwice, Polska

(2)Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej i Biotechnologii, Wydział Chemiczny, Politechnika


Flawonoidy to niskocząsteczkowe związki polifenolowe, które wykazują silne właściwości

antyoksydacyjne. Ze względu na dużą ilość produktów spożywczych oraz roślin zawierających te

związki, istotne jest opracowanie efektywnej metody ich wydzielania i oznaczania. W literaturze istnieje

wiele metod wydzielania flawonoidów z produktów gryczanych, natomiast obecnie szuka się bardziej

„zielonych” metod, które stawiają nacisk na zastępowanie tradycyjnych rozpuszczalników nowymi,

bardziej bezpiecznymi dla środowiska. Kryteria te spełniają naturalne rozpuszczalniki eutektyczne

(NADES), które stanowią mieszaninę dwóch lub więcej naturalnych związków organicznych, zwykle

metabolitów pierwotnych [1].

W ramach badań opracowano nową procedurę ekstrakcji NADES-SLE do wydzielania rutyny

i kwercetyny z gryki i jej produktów. W celu doboru warunków ekstrakcji NADES-SLE analizowano

wpływ takich parametrów jak: skład rozpuszczalnika, procentową zawartość wody w rozpuszczalniku,

czas wytrząsania, stosunek objętości rozpuszczalnika do masy próbki oraz pH próbki. Najlepszą

wydajność ekstrakcji uzyskano używając rozpuszczalnik o składzie: kwas mlekowy:kwas lewulinowy

(2:1; v/v) z 30% zawartością wody. Rutynę i kwercetynę oznaczano z zastosowaniem ultrasprawnej

chromatografii cieczowej z detektorem spektrofotometrycznym (UHPLC-UV). Analizy prowadzono

w odwróconym układzie faz z zastosowaniem elucji gradientowej. Do oznaczania flawonoidów

zastosowano długość fali światła λ=360 nm. Opracowana metoda została zwalidowana (wyznaczono

liniowość, dokładność i precyzję, granicę oznaczalności i wykrywalności). Ponadto wyznaczono odzysk

dla opracowanej procedury ekstrakcji NADES-SLE.

Opracowaną metodę NADES-SLE-UHPLC-UV zastosowano do oznaczenia zawartości rutyny

i kwercetyny m.in. w mące gryczanej, w zielu gryki zwyczajnej oraz w kaszy gryczanej.

Podziękowania:

Praca częściowo finansowana ze środków Narodowego Centrum Nauki w ramach projektu SONATA

nr 2014/13/D/ST4/01863.

Literatura

1 A. Paiva, R. Craveiro, I. Aroso, M. Martins, R. L. Reis, A. R. C. Duarte, ACS Sustainable Chem. Eng. 2 (2014) 1063 - 1071.

38

Nowe metody wydzielania i oznaczania 20-hydroksyekdysonu w szpinaku

Kornelia Śliwka(1), Patrycja Kasprzyk(1), Sylwia Bajkacz(1), Jakub Adamek(2)

(1)Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Wydział Chemiczny, Politechnika

Śląska, ul. Krzywoustego, 44-100, Gliwice, Polska

(2)Katedra Chemii Organicznej, Bioorganicznej i Biotechnologii, Wydział Chemiczny, Politechnika


Ekdysteroidy należą do związków polarnych, występują zarówno u roślin, jak i zwierząt. Dotychczas

przeprowadzone badania dowodzą, iż mają pozytywny wpływ na organizm ludzki. Podstawowym

znaczeniem ekdysonów jest ich wpływ na zwiększenie syntezy białka w organizmach ssaków, w tym

ludzi. Związki te wpływają również na metabolizm poprzez hamowanie syntezy cholesterolu i działają

antyarytmicznie. Z uwagi na coraz większe zainteresowanie naturalnymi sposobami poprawy stanu

zdrowia, pojawia się coraz więcej badań nad wydzielaniem i oznaczaniem fitoekdysteroidów

w roślinach [1].

Celem badań było opracowanie nowej procedury ekstrakcji 20-hydroksyekdysonu (20E) ze szpinaku

przy użyciu naturalnych rozpuszczalników eutektycznych (NADES). Badania obejmowały wybór

warunków ekstrakcji, np. składu rozpuszczalnika NADES, procentowej zawartości wody

w rozpuszczalniku, stosunku masy próbki do objętości rozpuszczalnika. Najlepszy odzysk

ekstrahowanego ekdysonu uzyskano przy użyciu 30% wodnego roztworu kwasu mlekowego i kwasu

lewulinowego (1:1; v/v) jako rozpuszczalnika ekstrakcyjnego. 20-hydroksyekdyson oznaczano

w próbkach szpinaku przy użyciu ultrasprawnej chromatografii cieczowej z detektorem

spektrofotometrycznym (UHPLC-UV). Analizy przeprowadzono w odwróconym układzie faz stosując

elucję gradientową. Oznaczanie przeprowadzono przy długości fali światła λ=242 nm.

Opracowana metoda jest bardziej efektywna od dotychczas stosowanych procedur ekstrakcji

tradycyjnymi rozpuszczalnikami takimi jak metanol, woda. W konsekwencji metoda ta może stać się

konkurencyjna dla obecnie stosowanych w celu wydzielenia 20-hydroksyekdysonu ze szpinaku.

Ponadto zastosowanie naturalnych rozpuszczalników eutektycznych sprawia, że metoda jest bardziej

ekonomiczna i bezpieczna dla środowiska, przy zachowaniu wysokiej wydajności ekstrakcji.

Literatura

1 M. Bathori, N. Toth, A. Hunyadi, A. Marki, E. Zador, Cur. Med. Chem. 15 (2008) 75-91.

39

Badanie aktywności naparów z ziela czystka

Celina Pieszko, Adam Kozubowski, Anita Daniel

Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Wydział Chemiczny, Politechnika

Śląska w Gliwicach

Określenie „czystek” odnosi się do roślin z rodzaju Cistus należących do rodziny Czystkowatych. Pod

wpływem zmian atmosferycznych, zmiany w wyglądzie zewnętrznym rośliny skutkują zmianami

zawartości polifenoli [1]. Dzięki wysokiej zawartości polifenoli w roślinie czystek jest wykorzystywany

jako pomocniczy przy występowaniu różnych schorzeń [2]. Chemiczne metody oznaczania zdolności

przeciwutleniającej są oparte na pomiarze wpływu przeciwutleniaczy na szybkość procesów utlenienia

zachodzących w próbce, redukcji jonów metali lub zdolności wyłapywania syntetycznego rodnika.

Prezentowane badania obejmują zastosowanie metody spektrofotometrii UV-VIS do oznaczania

całkowitej zawartości polifenoli oraz zdolności przeciwutleniającej w próbkach naparów z ziela czystka

[3,4]. Próbki naparów pobierano po 5,10 i 15 min parzenia. Materiałem do badań były trzy odmiany

ziela czystka pochodzące z trzech rejonów geograficznych: Albanii, Turcji oraz Grecji. Do oznaczania

całkowitej zawartość polifenoli w przeliczeniu na kwas galusowy przy długości fali λ=758 nm

zastosowano odczynnik Folina-Ciocalteu, a do oznaczenia zdolności przeciwutleniającej przy długości

fali λ=518 nm syntetyczny rodnik 2,2-difenylo-1-pikrylohydrazyl (DPD). Całkowita zawartość

polifenoli w próbkach naparów wahała się w granicach 100 - 120 mg/g suszu, a zdolność przeciw

oksydacyjna w granicach 22-29 mg/g suszu, z czego czystek turecki charakteryzował się największą ich

zawartością. Wydłużając parzenia do 15 min wyekstrahuje się ok 30% więcej badanych związków.

Literatura

1. K. Dimas et al., Pharmacol. Res. 42 (2000) 475-478.

2. P. Sharma, H. S. Gujral, Food Chem. 120 (2010) 673-678.

3.A. Blainski, G. C. Lopes, J. C. P. D. Mello, Molecues 18 (2013) 6852-6865.

4. M. Cybul, R. Nowak, Przegląd metod stosowanych w analizie właściwości antyoksydacyjnych wyciągów

roślinnych, Akademia Medyczna w Lublinie, 54 (2008).

40

Zastosowanie cieczy jonowych do wydzielania 20-hydroksyekdyson z

próbek szpinaku

Anna Wolny(1)(2), Karol Erfurt(1), Sylwia Bajkacz(2), Anna Chrobok(1)

(1)Katedra Technologii Chemicznej, Organicznej i Petrochemii, Wydział Chemiczny, Politechnika

Śląska, Gliwice (2)Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Wydział Chemiczny,

Politechnika Śląska, Gliwice

Fitoekdysony są związkami steroidowymi posiadającymi wielokierunkowy i pozytywny wpływ na

organizmy żywe. Udowodniono, że należący do nich 20-hydroksyekdyson (20E) stymuluje tworzenie

się przeciwciał, redukuje ilość cholesterolu oraz odpowiada za efekt anaboliczny i hipoglikemiczny w

organizmie [1,2]. Dzięki temu ekdysony roślinne mają duży potencjał pojawienia się w przyszłych

rozwiązaniach farmaceutycznych. Przez to bardzo ważne jest opracowanie szybkiej i bezpiecznej

metody ekstrakcji oraz oznaczania w materiale roślinnym.

Niniejsze badania obejmowały opracowanie nowej metody chromatograficznej (UHPLC-UV)

do oznaczania 20E oraz ekologicznej procedury ekstrakcji z zastosowaniem cieczy jonowych (IL-SLE)

do jego wydzielania z próbek szpinaku.

Analiza UHPLC-UV była prowadzona w odwróconym układzie faz. Zastosowano kolumnę

Poroshell 120 EC-C18, a fazę ruchomą stanowiła mieszanina rozpuszczalników acetonitryl oraz 0,05%

roztwór TFA w wodzie w programie elucji gradientowej. Najlepszą efektywność ekstrakcji 20E

uzyskano przy użyciu trioctanu trietyloamoniowego. Opracowana metoda IL-SLE-UHPLC-UV

charakteryzowała się dobrą precyzją, dokładnością oraz liniowością w zakresie stężeń 0,5-30 μg/g,

a otrzymany odzysk wynosił powyżej 86%. Analiza próbek rzeczywistych szpinaku wykazała,

że w świeżym produkcie znajduje się dwa razy więcej 20E niż w produkcie mrożonym.

Przeprowadzone badania pozwoliły na opracowanie skutecznej metody oznaczania UHPLC-

UV oraz ekologicznej procedury ekstrakcji 20E z próbek szpinaku z zastosowaniem „zielonej” cieczy

jonowej, która do tej pory nie była stosowana, jako ekstrahent w żadnych opisanych w literaturze

procedurach analitycznych.

Literatura

1 B. Thiem, M. Kikowska, M. Maliński, D. Kruszka, M. Napierała, E. Florek, Phytochem. Rev. 16 (2017) 603-622.

2 M. Báthori, N. Tóth, A. Hunyadi, A. Márki, E. Zádor, Cur. Med. Chem.15 (2008) 75-89.

41

Właściwości luminescencyjne zol-żelowych materiałów krzemionkowych

podwójnie domieszkowanych jonami Tb3+ i Gd3+

Barbara Szpikowska-Sroka, Kinga Łukaszek, Emilia Martula, Magdalena Lisiecka, Natalia

Pawlik, Wojciech A. Pisarski

Uniwersytet Śląski

Innowacyjne rozwiązania technologiczne w zakresie optyki generują duże zapotrzebowanie na

materiały charakteryzujące się wydajną luminescencją w szerokim zakresie widma od ultrafioletu (UV)

do podczerwieni (IR) [1]. Luminofory domieszkowane trójwartościowymi jonami Tb3+ są stosowane

jako wydajne zielone emitery [2]. Zwiększenie wydajności emisji jonów lantanowców może być

spowodowane mechanizmami transferu energii pomiędzy oddziałującymi jonami domieszek optycznie

aktywnych. Spektralne dopasowanie wzbudzonych poziomów energetycznych jonów Tb3+ i Gd3+, ale

również emisja jonów Gd3+ w zakresie od 590 nm do 640 nm (6GJ → 6PJ) pozwala na wzmocnienie

charakterystycznej emisji w zakresie światła widzialnego [3, 4].

W niniejszej pracy przedstawiono niskotemperaturową syntezę krzemionkowych materiałów zol-

żelowych podwójnie domieszkowanych jonami Tb3+ i Gd3+. Właściwości luminescencyjne otrzymanych

materiałów zostały zbadane poprzez rejestrację widm ekscytacji (λem = 543 nm,

λem = 311 nm), emisji (λexc = 351 nm, λexc = 369 nm, λexc = 377 nm i λexc = 273 nm) oraz przeprowadzenie

pomiarów kinetyki zaniku luminescencji poziomu 5D4 jonów Tb+3 przy różnych parametrach

wzbudzenia. W otrzymanych materiałach zarejestrowano proces transferu energii Gd3+ → Tb3+, czego

efektem jest konwersja promieniowania z zakresu UV na luminescencję widzialną. Uzyskane wyniki

wyraźnie wskazują na korzystny wpływ jonów Gd3+ oraz zachodzących efektów spektroskopowych na

właściwości luminescencyjne jonów Tb3+ w badanych luminoforach. Otrzymane krzemionkowe

materiały zol-żelowe mogą znaleźć zastosowanie w innowacyjnych zastosowaniach

optoelektronicznych.

Literatura

1 J. del-Castillo, A.C. Yanes, S. Abe, P.F. Smet, J. Alloy. Compd. 635 (2015) 136-141.

2 B. Szpikowska-Sroka, N. Pawlik, T. Goryczka, W. A. Pisarski, Ceram. Int. 41 (2015) 11670-11679.

3 M. Guzik, E. Tomaszewicz, S.M. Kaczmarek, J. Cybińska, H. Fuks, Journal of Non-Crystalline Solids 356 (2010) 1902-1907.

4 B. Szpikowska-Sroka, L. Żur, R. Czoik, T. Goryczka, M. Żądło, W.A. Pisarski, Optics Letters, 39 (11) (2014) 3181-3184.

42

Wpływ stężenia jonów europu na właściwości luminescencyjne kserożeli

krzemionkowych

Barbara Szpikowska-Sroka, Emilia Martula, Kinga Łukaszek, Magdalena Lisiecka,

Natalia Pawlik, Wojciech A. Pisarski

Zakład Chemii Materiałów i Technologii Chemicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w

Katowicach

Odnotowany postęp w dziedzinie fotoniki na przestrzeni ostatnich lat związany jest z dynamicznym

rozwojem badań nad materiałami aktywowanymi optycznie czynnymi jonami ziem rzadkich [1].

Luminofory domieszkowane trójwartościowymi jonami Eu3+ są powszechnie stosowane jako wydajne

czerwone emitery [2]. Czerwona luminescencja jonów Eu3+ związana z przejściem energetycznym 5D0 → 7F2 z powodzeniem jest stosowana w lampach fluorescencyjnych oraz kolorowych wyświetlaczach [3].

Podczas przeprowadzonych badań zsyntezowano niskotemperaturową metodą zol-żel kserożele

krzemionkowe domieszkowane jonami Eu3+ o różnej zawartości domieszki optycznie czynnej.

Właściwości luminescencyjne otrzymanych układów zostały zbadane poprzez rejestrację widm

ekscytacji (λem = 611 nm), emisji (λexc = 393 nm lub λexc = 464 nm) oraz krzywych zaniku luminescencji

z poziomu 5D0 jonów Eu3+. Zarejestrowana fotoluminescencja odpowiada przejściom elektronowym 5D0 → 7FJ (J = 0-4) jonów Eu3+.

Przeprowadzone badania wyraźnie wskazują na wpływ zawartości domieszki optycznie czynnej na

właściwości luminescencyjne trójwartościowych jonów Eu3+ w otrzymanych materiałach zol-żelowych.

Literatura

1 M. Garai, B. Karmakar, J. Alloy. Compd. 678 (2016) 360-369.

2 G. Lakshminarayana, J. Qiu, M.G. Brik, I.V. Kityk, J. Phys. Condens. Matter 20 (2008) 335106.

3 B. Szpikowska-Sroka, L. Żur, R. Czoik, T. Goryczka, A.S. Swinarew, M. Żądło, W.A. Pisarski, J. Sol-Gel Sci.

Techn. 68 (2013) 278-283.

43

Jony Eu3+ jako sonda spektroskopowa w amorficzno-krystalicznych

materiałach zol-żelowych zawierających nanokryształy fluorkowe

Natalia Pawlik, Barbara Szpikowska-Sroka, Emilia Martula,

Kinga Łukaszek, Wojciech A. Pisarski

Zakład Chemii Materiałów i Technologii Chemicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski

w Katowicach

Aktualnie jednym z czołowych kierunków rozwoju inżynierii materiałów przeznaczonych do

zastosowań w optoelektronice jest opracowanie metod syntezy materiałów amorficzno-krystalicznych

aktywowanych jonami ziem rzadkich [1]. Tlenkowo-fluorkowe materiały amorficzno-krystaliczne

otrzymywane są powszechnie w toku kontrolowanej obróbki cieplnej szkieł tlenkowych uzyskiwanych

konwencjonalną metodą wysokotemperaturowego wytopu. Alternatywną metodą syntezy materiałów

amorficzno-krystalicznych jest technologia zol-żel realizowana poprzez przebieg reakcji

polikondensacji w fazie ciekłej. Mając na uwadze, że obróbka termiczna materiałów zol-żelowych

przeprowadzana w celu krystalizacji faz fluorkowych odbywa się w temperaturach znacznie niższych

niż wytop składników szkłotwórczych, technologia zol-żel stanowi szczególnie atrakcyjną metodę

otrzymywania materiałów amorficzno-krystalicznych do zastosowań w optoelektronice [2].

Cennym narzędziem w zakresie szacowania zmian w symetrii lokalnego otoczenia w matrycy, będących

efektem prowadzonego procesu kontrolowanej obróbki cieplnej materiałów amorficznych jest

spektroskopia jonów Eu3+. Z uwagi na naturę wewnątrz-konfiguracyjnych przejść elektronowych jonów

Eu3+ w obrębie konfiguracji 4f6 są one z powodzeniem stosowane w charakterze sond spektroskopowych

[3].

W toku niniejszych badań otrzymano domieszkowane optycznie aktywnymi jonami Eu3+ materiały

amorficzno-krystaliczne zawierające nanokryształy fluorkowe MF3 (M = Y, La, Gd) poprzez

kontrolowaną obróbkę termiczną kserożeli krzemionkowych. Charakterystyka luminescencyjna

otrzymanych układów została przeprowadzona w oparciu o zarejestrowane widma ekscytacji, emisji

oraz krzywych zaniku luminescencji z poziomu 5D0 jonów Eu3+. Na podstawie znacznego spadku

wartości współczynnika R/O po procesie wygrzewania oraz widocznego rozszczepienia pasm

emisyjnych stwierdzono częściowe wbudowanie jonów aktywatora w sieci krystaliczne otrzymanych

nanokryształów fluorkowych MF3 (M = Y, La, Gd). Ponadto, przeprowadzonemu procesowi obróbki

termicznej towarzyszyła zmiana charakteru zarejestrowanych krzywych zaniku luminescencji

z poziomu 5D0 jonów Eu3+ z mono-eksponencjalnych (kserożele) na bi-eksponencjalne (materiały

dwufazowe), wskazując tym samym na dystrybucję jonów domieszki aktywnej między zol-żelowe

matryce amorficzne, a nanokryształy fluorkowe.

Badania zostały wykonane w ramach realizacji projektu NCN nr 2016/23/B/ST8/01965.

Literatura

1 P.P. Fedorov, A.A. Luginina, A.I. Popov, J. Fluorine Chem. 172 (2015) 22-50.

2 M. Secu, C.E. Secu, J. Non-Cryst. Solids 426 (2015) 78-82.

3 K. Binnemans, Coordin. Chem. Rev. 295 (2015) 1-45.

44

Badania właściwości antyoksydacyjnych wybranych ziołomiodów i miodów

polskich

Anna Gwadera, Mariola Bartoszek, Roksana Bernat, Justyna Polak


w Katowicach

Miód jako substancja pochodzenia naturalnego, produkowana przez pszczoły z nektaru roślin miodnych,

posiada bardzo bogaty skład. Obok cukrów prostych zawiera liczne enzymy i aminokwasy, a także

witaminy C i E oraz związki polifenolowe. Ze względu na tak zróżnicowany skład, podjęto liczne

badania naukowe i wykazano, że miody charakteryzują się dobrymi właściwościami antybakteryjnymi,

przeciwzapalnymi, są skuteczną pomocą w zwalczaniu cukrzycy oraz hiperlipidemii, a także stymulują

odporność organizmu oraz wspomagają gojenie się ran. Interesującym zagadnieniem są właściwości

antyoksydacyjne i całkowita zawartość polifenoli w miodach nektarowych i spadziowych, a także

w ziołomiodach - miodach produkowanych przez pszczoły ze specjalnie przygotowanych przez

pszczelarza syropów na bazie mieszanek niemiododajnych ziół.

W niniejszym eksperymencie zbadano 3 miody (akacjowy, lipowy, spadziowy) oraz 9 ziołomiodów

(malinowy, aroniowy, pokrzywowy, miętowy, sosnowy, głogowy, rumiankowy, pigwowcowy oraz

z kozłka lekarskiego) pochodzących z Polski (woj. mazowieckie). Przeprowadzono badania całkowitej

zawartości polifenoli metodą Folina-Ciocalteu’a, a także całkowitej pojemności antyoksydacyjnej,

stosując metodę spektrofotometrii UV-Vis, wobec trwałego rodnika 1,1-difenylo-2-pikrylohydrazylu

(DPPH•) jako wzorca.

Badania wykazały zróżnicowane właściwości antyoksydacyjne próbek, które są wysoko skorelowane

z całkowitą zawartością polifenoli. Ponadto, w przypadku ziołomiodów, należy przypuszczać,

że uzyskane wyniki są zależne od właściwości rośliny bazowej.

Literatura

1 A. Wilczyńska, Pol. J. Food Nutr. Sci. 60 (2010) 309-313.

2 M. Dżugan, P. Sowa1, M. Kwaśniewska, M. Wesołowska, M. Czernicka, Plant Foods Hum. Nutr. 72 (2017) 74-81.

3 G. Toydemir, E. Capanoglu, S. Kamiloglu, E. Firatligil-Durmus, A. Sunay, T. Samanci, D. Boyacioglu, Pol. J.

Food Nutr. Sci. 65 (2015) 127-135.

4 S. Ranal, M. Mishra, D. Yadav, S. Subramani, Ch. Katare1, Prog. Nutr. 20 (2018) 5-14.

45

Wpływ sposobu produkcji na właściwości antyoksydacyjne nalewki

z zielonych orzechów włoskich

Roksana Bernat, Justyna Polak, Mariola Bartoszek


w Katowicach

Powszechnie wiadomo, że orzechy włoskie stanowią bogate źródło nienasyconych kwasów

tłuszczowych, witamin, składników mineralnych oraz związków o działaniu antyoksydacyjnym,

należących głównie do grupy polifenoli [1]. To właśnie duża zawartość związków polifenolowych jest

odpowiedzialna za charakterystyczny cierpki smak orzechów włoskich. Orzechy włoskie wykazują

szeroki zakres działania leczniczego. Na szczególną uwagę zasługują nalewki z zielonych niedojrzałych

orzechów włoskich, które stosowane są w medycynie ludowej w leczeniu zaburzeń przewodu

pokarmowego tj. niestrawność, wzdęcia, zatrucia, biegunki czy wrzody żołądka. Ponadto wykazują

działanie przeciwzapalne, przeciwbakteryjne, a nawet przeciwgrzybicze. Są również stosowane jako

środek pomocniczy w leczeniu cukrzycy, chorób tarczycy, a także zmian skórnych [2].

Nalewki są napojem alkoholowym, powstającym w wyniku maceracji produktów pochodzenia

roślinnego przy użyciu alkoholu o różnych stężeniach (od 35 do 96%), z dodatkiem lub bez dodatku

cukru. Macerację prowadzi się w celu wyekstrahowania substancji znajdujących się w matrycy

roślinnej, a także wydobycia smaku i aromatu celem poprawienia walorów smakowych trunku.

Istnieje wiele receptur opisujących sposób przygotowania nalewki z zielonych orzechów włoskich.

Podobnie jak w przypadku klasycznej ekstrakcji, tak i w przypadku maceracji istnieje szereg czynników

mających wpływ na właściwości otrzymanej nalewki. W związku z tym celem przeprowadzonych badań

było opracowanie optymalnego sposobu otrzymywania nalewki z niedojrzałych orzechów włoskich.

W tym celu otrzymano nalewki różniące się: rodzajem ekstrahenta (50% lub 100% etanol), miejscem

zbioru orzechów (teren miejski lub wiejski), zawartością cukru (bez cukru lub z cukrem) oraz czasem

maceracji (owoce zostawione w butelce przez cały czas badań lub owoce usunięte po 1 miesiącu).

Otrzymane nalewki badano pod kątem właściwości antyoksydacyjnych. Metodą Folin-Ciocalteu’a

określono całkowitą zawartość polifenoli (TPC), wyrażoną w ekwiwalentach kwasu galusowego,

natomiast całkowitą pojemność antyoksydacyjną (TEAC) wyznaczono przy użyciu spektroskopii UV-

vis i EPR, wyniki wyrażając w ekwiwalentach troloxu (TE). Badania przeprowadzano w charakterze

czasowym - nalewki badano: po tygodniu, po miesiącu, po 2 miesiącach, po 3 miesiącach i po 4

miesiącach od sporządzenia.

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że największy wpływ na właściwości

antyoksydacyjne nalewek ma długość okresu leżakowania oraz obecność owoców. Zawartość cukru

również wpływa na oznaczone wartości TPC i TEAC. Natomiast miejsce zbioru oraz stężenie użytego

alkoholu nie wpływają wyraźnie na właściwości antyoksydacyjne nalewek.

Literatura

1. H. Ciemniewska-Żytkiewicz, K. Krygier, J. Bryś, PTPS 1 (2014) 90-96.

2. „Orzech włoski”, str. 277-279 w A. Ożarowski, W. Jaroniewski, Rośliny lecznicze i ich praktyczne

zastosowanie, Instytut Wydawniczy Związków Zawodowych, 1987.

46

Wpływ warunków prowadzenia ekstrakcji na intensywność luminescencji

kompleksów rodaminy B z jonami Fe(III)

Rozalia Czoik


w Katowicach

W ostatnich latach zauważa się istotny wzrost zainteresowania związkami kompleksowymi, które mogą

być wykorzystywane, jako czujniki lub sondy fluorescencyjne m.in. w badaniach chemicznych,

biologicznych i oceanograficznych. Na szczególną uwagę zasługują kompleksy jonów metali

wielowartościowych z różnymi fluoryzującymi barwnikami organicznymi.

Celem badań było sprawdzenie wpływu warunków prowadzenia ekstrakcji takich jak m.in. pH

środowiska, stężenie fluoroforu, kolejność dodawania reagentów na luminescencję związków

kompleksowych tworzących się pomiędzy rodaminą B, a jonami żelaza (III). Eksperyment prowadzono

metodą ekstrakcji rozpuszczalnikowej, która polegała na łączeniu reagentów (w określonych warunkach

pH) w formie roztworów wodnych, a następnie ekstrakcji powstających asocjatów jonowych do fazy

organicznej - chloroformu. Badania przeprowadzono dla dwóch różnych stężeń kwasu

chlorowodorowego oraz dwóch różnych stężeń barwnika. W doświadczeniu używano wodnego

roztworu HCl o stosunku objętościowym faz V:V = 1:1 oraz 1:.4. Stężenie rodaminy B w roztworach

wyjściowych wynosiło 0,1% lub 0,25%.

W próbkach poddawanych ekstrakcji stężenie fluoroforu utrzymywano na stałym poziomie, a stężenie

jonów Fe(III) zmieniało się w zakresie od 1 μg/mL do 60 μg/mL. W sumie przebadano cztery układy.

Dla każdego z nich zarejestrowano widma ekscytacji na podstawie, których wyznaczono długość fali,

jaką następnie wzbudzano badane próbki w celu otrzymania ich widm emisji. Z położenia maksimum

w wykreślonych widmach emisji dla poszczególnych próbek, ustalono zależność intensywności

fluorescencji od stężenia jonów metalu, barwnika oraz pH. Pomiary optyczne przeprowadzono za

pomocą wysokiej klasy spektrofluorymetru PTI QuantaMaster QM40, w którym źródłem wzbudzenia

był impulsowy laser Nd :YAG (Opotek Opolette 355 LD).

Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzono, że intensywność emisji dla wszystkich badanych

układów istotnie zależy zarówno od stężenia fluoroforu, pH jak i stężenia jonów metalu.

W zastosowanych warunkach eksperymentalnych intensywność fluorescencji maleje wraz ze wzrostem

ilości Fe(III), co oznacza, że jony żelaza wygaszają fluorescencję rodaminy B. Z kolei wpływ wartości

pH podczas ekstrakcji oraz stężenia barwnika jest niejednoznaczny i w celu pełnego wyjaśnienia

wymaga dalszych badań.

Przedstawione badania są interesujące ze względu na biologiczną aktywność jonów żelaza (III) i fakt,

że zarówno sama rodamina B jak i syntezowane na jej bazie pochodne dobrze sprawdzają się, jako

czujniki fluorescencyjne do selektywnego wykrywania jonów różnych metali, w tym jonów żelaza na

trzecim stopniu utlenienia.

Literatura

1 R. Czoik, L. Żur, B. Szpikowska-Sroka, J. Połedniok, A.S. Swinarew, W.A. Pisarski, J. Lumin. 139 (2013) 35-39.

2 N.R. Chereddy, K. Suman, P. S. Korrapati, S. Thennarasu, A. B. Mandal, Dyes Pigm. 95 (2012) 606-613.

3 M. Formica, V. Fusi, L. Giorgi, M. Micheloni, Coord. Chem. Rev. 256 (2012) 170-192.

4 J.R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Springer, 2006.

47

Analiza fałszerst octów jabłkowych

Karina Małyjurek, Joanna Orzeł

Zakład Chemii Ogólnej i Chromatografii, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Ocet definiowany jest jako produkt otrzymany wyłącznie w procesie biologicznym dwóch fermentacji:

alkoholowej i octowej z surowców pochodzenia rolniczego [1]. Niefiltrowany, niesłodzony,

bezalkoholowy napój wykonany z jabłek, często z dodatkiem aromatów lub barwników nazywany jest

octem jabłkowym. Jako, że sam ocet jabłkowy jest bogaty w antyoksydanty -kwas chlorogenowy,

katechinę, taninę, kwas propionowy, kwas jabłkowy, kwas cytrynowy i beta-karoten, a także bakterie

probiotyczne oraz mikro i makro elementy jest cenionym produktem spożywczym zaliczanym do grupy

tzw. „superfood”. Jego skład zależy w głównej mierze od dodatków, które producenci stosują podczas

produkcji. Tak na przykład dodatek miodu wprowadza całe bogactwo znanych antyoksydantów,

witamin i mikroelementów, jednak wydłuża proces fermentacji [2]. Różnorodność dodatków

stosowanych podczas produkcji octu wpływa na wzrost przypadków jego fałszerstw. Przez brak

uwzględnienia zawartości kwasu octowego, dodatek substytutów miodu naturalnego lub substancji

wykorzystanej do poprawienia smaku, producenci wprowadzają w błąd konsumentów, którzy

najczęściej sięgają po ocet w celach zdrowotnych czy konserwujących, a te zaś zostają w ogromnej

mierze zaniżone [3].

Celem pracy było uzyskanie narzędzia, które umożliwi ocenę jakości octu jabłkowego ze względu na

zawartość miodu naturalnego lub jego substytutów. Ocet jabłkowy zawiera związki wykazujące

właściwości fluorescencyjne (np. polifenole, witaminy). W przypadku octu sporządzonego z dodatkiem

miodu ich ilość będzie większa niż dla produktów uzyskanych z wykorzystaniem jego substytutów.

Octy jabłkowe wykorzystane do badań zostały przygotowane z użyciem miodu oraz jego substytutów

(miód sztuczny, cukier). Dla wszystkich próbek oceniono kwasowość, całkowitą zawartość polifenoli

[4] oraz zarejestrowano widma całkowitej fluorescencji. Analizy zebranych danych dokonano przy

użyciu metod chemometrycznych.

Literatura

1 Polski Komitet Normalizacyjny: PN-EN 13188 10-2002, Ocet, produkt otrzymany z surowców pochodzenia

rolniczego. Definicje, wymagania, znakowanie.

2 H. van Braak, S. von Kuster, Ocet jabłkowy, Oficyna Wydawnicza ABA, 2014.

3 J. Czuba, Fałszywy ocet na polskim rynku, w Przemysł spożywczy, technologie i dodatki, SIGMA NOT, 1998.

4 V.L. Singleton, R. Orthofer, R.M. Lamuela-Raventós Lester Packer, Analysis of Total Phenols and Other

Oxidation Substrates and Antioxidants by Means of Folin-Ciocalteu Reagent, Academic Press, 1999.

48

Zastosowanie chromatografii cienkowarstwowej do analizy pigmentów

zawartych w soku z buraka zwyczajnego (Beta vulgaris L.)

Eliza Łata, Agnieszka Fulczyk, Teresa Kowalska, Mieczysław Sajewicz

Zakład Chemii Ogólnej i Chromatografii, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Znane są dwie grupy barwników występujących w bulwie buraka zwyczajnego (Beta vulgaris L.):

betacyjaniny, czyli barwniki czerwone oraz betaksantyny, czyli barwniki żółte. W pracy skupiono się

na analizie barwników czerwonych, których cząsteczki są zbudowane z betacyjanidyn (aglikonów)

połączonych z cząsteczką glukozy [1]. Znane są cztery główne barwniki z grup betacyjanin, zawarte

w buraku zwyczajnym: betanina, izobetanina, neobetanina oraz prebetanina. Najbardziej

rozpowszechnionym z nich jest betanina, która jako jedyna jest dostępna na rynku komercyjnym. Na

wykazie dodatków do żywności, sporządzonym przez Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności

oznaczona jest ona jako E162 [2]. Zainteresowanie analizą barwników wynika z ich szerokiego

zastosowania w przemyśle spożywczym jako substancji barwiących.

Przedmiotem prowadzonych badań było porównanie dostępnych danych literaturowych [3] z wynikami

własnej metody rozdziału chromatograficznego betacyjanin. Analizie poddano betaninę, stanowiącą

wzorzec fitochemiczny w przeprowadzonych badaniach oraz świeżo sporządzony sok z bulwy buraka

zwyczajnego. Analizę przeprowadzono z wykorzystaniem chromatografii cienkowarstwowej (TLC),

stosując detekcję densytometryczną. Wyniki badań potwierdzają wyższość opracowanej metody

rozdziału chromatograficznego nad wcześniejszą metodą, dostępną w literaturze naukowej.

Literatura

1 A. Gliszczyńska-Świgło, H. Szymusiak, P. Malinowska, Food Addit. Contam. 23 (2006) 1079-1087.

2 Directive 2000/13/EC of the European Parliament and of the Council of 20March 2000 on the approximation

of the laws of the Member States relating to the labeling, presentation and advertising of foodstuffs.

3 A. Biłyk, J. Food Sci. 46 (1981) 298-299.

49

Katalityczna synteza cyklicznych ketali oraz analiza otrzymanych

mieszanin poreakcyjnych

technikami 1H, 13C NMR, COSY, HMQC i GC-FID

Sabina Jacek, Klaudia Kubica, Maciej Kapkowski

Zakład Chemii Organicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

W literaturze przedmiotu spotyka się szereg podobnych technik otrzymywania cyklicznych acetali

w bezpośredniej reakcji poliolu z ketonem/aldehydem. Zdecydowana większość reakcji

przeprowadzana jest z wykorzystaniem mocnych kwasów nieorganicznych (H2SO4, HCl, HNO3) bądź

organicznych (kwas dichlorooctowy, kwas p-toluenosulfonowy) niezbędnych w celu uzyskania

wysokiego stopnia konwersji otrzymywanych produktów [1,2]. Ponadto reakcje prowadzi się

w rozpuszczalnikach organicznych takich jak toluen, 1,4-dioksan, tetrahydrofuran, cykloheksan,

dichlorometan [3,4]. Katalizatory reakcji stanowią najczęściej skomplikowane związki kompleksowe

metali bloku d np. Cu, Ir, metale (Fe) bądź tlenki metali (ZrO2) osadzone na krzemionce bądź

glinokrzemianach, modyfikowanym powierzchniowo węglu aktywnym, oraz włóknach polimerowych

[3,4]. W przypadku stosowania związków kompleksowych istotne jest prowadzenie reakcji

w atmosferze gazu inertnego ze względu na znaczną podatność katalizatora na utlenianie. Większość

reakcji wymaga stosowania relatywnie wysokiej temperatury (70-110°C) oraz długiego czasu

prowadzenia acetalizacji (3-6 godzin) przy czym stopień konwersji oscyluje w granicach 60 - 95% [3,4].

Interesujące z punktu widzenia potencjalnych zastosowań na skalę przemysłową są rozwiązania oparte

na niskotemperaturowej konwersji z zastosowaniem siatek z SnO2 domieszkowanych W lub Mo oraz

reakcji prowadzonych w cieczach jonowych, bądź z zastosowaniem katalizatora amberlyst 15A

w temperaturze pokojowej [2].

Syntezę cyklicznych acetali przeprowadzono w oparciu o heterogeniczne katalizatory

z nanocząstkami Re, Ru, Rh, Ir osadzonymi na krzemionce zol-żelowej. Aktywność zsyntetyzowanych

katalizatorów porównano w układzie testowym gliceryna - aceton. Stopień konwersji układu,

selektywność i wydajność syntezy poszczególnych produktów określono w oparciu o techniki

spektroskopowe 1H i 13C NMR, COSY, HMQC. Jako komplementarną metodę potwierdzającą

poprawność wykonanych analiz zastosowano chromatografię GC-FID [5,6].

Podziękowania

Praca finansowana przez NCN w ramach grantu MINIATURA2 „Katalityczna synteza i badanie

właściwości fizykochemicznych cyklicznych acetali otrzymywanych z biomasy jako potencjalnych

dodatków do paliw” Nr: DEC-2018/02/X/ST5/00450.

Literatura

1 D.Y. He, Z.J. Li, Z.J. Li, Y.Q. Liu, D.X. Qiu, M.S. Cai, Synth. Commun. 22 (1992) 2653-2658.

2 B. Mallesham, P. Sudarsanam, B.M. Reddy, Catal. Sci. Technol. 4 (2014) 803-813.

3 Z.P. Han, Y. Li, Inorg. Chem. Commun. 22 (2012) 73-76.

4 R. Rodrigues, M. Gonçalves, D. Mandelli, P.P. Pescarmona, W.A. Carvalho, Catal. Sci. Technol. 4 (2014) 2293-2301.

5 M. Kapkowski, J. Popiel, T. Siudyga, M. Dzida, E. Zorębski, M. Musiał, R. Sitko, J. Szade, K. Balin,

J. Klimontko, M. Zubko, J. Polanski, Appl. Catal. B 239 (2018) 154-167.

6 M. Kapkowski, W. Ambrożkiewicz, T. Siudyga, R. Sitko, J. Szade, J. Klimontko, K. Balin, J. Lelątko,

J. Polanski, Appl. Catal. B 202 (2017) 335-345.

50

Ocena skuteczności działania roztworów oczyszczających stosowanych w

regeneracji katalizatorów DeNOx oraz analiza ich składu po zużyciu pod

kątem zawartości metali ciężkich

Klaudia Kubica, Sabina Jacek, Jarosław Polański, Maciej Kapkowski

Zakład Chemii Organicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Przybierająca na sile antropopresja człowieka na środowisko naturalne jest wynikiem coraz szerszego

stosowania paliw kopalnych m.in. do napędzania gospodarek krajów rozwijających się, przechodzących

przez stadium intensywnej industrializacji (Chiny, Indie, Brazylia). Działalność człowieka

spowodowała kilka istotnych zmian na ziemi poprzez emisję gazów cieplarnianych: N2O, CO2, CH4,

fluorowęglowodorów i chlorofluorowęglowodorów [1]. Przykładowo systematyczny wzrost CO2

w atmosferze obserwuje się od rewolucji przemysłowej z 280 ppm do 400 ppm w 2016 r. [1-3]. Tlenki

azotu NOx powstające m.in. w wyniku spalania węgla stanowią obok SO2 jedno z głównych

zanieczyszczeń kwaśnych deszczów. W Polsce nie istnieje obecnie żadna alternatywa do pozyskiwania

energii z innych źródeł niż spalanie węgla kamiennego / brunatnego. Źródła odnawialne są mało

wydajne, poza tym istnieją problemy z magazynowaniem energii w czasie produkcji jej nadwyżek.

Ponadto nowe regulacje prawne UE dot. emisji gazów cieplarnianych przewidują znaczącą redukcję

NOx co z punktu widzenia Polskiej gospodarki wymusza zastosowanie nowych niskotemperaturowych

katalizatorów DeNOx do osiągnięcia tego założenia [4].

W ramach przeprowadzonych badań podjęto działania w zakresie poprawy właściwości katalitycznych

zdezaktywowanych katalizatorów SCR firmy CERAM IBIDEN stosowanych główne w elektrowniach

do oczyszczania gazów odlotowych z tlenków azotu. Efektem tych prac jest ekonomiczny płyn

oczyszczający, wielokrotnego użytku, łatwy w magazynowaniu oraz użytkowaniu. Dodatkową zaletą

opracowanej technologii jest neutralizacja odpadów powstałych podczas oczyszczania katalizatorów

SCR. Przeprowadzono również analizę ilościową składu zużytego płynu na zawartość wartościowych

pierwiastków, które można odzyskiwać na skalę przemysłową znanymi metodami

hydrometalurgicznymi.

Podziękowania

Praca finansowana przez NCBiR w ramach grantu TANGO1 - „Opracowanie metody regeneracji

katalizatorów DeNOx stosowanych w instalacjach energetycznych oraz opracowanie nowych bardziej

efektywnych katalizatorów DeNOx opartych na innowacyjnych materiałach uzyskiwanych

nanotechnologicznie” Nr.: TANGO1/266384/NCBR/2015.

Literatura

1 H. Muroyama, Y. Tsuda, T. Asakoshi, H. Masitah, T. Okanishi, T. Matsui, K. Eguchi, J. Catal. 343 (2016) 178-184

2 W. Wang, S. Wang, X. Ma, J. Gong, Chem. Soc. Rev. 40 (2011) 3703-3727.

3 http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/global.html U.S. Department of Commerce, National Oceanic and

Atmospheric Administration Earth System Research Laboratory, Global Monitoring Division. [dostęp

30.04.2019].

4 http://isap.sejm.gov.pl/Download?id=WDU20091301070&type=3 [dostęp 09.10.2016].

51

Wiązania wodorowe w związkach iminowych z rdzeniem tiofenowym

Agnieszka Pająk, Sonia Kotowicz, Ewa Schab-Balcerzak

Zakład Chemii Polimerów, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Wiązania wodorowe są nadal jednym ze szczególnie interesujących oddziaływań

międzycząsteczkowych, odgrywających zasadniczą rolę w przyrodzie. Klasyczne tego typu wiązanie,

powstaje pomiędzy atomem wodoru a atomem o dużej elektroujemności (np. tlenem, azotem czy siarką).

Istnieje wiele metod badawczych pozwalających na identyfikację oraz analizę wiązań wodorowych.

Jednak jedną z najczulszych metod detekcji między- i wewnątrzcząsteczkowych wiązań wodorowych,

oprócz spektroskopii w podczerwieni jest spektroskopia protonowego jądrowego rezonansu

magnetycznego (1H NMR). Protony uczestniczące w wiązaniu wodorowym posiadają znacznie

mniejszą gęstość elektronową wokół siebie niż protony niebiorące udziału w tworzeniu wiązań

wodorowych. Dlatego, następuje przesunięcie sygnałów w kierunku pól magnetycznych o mniejszym

natężeniu, związane ze zmniejszeniem ich ekranowania [1-4].

W ramach pracy otrzymano iminy niesymetryczne z rdzeniem tiofenowym, z podstawionym w pozycji

3 i 4 łańcuchem -COOC2H5. Za pomocą techniki 1H NMR potwierdzono obecność wiązań wodorowych

tworzących się pomiędzy atomem wodoru w grupie aminowej (-NH2) przy pierścieniu tiofenowym

a atomem tlenu grupy estrowej.

Literatura

1 Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, str. 278-283, Wydawnictwo Naukowe PWN, 1992.

2 W. Zieliński, Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych, str. 119,

Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 2000.

3 A. M. Karachewski, M. M. McNiel, C. A. Eckert, Ind. & Eng. Chem. Res. 28 (1989) 315-324.

4 M. Wałęsa-Chorab, M.-H. Tremblay, W. G. Skene, Chem. Eur. J. 22 (2016) 11382-11393.

52

Analiza nowej pochodnej 9,9’-bifluorenylidenu za pomocą spektroskopii

magnetycznego rezonansu jądrowego

Angelika Mieszczanin, Sławomir Kula, Ewa Schab-Balcerzak


W ostatnich latach możemy zaobserwować gwałtowne zwiększenie zapotrzebowania na energię

elektryczną, co spowodowane jest intensywnym rozwojem technologicznym. Dużą wagę przykłada się

do ekologicznych, przyjaznych dla środowiska rozwiązań, dlatego coraz większe znaczenie ma rozwój

produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Szczególnie interesującym rozwiązaniem w tej dziedzinie,

na które warto zwrócić uwagę, są ogniwa słoneczne nowej generacji. Przykładem tego typu urządzeń są

ogniwa perowskitowe (PSC). Ze względu na osiągnięty w ostatnich latach wzrost ich wydajności z 5%

do 22% [1-2], cieszą się one ogromnym zainteresowaniem badaczy. Jednak do dalszego ich rozwoju

i przemysłowych zastosowań niezbędne są nowe rozwiązania materiałowe ukierunkowane np. na

syntezę oraz badania właściwości związków stanowiących warstwy aktywne ogniwa. Przykładem tego

typu materiałów są związki transportujące ładunki dodatnie tzw. dziury (HTM). Obecnie

najpopularniejszym związkiem wykorzystywanym w roli HTM w ogniwach PSC jest

2,2′,7,7′-tetrakis(N,N-bis(p-metoksyfenylo)amino)-9,9’-spirobifluoren (spiro-OMeTAD) [1-2].

Wymaga on jednak wieloetapowej syntezy, co znacznie wpływa na jego stosunkowo wysoką cenę

(około 1 g/ 2000 zł), a przez to zwiększa koszty produkcji ogniw.

Celem pracy była synteza oraz potwierdzenie budowy nowej pochodnej 9,9’-bifluorenylidenu, która

potencjalnie może zastąpić popularny spiro-OMeTAD, jako materiał transportujący dziury (HTM).

Zaplanowany związek otrzymano w katalizowanej kompleksowym związkiem palladu reakcji

Buchwalda-Hartwiga 2,2’,7,7’-tetrabromo-9,9’-bifluorenylidenu z bis-(4-(etoksy)fenylo)aminą.

Następnie oczyszczono go za pomocą chromatografii kolumnowej. Finalnie, dla zsyntezowanej

pochodnej przeprowadzono szczegółową analizę za pomocą metod spektroskopii magnetycznego

rezonansu jądrowego NMR (1H, 13C, H-H COSY, H-C HMQC oraz H-C HMBC).

Podziękowania: Badania realizowane w ramach Grantu Rektora UŚ dla najlepszych studentów

(Angelika Mieszczanin).

Literatura

1 X. Zhao, M. Wang, Mater. Today 7 (2018) 208-220.

2 P. Vivo, J. K. Salunke, A. Priimagi, Materials 10 (2017) 1087-1132.

53

Zastosowanie spektroskopii NMR w analizie heteroaromatycznych

pochodnych kwasu cyjanoakrylowego

Aleksandra Fabiańczyk, Sławomir Kula, Ewa Schab-Balcerzak


Obecnie fotowoltaika należy do gwałtownie rozwijających się działów nauki i techniki. W związku

z tym, poszukiwane są nowe, wydajne urządzenia, które sprostają wymogom ekologicznym. Dlatego,

w ostatnich latach niesłabnącym zainteresowaniem cieszą się barwnikowe ogniwa słoneczne (DSSC),

głównie ze względu na prostotę i zminimalizowane koszty produkcji, a także dużą efektywność

konwersji rozproszonego światła słonecznego [1]. Najważniejszym elementem w tego typu ogniwach

jest barwnik, będący najczęściej małocząsteczkowym związkiem organicznym posiadającym

charakterystyczną grupę funkcyjną (na przykład karboksylową), która pełni rolę grupy kotwiczącej [2].

Celem pracy była szczegółowa analiza budowy dwóch syntezowanych heteroaromatycznych

barwników za pomocą spektroskopii NMR (1H, 13C NMR, H-H COSY, H-C HMQC oraz H-C HMBC).

Rozważane związki otrzymano w wyniku kondensacji N-metylopirol-2-karboaldehydu oraz furfuralu

z kwasem cyjanooctowym, w obecności piperydyny [3]. Jako metodę oczyszczania otrzymanych

pochodnych zastosowano chromatografię kolumnową oraz krystalizację. Przeprowadzone badania

pozwoliły na potwierdzenie budowy otrzymanych związków oraz na porównanie wpływu obecnych

w pięcioczłonowych pierścieniach heteroatomów (tlenu i siarki) na zależności strukturalne widoczne

w analizowanych widmach NMR.

Podziękowania: Badania finansowane przez NCN (OPUS) w ramach projektu nr 2016/23/B/ST8/02045.

Literatura

1 J. Gong, K. Sumathy, Q. Qiao, Z. Zhou, Renew. Suist. Energy Rev. 68 (2017) 234-246.

2 L. Chuan-Pei, L. Chun-Ting, H. Kuo-Chuan, Mater. Today 20 (2017) 267-283.

3 G. Paramaguru, R. Solomon, S. Jagadeeswari, P. Venuvanalingam, R. Renganathan, J. Photochem. Photobiol.

A:Chem. 271 (2013) 31-44.

54

Spektroskopia NMR w analizie budowy nowych barwników organicznych

Kinga Knapik, Martyna Kachel, Sławomir Kula, Ewa Schab-Balcerzak


Konwersja energii słonecznej na elektryczną stała się powodem dynamicznych poszukiwań tanich,

wydajnych oraz stabilnych materiałów organicznych. Związki chemiczne tego typu są obecnie badane

pod kątem zastosowania w wielu rodzajach ogniw słonecznych. Przykładem urządzeń cieszących się

ogromnym zainteresowaniem w literaturze są ogniwa barwnikowe (DSSC) [1]. Wynika to z faktu

niskich kosztów produkcji, których powodem jest możliwość zastosowania tanich materiałów

(w porównaniu do innych typów ogniw), a także szybkiego procesu wytwarzania. Czystość

wykorzystywanych materiałów nie musi być tak wysoka jak w przypadku krzemu. Ponadto proces

wytwarzania nie wymaga beztlenowych warunków konstruowania ogniwa, co znacznie ułatwia

produkcje urządzeń. Jednakże, do poprawnego i efektywnego działania ogniwa DSSC niezbędny jest

barwnik organiczny.

Dlatego w ramach pracy zsyntezowano, oczyszczono oraz potwierdzono budowę nowych pochodnych

kwasu cyjanoakrylowego, które potencjalnie mogą zostać wykorzystane jako barwniki w ogniwach

DSSC. Zaplanowane związki otrzymano w prostej i wydajnej kondensacji Knoevenagla, polegającej na

reakcji aldehydu z kwasem cyjanooctowym, w obecności piperydyny [2]. Uzyskane barwniki

oczyszczono za pomocą chromatografii kolumnowej. Ostatecznie, zsyntezowane pochodne poddano

szczegółowej analizie za pomocą spektroskopii NMR, w celu dokładnego potwierdzenia budowy

rozważanych barwników.

Podziękowania: Badania finansowane przez NCN (OPUS) w ramach projektu nr 2016/23/B/ST8/02045.

Literatura

1 L. Chuan-Pei, L. Chun-Ting, H. Kuo-Chuan, Mater. Today 20 (2017) 267-282.

2 J. Sivanadanam, P. Ganesan, R. Madhumitha, M. Nazeeruddin, R. Rajalingam, J. Photoch. Photobio. A. 299

(2015) 194-202.

55

Analiza pochodnych fenantro[9,10-d]-imidazolu za pomocą spektroskopii

NMR

Klaudia Kaszuba, Sławomir Kula, Ewa Schab-Balcerzak


Dynamiczny postęp technologiczny powoduje, iż wymagania stawiane urządzeniom elektronicznym

wykorzystującym materiały organiczne stale rosną. Większe oczekiwania wymagają poszukiwania

nowych, lepszych i bardziej wydajnych związków chemicznych, dlatego rozwój materiałów

luminescencyjnych stanowi aktualne wyzwanie naukowe. W związku z tym poszukiwane są nowe,

stabilne materiały organiczne emitujące rożne barwy światła z dobrą wydajnością, charakteryzujące się

stabilnością termiczną, wysoką temperaturą zeszklenia, niskim napięciem pracy oraz odpornością na

działanie tlenu i wilgoci. W związku z tym grupą związków na którą warto zwrócić uwagę są pochodne

fenantro[9,10-d]-imidazolu [1]. Charakteryzują się one wysoką stabilnością termiczną, zdolnością

transportu elektronów, dobrymi właściwościami elektroluminescencyjnymi (EL), a także dobrą

rozpuszczalnością umożliwiającą łatwą przetwarzalność tych związków. Ponadto pochodne

fenantro[9,10-d]-imidazolu najczęściej otrzymuje się w taniej i wydajnej kondensacji aldehydu, aminy

i diketonu [2].

W ramach badań zsyntezowano dwie pochodne fenantro[9,10-d]-imidazolu, zawierające podstawnik

tiofen-2-ylowy oraz 2,2’-bitiofen-5-ylowy. Rozważane związki otrzymano na drodze kondensacji

aniliny, 9,10-fenantrenochinonu, a także odpowiedniego aldehydu (tiofen-2-karboaldehydu lub 2,2'-

bitiofen-5-karboaldehydu). Następnie uzyskane produkty reakcji oczyszczono za pomocą

chromatografii kolumnowej. W celu potwierdzenia budowy otrzymanych związków oraz lepszego

zrozumienia ich zależności strukturalnych otrzymane pochodne poddano analizie za pomocą metod

spektroskopowych NMR.

Literatura

1 J. Tagare, S. Vaidyanathan, J. Mater. Chem. C. 6 (2018) 10138-10173.

2 S. Kula, A. Szlapa-Kula, S. Kotowicz, M. Filapek, K. Bujak, M. Siwy, H. Janeczek, S. Maćkowski, E. Schab-

Balcerzak, Dyes Pigm. 159 (2018) 646-654.

56

Profil lipofilowości chlorowodorków wybranych aminokwasów

Violetta Kozik, Andrzej Bąk, Aleksandra Świetlicka, Maksym Kravest, Agnieszka Środa

Zakład Syntezy Organicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Jednym z głównych celów współczesnej chemii organicznej, jest synteza nowych związków,

posiadających szereg istotnych cech fizykochemicznych przekładających się na ich potencjalne

zastosowanie w wielu dziedzinach życia.

Aktywność biologiczna aminokwasów, powoduje, że stają się one często stosowanymi półproduktami

w syntezie leków o potencjalnym działaniu antygrzybiczym czy też antybakteryjnym. Zainteresowanie

wzbudzają również pochodne aminokwasów w postaci chlorowodorków estrów metylowych

L-α-aminokwasów, czy uzyskiwane z seryny oraz treoniny β-laktony wykazujące działanie inhibitujące

w stosunku do wirusa zapalenia wątroby typu A [1,2].

Chlorowodorki estrów metylowych i etylowych aminokwasów, z reguły otrzymywane w reakcji

estryfikacji przebiegającej z udziałem chlorku tionylu, są cennym półproduktem w syntezie wielu

chiralnych związków. Z ich udziałem syntezowane są między innymi β-chiralne aminoalkohole,

chiralne makrocykliczne tetraamidy a także wykazujące czynność optyczną pochodne piperazyny [3-5].

Kluczową zaletą stosowania tego typu substratów jest przeniesienie chiralności na produkt

z zachowaniem określonej konfiguracji, co w konsekwencji pozwala wyeliminować uzyskanie

racemicznej mieszaniny związków końcowych. Chlorowodorki estrów metylowych aminokwasów

o zdefiniowanej konfiguracji D lub L mogą posłużyć także jako związki modelowe. Za ich

pośrednictwem możliwe jest bowiem, zbadanie wpływu rozpoznania enancjomerycznego nowych

makrocykli [6].

W celu określenia biodostępności otrzymanych pochodnych wyznaczono ich lipofilowość w technice

TLC-RP18, oraz wykonano szereg obliczeń profilu lipofilowego chlorowodorków.

Literatura

1 S. Manjinder, K. Yeeman, N. Michael, C. John, J. Org. Chem. 67 (2002) 1536-1547.

2 V. K. Tandon, D. B. Yadav, R. V. Singh, A. K. Chaturvedi, P. K. Shukla, Bioorg. Med. Chem. Lett. 15 (2005) 5324-5328.

3 C. Somlai, A. Pèter, P. Forgó, B. Penke, Synth. Commun. 33 (2003) 1815-1820.

4 T. Zieliński, M. Achmatowicz, J. Jurczak, Tetrahedron: Asym. 13 (2002) 2053-2059.

5 G. P. Pollini, N. Baricordi, S. Benetti, C. de Risi, V. Zanirato, Tetrahedron Lett. 46 (2005) 3699-3701.

6 J-K. Kim, J. Kim, S. Song, O-S. Jung, H. Suh, J. Incl. Phenom. Macrocycl. Chem. 58 (2007) 187-192.

57

Metody usuwania niesteroidowych leków przeciwzapalnych ze środowiska

wodnego

Agnieszka Środa (1,2), Aleksandra Świetlicka(1), Violetta Kozik(1), Andrzej Bąk(1),

Krzysztof Barbusiński(3)

(1)Uniwersytet Śląski, Szkolna 9, 40-007 Katowice (2)Instytut Przemyłu Organicznego,

Doświadczalna 27, 43-200 Pszczyna (3)Politechnika Śląska, Konarskiego 18, 44-100 Gliwice

Obecnie jedną z najprężniej rozwijającą się gałęzią przemysłu w Unii Europejskiej jest przemysł

farmaceutyczny. Substancje aktywne są uwalniane do środowiska od początku stosowania środków

leczniczych. Ze względu na takie zanieczyszczenie środowiska substancjami farmaceutycznymi i ich

metabolitami problem ten staje się dziś globalnym problemem środowiskowym i społecznym. Dzięki

stałemu rozwojowi technik analitycznych można wykrywać oraz oznaczać coraz mniejsze ilości

substancji aktywnych w badanych próbkach. Grupa leków dostępnych bez recepty najczęściej

występuje jako zanieczyszczenie w środowisku wodnym. Do tej grupy należą niesteroidowe leki

przeciwzapalne (NLPZ) [1]. Drogi emisji farmaceutyków i ich metabolitów do środowiska są

zróżnicowane. Leki i ich metabolity, które są stale wprowadzane do kanalizacji, a następnie do

oczyszczalni ścieków, nie są skutecznie usuwane w obecnie stosowanych systemach oczyszczania.

W związku z tym przedostają się one następnie do ekosystemów wodnych, gdzie nawet w małych

stężeniach, mogą ulegać kumulacji w organizmach żywych, a tym samym negatywnie oddziaływać na

wiele pokoleń [2,3].

Ze względu na powyższe, uzasadnione jest szukanie metod degradacji i usuwania zanieczyszczeń

pochodzenia farmaceutycznego ze środowiska aby znaleźć takie, które są efektywne i możliwe do

zastosowania w oczyszczalniach ścieków. W literaturze można znaleźć wiele sposobów usuwania

NLPZ ze środowiska. Są to m.in. adsorpcja, fotokatalityczna degradacja, nanofiltracja, chlorowanie czy

metody pogłębionego utleniania.

Poddanie wody powierzchniowej badaniom kontrolnym umożliwia stworzenie metody kontroli zużycia

środków farmaceutycznych oraz ilustruje stopień zanieczyszczenia zbiorników wodnych lekami.

Aktualnie nie ma regulacji prawnych, które określają limit zanieczyszczenia wód powierzchniowych

lekami. Jednak problem jest na tyle poważny, że tylko kwestią czasu jest wprowadzenie zmian

w polskim i europejskim prawie, które wymuszą na eksploatatorach oczyszczalni ścieków stosowanie

metod efektywnego usuwania tych zanieczyszczeń. Aby zapobiec dalszemu zanieczyszczeniu

środowiska leczniczymi substancjami farmaceutycznymi i ich metabolitami wskazane jest stosowanie

innowacyjnych metod usuwania ich ze ścieków.

Literatura

1 E. Kudlek, J. Bohdziewicz, M. Dudziak, K. Grübel, Proceedings of ECOpole 9 (2015) 641-648.

2 E. Płuciennik-Koropczuk, Civil And Environmental Engineering Reports 14 (2014) 63-74.

3 U. Guzik, K. Hupert-Kocurek, A. Mazur, Bromatologia i Chemia Toksykologiczna 1 (2013) 105-112.

58

Regioselektywne deuterowanie 2-metylo-8-hydroksychinoliny

Marcin Szala(1), Daniel Swoboda(2), Jakub Wantulok(2), Jacek E. Nycz(2)

(1)Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Politechnika Łódzka (2)Zakład Fizyki Chemicznej,

Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Związki otrzymywane na drodze zastępowania wodoru deuterem są obecnie wykorzystywane w chemii

organicznej, metaloorganicznej, enzymologii, spektroskopii czy farmakologii [1]. Dzięki nim możliwe

jest wyjaśnienie szlaku biosyntezy, poprawa stabilności metabolicznej leku w oparciu o bioizosteryzm,

czy badanie mechanizmów reakcji. Związki deuterowane z uwagi na idealnie wąski rozkład izotopowy

świetnie nadają się jako standardy wewnętrzne dla spektrometrii MS. Wymiana wodoru na deuter

sprzyja również poprawie selektywności reakcji- tłumi niepożądane drogi reakcji, ze względu na

kinetyczny efekt izotopowy.

Produkty reakcji wymiany proton-deuter, izotopomery przedstawimy na przykładzie jednego

z najpopularniejszych przedstawicieli N-heterocykli tj. 8-hydroksy-2-metylochinoliny.

Regioselektywna wymiana izotopowa została potwierdzona za pomocą 1H NMR, 13C NMR, GC-MS.

Literatura

1 Engelter, G. E. Jackson, C. L. Knight, D. A. Thornthon, J. Mol. Struct. 213 (1989) 133-144.

59

Cząstkowe objętości molowe 1,6-heksanodiolu w roztworach wodnych

w zakresie temperatur (288,15-318,15) K

Magdalena Bąba(1), Edward Zorębski(1)

(1)Zakład Chemii Fizycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Produkowane w olbrzymiej skali przemysłowej alkanodiole są związkami stosowanymi w wielu

dziedzinach i ich znaczenie trudno obecnie przecenić. Szerokie spektrum praktycznych zastosowań (np.:

w medycynie, farmacji, produkcji poliestrów i poliuretanów, przemyśle kosmetycznym, spożywczym

czy motoryzacyjnym) nie zmniejsza zainteresowania badawczego, albowiem wiele zagadnień

dotyczących właściwości alkanodioli wymaga dalszych badań, zwłaszcza że są one najprostszymi

przedstawicielami związków polihydroksylowych i mogą być traktowane jako jednostki modelowe.

Jednym z takich zagadnień są właściwości wolumetryczne i modyfikacja struktury rozpuszczalnika,

zwłaszcza w odniesieniu do roztworów wodnych. Celem pracy było wyznaczenie granicznych

cząstkowych objętości molowych 1,6-heksanodiolu w nieskończenie rozcieńczonych roztworach

wodnych, w zakresie temperatur od 288,15 K do 318,15 K i pod ciśnieniem atmosferycznym. Zakres

badań obejmował sporządzenie rozcieńczonych roztworów wodnych 1,6-heksanodiolu w zakresie

stężeń (0,04350-0,39260) mol/kg i pomiar gęstości (densytometr oscylacyjny Anton Paar DMA 5000

M) tych roztworów oraz wody użytej do ich przygotowania w zakresie temperatur od 288,15 K

do 318,15 K. W oparciu o pomiary gęstości wyznaczono cząstkowe objętości molowe w temperaturach

z badanego zakresu. Graniczne cząstkowe objętości molowe, uzyskano poprzez ekstrapolację. Wartości

te są dodatnie i zaobserwowano wzrost tych wartości ze wzrostem temperatury. Porównanie

otrzymanych wyników dla 1,6-heksanodiolu z dostępnymi danymi literaturowymi pozwoliło stwierdzić

dobrą zgodność (max. odchylenie 0,35%). Porównanie granicznych cząstkowych objętości molowych

1,6-heksanodiolu z wartościami literaturowymi dla innych izomerów pozycyjnych, tj.: 1,2-, 1,5- oraz

2,5-heksanodiolu [1,2], pozwala stwierdzić, że wartości dla poszczególnych izomerów są bardzo

zbliżone. Dotyczy to zwłaszcza izomerów 1,5-, 2,5- oraz 1,6-, dla których graniczne cząstkowe molowe

objętości (298,15 K) wynoszą odpowiednio 121,21 cm3/mol, 120,42 cm3/mol oraz 120,55 cm3/mol.

Oznacza to znikomy wpływ rozmieszczenia grup OH w cząsteczkach na wartości granicznej cząstkowej

objętości molowej w roztworach wodnych tych izomerów. Większą różnicę obserwuje się w przypadku

izomeru 1,2-, dla którego graniczna cząstkowa molowa objętość (298,15 K) wynosi 119,07 cm3/mol.

Literatura

1 I. Cibulka, L.Hnedkovsky, J. Chem. Eng. Data 58 (2013) 1724-1734.

2 C. M. Romero, M. S. Páez, J. C. Arteaga, M. A. Romero, F. Negrete, J. Chem. Thermodyn. 39 (2007) 1101-1109.

60

Ciekłe kryształy jako komponenty elektrolitów w ogniwach litowo-

jonowych

Paweł Gancarz(1), Michał Filapek(2), Edward Zorębski(1)

(1)Zakład Chemii Fizycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

(2)Zakład Chemii Nieorganicznej, Metaloorganicznej i Katalizy, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski

w Katowicach

Elektrochemiczne źródła energii, a zwłaszcza akumulatory litowo-jonowe są aktualnie obiektem stale

rosnącego zainteresowania. W kręgu zainteresowań dotyczących elektrochemicznego magazynowania

i konwersji energii znalazły się też ciekłe kryształy, które jako materiały samoorganizujące się mogą

tworzyć struktury zdolne do transportu jonów [1-4]. Taką możliwość stwarzają estry pochodnych

tiofenu i kwasu galusowego: 3,4,5-tris(n-dodekan-1-yloksy)benzoesan tiofen-3-ylu oraz 3,4,5-tris[4-(n-

dodekan-1-yloksy)benzyloksy]benzoesan tiofen-3-ylu, które wykazują zdolność do samoorganizacji

w fazie ciekłej, zaś zagęszczenie atomów tlenu w centralnej części cząsteczek umożliwia stworzenie

ścieżek dyfuzji dla jonów litu [3]. Podobne zdolności transportu jonów litu wykazują substancje

o właściwościach ciekłokrystalicznych zawierające w swojej strukturze ugrupowanie będące

cyklicznym węglanem lub liniowym eterem etylenowym [2].

Metodami woltamperometrii cyklicznej i różnicowej woltamperometrii impulsowej zbadano stabilność

elektrolitu będącego mieszaniną otrzymanych związków oraz bis(trifluorometanosulfonylo)imidku litu

(LiTFSI) w węglanie propylenu. Wpływ podstawników na zdolność utleniania i redukcji okazał się

nieznaczny, natomiast ich oddziaływania przestrzenne w różnym stopniu pozwalały na utworzenie fazy

krystalicznej. Wyznaczono przedział potencjału stabilności elektrolitu równy ok. 4 V. Po wykonaniu

eksperymentalnego ogniwa litowo-jonowego potwierdzono przydatność powyższych ośrodków

ciekłokrystalicznych w konstrukcji ogniw litowo-jonowych. Pojemność specyficzna badanych ogniw

zmieniała się jednak z każdym kolejnym cyklem. Możliwą przyczyną tych zmian było zjawisko

formowania się przewodzącej interfazy na styku elektrolitu i ujemnej elektrody [5]. Wyjaśnienie tego

procesu wymaga dalszych badań.

Literatura

1 T. Kato, Angew. Chem. Int. Ed. 49 (2010) 7847-7848.

2 T. Onuma, E. Hosono, M. Takenouchi, J. Sakuda, S. Kajiyama, M. Yoshio and T. Kato, ACS Omega 3 (2018) 159-166.

3 K. A. Bogdanowicz, P. Gancarz, M. Filapek, D. Pociecha, M. Marzec, I. Chojnacka and A. Iwan, Dalton Trans.

47 (2018) 15714-15724.

4 J. H. Lee, K. S. Han, J. S. Lee, A. S. Lee, S. K. Park, S. Y. Hong, J.-C. Lee, K. T. Mueller, S. M. Hong, C. M.

Koo, Adv. Mater. 28 (2016) 9301-9307.

5 F. Single, A. Latz and B. Horstmann, Chem. Sus. Chem. 11 (2018) 1950-1955.

61

Opracowanie metody wyosabniania oraz identyfikacji i oznaczania

ilościowego delta-9-THC i jego metabolitu we krwi

Paulina Wachholz(1), Milena Majchrzak(1,2), Rafał Celiński(2), Mieczysław Sajewicz(1)

(1)Zakład Chemii Ogólnej i Chromatografii, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

(2)Laboratorium Toksykologiczne Toxlab Sp. z o.o. w Katowicach

Przetwory konopi innych niż włókniste takie jak marihuana czy haszysz, są niezmiennie od lat

najczęściej stosowanymi środkami odurzającymi zarówno w Polsce jak i na świecie. Szybki rozwój

komercyjny rynku konopi skutkuje wprowadzaniem nowatorskich rozwiązań w zakresie ich dostępnych

postaci, a także sposobów ich przyjmowania. Niepokojącym zjawiskiem jest częste stosowanie konopi

przez osoby, które bardzo często świadome zagrożeń z tego wynikających, prowadzą po ich zażyciu

pojazdy mechaniczne. Jeszcze bardziej szokujące jest stosowanie konopi przez kobiety w ciąży w celach

polepszenia samopoczucia czy uśmierzenia bólu [1,2].

Jednym z najważniejszych i najbardziej złożonych aspektów całej procedury analitycznej w badaniach

toksykologicznych materiału biologicznego jest izolacja substancji aktywnych. Matryca biologiczna jest

trudnym do analizy materiałem, gdyż niesie ze sobą szereg związków balastowych m.in. w postaci

białek i tłuszczy, a stężenie analitów może zmieniać się wraz z rozrzedzeniem płynów ustrojowych,

przemianami zachodzącymi w organizmie, czy też czasem i warunkami przechowywania materiału do

badań. Analiza kannabinoidów w materiale biologicznym stanowi duże wyzwanie, ponieważ są one

wysoce lipofilowe, a w konsekwencji są obecne w płynach ustrojowych w niskich stężeniach. Z całą

pewnością technika chromatografii cieczowej sprzężona ze spektrometrią mas (LC-MS) należy do

najbardziej wrażliwych i specyficznych analitycznych metod oznaczania kannabinoidów w płynach

ustrojowych [3]. Obecnie istnieje rosnąca potrzeba poszukiwania procedur wstępnego

przygotowywania próbek do badań, które powinny być stosunkowo proste, szybkie, niedrogie,

umożliwiać dobry odzysk i odpowiednią selektywność, jednocześnie redukując zużycie

rozpuszczalników organicznych i objętości próbek oraz, o ile to możliwe, zautomatyzowanie.

Przeniesienie wprost metod już istniejących jest najczęściej niemożliwe ze względu na

międzylaboratoryjne różnice aparaturowe. Z tego powodu, każdorazowa próba opracowania nowej

metody identyfikacji i oznaczania środków odurzających i substancji psychotropowych oraz leków

w materiale biologicznym wymaga odpowiedniej optymalizacji i walidacji.

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki opracowania metody izolacji, identyfikacji i oznaczenia

ilościowego delta-9-tetrahydrokannabinolu w materiale biologicznym, która wykorzystana może być

w laboratoriach toksykologii sądowej, rutynowo przeprowadzających takie badania.

Literatura

1 European Drug Report 2018, http://www.emcdda.europa.eu/ (dostęp: 25.03.2019).

2 National Survey on Drug Use and Health 2016, https://www.samhsa.gov/data/ (dostęp: 25.03.2019).

3 C. Citti, D. Braghiroli, M. A. Vandelli, G. Cannazza, J. Pharmaceut. Biomed. 147 (2018) 565-579.

62

Zastosowanie chromatografii gazowej (GC-ECD) do oceny skuteczności

usuwania pestycydów chloroorganicznych ze ścieków modelowych w

procesie koagulacji solami glinu, żelaza(III) i tytanu(IV)

Maciej Thomas(1), Ewa Szpyrka(2), Aneta Zwolak(2), Magdalena Podbielska(2)

Chemiqua, Kraków

Pestycydy chloroorganiczne są nadal szeroko stosowane na świecie i należą do grupy chlorowanych

pochodnych węglowodorów, które mają szerokie zastosowanie w przemyśle i rolnictwie. Związki te

charakteryzują się wysoką toksycznością, zdolnością do bioakumulacji oraz niewielką podatnością na

biodegradację. Pomimo, że w krajach rozwiniętych stosowanie wielu związków należących do

pestycydów chloroorganicznych zostało zakazane, w krajach niskorozwiniętych są nadal stosowane [1].

Wskutek ich zastosowania na terenach rolniczych, mogą one przedostawać się wraz z wodami

opadowymi do wód podziemnych oraz cieków wodnych, z których pobierana jest woda przeznaczona

(po zastosowaniu odpowiednich procesów uzdatniania) na cele spożywcze lub przemysłowe.

W procesach uzdatniania wody, wykorzystuje się m. in. procesy koagulacji i flokulacji [2], w których

wykorzystuje się głównie łatwo hydrolizujące sole glinu. Badania porównawcze skuteczności

tradycyjnych koagulantów (np.: soli Al, Fe(III)) i koagulantów zawierających sole Ti(IV), wykazały

większą skuteczność związków tytanu w usuwaniu związków refrakcyjnych (oznaczanych przy λ=254

nm), rozpuszczalnego węgla organicznego i mętności [3].

Celem niniejszej pracy było zastosowanie techniki GC-ECD do oceny skuteczności usuwania

pestycydów chloroorganicznych (α-HCH, γ-HCH, heptachlor, aldryna, heptachlor-exo-epoksyd,

heptachlor-endo-epoksyd, p,p’-DDE, dieldryna, o,p’-DDT, p,p’-DDD, p,p’-DDT, metoksychlor,

β-HCG i HCB) za pomocą soli Al, Fe(III) i Ti(IV) ze ścieków modelowych. Przeprowadzone badania

wykazały, że przy pH 6,5-9,5, w zakresie testowanych dawek koagulantów (30, 60, 90 i 120 mg/dm3),

największą skutecznością (jako kryterium przyjęto wartość sumy pestycydów w ściekach po procesie

koagulacji i flokulacji) charakteryzował się TiCl4 (69,1-87,9%). W przypadku AlCl3 oraz FeCl3

odnotowano porównywalną skuteczność usuwania pestycydów, odpowiednio w zakresie 62-78,2% oraz

69,2-78,8%. Stężenia pestycydów w próbkach ścieków po procesie koagulacji, oznaczano

zmodyfikowaną metodą GC-ECD. Do ekstrakcji związków chloroorganicznych z próbek ścieków

zastosowano dichlorometan.

Literatura

1 R. Jayaraj, P. Megha, P. Sreedev, Interdiscip. Toxicol. 9 (2016) 90-100.

2 M. Zainal-Abideen, A. Aris, F. Yusof, Z. Abdul-Majid, A. Selamat, S.I. Omar, Water Sci. Technol. 65 (2012) 496-503.

3 Y.X. Zhao, B.Y. Bao, H.K. Shon, B.C. Cao, J.H. Kim, J. Hazard. Mater. 30 (2001) 1536-1542.

63

Zmienność przestrzenna i czasowa w stężeniu metali/metaloidów w wodach

i osadach dennych płytkiego, nizinnego zbiornika zaporowego

Katarzyna Grygoyć, Magdalena Jabłońska-Czapla

Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN

Osady denne zbiorników wodnych stanowią istotny element ekosystemów wodnych, biorąc czynny

udział w cyklu geochemicznym pierwiastków i materii organicznej. Pierwiastki takie jak: Mn, Co, Ni,

Cu, Zn, As, Cr, Rb, Sr, Cd, Ba, Tl, Pb, Sb przedostają się do wód powierzchniowych, a potem są

akumulowane w osadach dennych, rożnymi drogami. Możliwy wzrost zakwaszenia środowiska wód

limnicznych niektórych akwenów jest konkretnym zagrożeniem, które można utożsamiać

z niekontrolowanym wzrostem mobilności metali obecnie zakumulowanych w osadach dennych i ich

alokacją na tereny powiązane osiami hydrograficznego odwodnienia. Przekroczenie stężenia

pierwiastków śladowych w osadach dennych w porównaniu z ich poziomem zwykle spotykanym

w skałach osadowych jest zasadniczym wskaźnikiem antropopresji.

Celem badań było określenie relacji czasowej oraz przestrzennej w zmianach stężeń wybranych metali

i metaloidów w wodach i osadach dennych płytkiego, nizinnego zbiornika zaporowego na przykładzie

Zbiornika Kozłowa Góra.

Próbki wód i osadów dennych były pobierane od maja do września 2018 roku w transekcie podłużnym

zbiornika. Za pomocą spektrometru ICP-MS oznaczano w nich zawartość As, Sb, Co, Ni, Cu, Zn, Rb,

Cr, Sr, Cd, Ba, Tl, Pb, Mn. W celu sprawdzenia metodyki oznaczania całkowitej zawartości metali

i metaloidów przeprowadzono analizę certyfikowanych materiałów odniesienia.

Pod względem zawartości ww. pierwiastków wody Zbiornika Kozłowa Góra spełniają wytyczne

dotyczące granicznych zawartości substancji priorytetowych i można je zaliczyć do I-II klasy czystości

wód powierzchniowych oraz wytyczne dotyczące jakości wód przeznaczonych do spożycia. Osady

denne zbiornika zawierają znaczne ilości pierwiastków takich jak cynk, kadm i ołów pochodzenia

komunikacyjno-przemysłowego. Według kryteriów geochemicznych [1] zawartość ołowiu i kadmu

wskazuje na III klasę zanieczyszczeń ze względu na zawartość, cynkiem oraz miernie zanieczyszczone

arsenem. W osadach dennych Zbiornika występuje niewielka zmienność przestrzenna stężeń metali

i metaloidów. Migracja metali wzdłuż transektu zbiornika jest ściśle związana z jego morfometrią.

Uzyskane wyniki badań powoliły na wyznaczenie Pollution Load Index PLI [2], współczynnika

geoakumulacji Igeo [3], współczynnika Sb/As [4]. Uzyskane wyniki badań wskazują na przemysłowo-

komunikacyjne pochodzenie zanieczyszczeń w zbiorniku Kozłowa Góra.

Literatura

1 S. Siebielec, G. Siebielec, B. Smreczak, Studia I raporty IUNG-PIB 46 (2015) 163-181.

2 D.L. Tomlinson, J. G. Wilson, C. R. Harris, D. W. Jeffrey, Helgolander Meeresun. 33 (1980) 566-575.

3 G. Müller, J. Geol. 2 (1969) 108-118.

4 R. Sharifi, F. Moore, B. Keshavarzi, J. Environ. Manage. 170 (2016) 136-144.

64

Skład pierwiastkowy wybranych sączków i filtrów stosowanych w analizie

pierwiastków śladowych w stałych próbkach środowiskowych

Katarzyna Nocoń, Justyna Klyta

Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN

W analizie stałych próbek środowiskowych filtry membranowe i sączki filtracyjne stosowane są wtedy,

kiedy próbka musi być pobrana bezpośrednio na filtr/sączek, jak to ma miejsce w przypadku np. próbek

pyłu atmosferycznego oraz kiedy próbka musi zostać oddzielona od fazy ciekłej, a ze względów

technicznych sączenie próbki, z wykorzystaniem filtra strzykawkowego czy ciśnieniowego aparatu

filtracyjnego, jest bardziej wskazane, niż jej oddzielenie w procesie wirowania [1,2].

Znajomość zawartości pierwiastków w sączkach/filtrach może mieć bardzo istotne znaczenie zwłaszcza

w analizie (ultra)śladowych ilości tych pierwiastków w badanych próbkach. W sączku/filtrze

przygotowywanym do analizy łącznie z próbką stałą np. w procesie mineralizacji, stężenia niektórych

pierwiastków mogą być nawet kilkukrotnie wyższe niż w próbce, co może wpływać na dokładność

i precyzję wyników analizy próbki, nawet mimo uwzględniania w analizie tzw. próby „ślepej”.

W związku z tym, wybór odpowiedniego filtra/sączka jest ważny również z punktu widzenia zawartości

w nim pierwiastków przewidzianych do analizy w próbce środowiskowej.

W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości wybranych pierwiastków śladowych (metali

i metaloidów) oznaczonych w wybranych filtrach membranowych i sączkach filtracyjnych techniką

spektrometrii mas z plazmą indukcyjnie sprzężoną (ICP-MS). Analizie poddano filtry membranowe

i sączki wykonane m.in. z takich materiałów jak: poliwęglan (PC), mieszane estry celulozy (MCE),

azotan celulozy (CN), włókno szklane (GF), polipropylen (PP), polieterosulfon (PES), które zostały

uprzednio zmineralizowane w stężonym kwasie azotowym i nadtlenku wodoru (3:1) w mineralizatorze

mikrofalowym.

Część badań została wykonana w ramach projektu badawczego nr 2016/23/N/ST10/03032

finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki.

Literatura

1 K. Widziewicz, W. Rogula-Kozłowska, P. Rogula-Kopiec, G. Majewski, K. Loska, Environ. Eng. Sci. 34 (2017) 321-320.

2 M. Stanisławska, B. Janasik, M. Trzcinka-Ochocka, Medycyna Pracy 62 (2011) 359-368.

65

Arsen w fazie stałej i wodach porowych torfowisk ombrotroficznych

położonych w Polsce i Norwegii

Ewa Miszczak, Irena Twardowska

Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polska Akademia Nauk w Zabrzu

Znaczna część arsenu obecnego w środowisku pochodzi ze źródeł antropogenicznych, w głównej mierze

z emisji ze spalania paliw kopalnych oraz z procesów wydobycia i hutnictwa rud metali nieżelaznych

[1-4]. Podczas procesów spalania arsen przedostaje się do atmosfery i w postaci drobnych cząstek

aerozolu [5] jest przenoszony przez prądy powietrza na odległość setek, a nawet tysięcy kilometrów,

a następnie w wyniku mokrej lub suchej depozycji trafia do pozostałych ekosystemów środowiska.

Rdzenie torfowe z torfowisk ombrotroficznych, otrzymują ładunki zanieczyszczeń wyłączniew wyniku

opadu, a zatem mogą służyć do retrospektywnej oceny zanieczyszczenia powietrza, a przede wszystkim

do określenia zanieczyszczenia powierzchni ziemi, w tym gleb od czasów rewolucji przemysłowej do

czasów współczesnych. Badania nad pionowym rozkładem zanieczyszczeń w profilu torfowisk jako

stężeń w suchej masie torfu są dość liczne, podczas gdy ich stężenia w wodach porowych profilu torfu

nigdy nie były analizowane. Dane te mogą dostarczyć informacji o ilościach zanieczyszczeń

transportowanych z masami powietrza na dalekie odległości (LRTP), które zasilają torfowiska i gleby

w wyniku depozycji, oraz o ich pionowej relokacji w datowanym izotopowo profilu torfowiska.

Zawartość As w dwóch profilach torfów (G-1, I-3), w suchej masie warstw 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm

i 20-40 cm oraz w wodach porowych wyekstrahowanych przez odwirowanie z odpowiednich poziomów

torfowisk oznaczono za pomocą spektrometru ICP-MS. Rdzeń G-1 pobrano z torfowiska

ombrotroficznego Gyland położonego w południowej części Norwegii. Obszar ten znajduje się głównie

pod wpływem transgranicznego transportu zanieczyszczeń z masami powietrza znad zachodniej

i centralnej Europy. Rdzeń I-3 (Izery) pobrano z torfowiska ombrotroficznego położonego w Górach

Izerskich w SW części Polski na obszarze „czarnego trójkąta” znajdującego się głównie pod wpływem

emisji z dużych elektrowni węglowych z Polski, Niemiec i Czech. Maksymalne stężenia As 11,05 (I-3)

i 4,751(G-1) mgAs/kg w fazie stałej oraz As 0,169 (I-3) i 0,018 (G-1) mgAs/L w wodach porowych

występowały na poziomie 10-20 cm. W obu profilach zawartość arsenu w wodach porowych i fazie

stałej wykazywały podobną pionową zmienność stężeń, która potwierdza redystrybucję tego pierwiastka

w wyniku migracji pionowej. Uzyskane wyniki wykazują istotny wpływ transgranicznego transportu

zanieczyszczeń na zanieczyszczenie powierzchni ziemi na obydwu obszarach, oraz większe natężenie

depozycji As w SW części Polski, aniżeli w południowej części Norwegii.

Literatura

1 K. Kalbitz, R. Wennrich, Sci. Total Environ. 209 (1998) 27-39.

2 P.L. Smedley, D.G. Kinniburgh, Appl. Geochem. 17 (2002) 517-568.

3 Z. Lin, R.W. Puls, Adv. Environ. Res. 7 (2003) 825-834.

4 A. Krysiak, A. Karczewska, Sci. Total Environ. 379 (2007) 190-200.

5 W.R. Cullen, B.C. McBride, H. Manji, A.W. Pickett, J. Raglinski, Appl. Organomet. Chem. 3 (1989) 71-78.

66

Zmienność stężeń wybranych jonów i metali w wodzie zbiornika skażonego

termicznie

Paulina Pecyna-Utylska, Joanna Kernert, Katarzyna Grygoyć, Katarzyna Nocoń, Maciej

Kostecki, Rajmund Michalski

Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk w Zabrzu

Warunki termiczne zbiorników wód powierzchniowych determinowane są przez czynniki naturalne

i antropogeniczne. W zależności od stopnia antropopresji obserwuje się różnice w kształtowaniu

stosunków termicznych wód w aspekcie czasowym i przestrzennym. Przykładem antropopresji

wywieranej na zbiorniki wodne jest skażenie termicznie. Charakteryzuje się ono wyraźnie podwyższoną

lub obniżoną ciepłotą wód w stosunku do naturalnej temperatury wód powierzchniowych w danych

warunkach atmosferycznych. Powszechnie występującym zjawiskiem jest obciążanie zbiorników

ściekami, które podnoszą temperaturę wody w strefie ich dopływu. Oddziaływanie to może skutkować

przesunięciem strefy zamarzania zbiorników zimą, a latem wtórnym wzrostem temperatury. Zjawiska

te zaburzając naturalną stratyfikację termiczną wód zbiornika, w rezultacie wpływają na współistnienie

organizmów wodnych oraz przebieg procesów zachodzących w wodach. Najsilniej skażone termicznie

zbiorniki to te, których stosunki termiczne kształtowane są przez zrzuty wód podgrzanych [1].

Zbiornik Rybnicki powstał w latach siedemdziesiątych XX wieku jako integralny element ciągu

technologicznego, którego zadaniem jest schładzanie powierzchniowe wód chłodniczych Elektrowni

Rybnik. Zbiornik zasilany jest przez rzekę Rudę. Ze względu na rolę zbiornika, temperatura wody ma

zasadnicze znaczenie dla funkcjonowania elektrowni, a także decyduje o przemianach zachodzących

w zbiorniku [2].

Celem prowadzonych badań był monitoring stanu i jakości wody zbiornika, a w roku 2018 także

zbadanie wpływu okresowego zmniejszenia ilości wody pobieranej ze zbiornika do chłodzenia

generatorów. Wyznaczono 8 stanowisk pomiarowych, próbki pobierano raz w miesiącu. Stężenia

wybranych jonów oznaczono metodą chromatografii jonowej wg norm PN-EN ISO 10304-1:2009 i PN-

EN ISO 14911:2002. Wybrane metale i metaloidy oznaczono wg własnej procedury badawczej metodą

ICP-MS. Stężenie Fe oznaczono techniką ICP-OES zgodnie z normą PN-EN ISO 11885:2009.

Obserwowano przestrzenną zmienność zawartości metali, metaloidów i jonów w wodzie zbiornika [3].

Literatura

1 M. Rzętała, Funkcjonowanie zbiorników wodnych oraz przebieg procesów limnicznych w warunkach

zróżnicowanej antropopresji na przykładzie regionu górnośląskiego, str. 1-171, Wyd. Uniw. Śląskiego

w Katowicach, 2008.

2 M. Kostecki, Problemy Ekologii 9 (2005) 151-161.

3 M. Jabłońska-Czapla, S. Szopa, P. Zerzucha, A. Łyko, R. Michalski, Environ. Sci. Pollut. R. 22 (2015) 15731-15744.

67

Ocena aktywności enzymów glebowych i stopnia zanieczyszczenia gleby

przez wybrane metale ciężkie na terenie miasta Częstochowa

Aleksandra Nadgórska-Socha(1), Dagmara Straczewska(1), Karolina Cmielewska(2)

(1)Katedra Ekologii Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski w Katowicach

(2)Katedra Hydrobiologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Środowisko życia ludzi zdominowane jest przez obszary miejskie. W glebie tych terenów występują

podwyższone stężenia metali ciężkich, których źródłem są przede wszystkim emisje z zakładów

przemysłowych i produkcja przemysłowa, spalanie paliw kopalnych oraz ruch drogowy. Enzymy

glebowe zostały zaproponowane jako odpowiednie wskaźniki jakości gleby, ponieważ są one ściśle

związane z cyklami obiegu pierwiastków biogennych i ich przemianami, a także są wysoce wrażliwe na

zmiany spowodowane zarówno przez czynniki naturalne, jak i antropogeniczne [1]. Enzymy glebowe

odgrywają ważną rolę w utrzymaniu odpowiednich ekologicznych, fizycznych i chemicznych

właściwości gleby. Obok analiz fizyczno-chemicznych, aktywność enzymatyczna gleby

wykorzystywana jest do określenia żyzności i „zdrowia” gleby [1].Celem badań była ocena zawartości

wybranych metali ciężkich (Cd, Pb, Fe, Mn, Zn, Cu) w wierzchniej warstwie gleby na terenie miasta

Częstochowa oraz analiza aktywności enzymatycznej gleby w oparciu o badania aktywności fosfataz

i dehydrogenazy. Do badań wybrano 5 stanowisk, które zlokalizowano na terenach poprzemysłowych

w sąsiedztwie byłej Huty Stali Częstochowa, Parku Jasnogórskiego, Promenadzie Czesława Niemena

oraz w najbliższym sąsiedztwie ruchliwych tras komunikacyjnych w sąsiedztwie Szpitala i Galerii

Jurajskiej. Stężenie wybranych metali ciężkich, badano przy pomocy techniki spektrometrii absorbcji

atomowej (AAS) po ekstrakcji gleby stężonym HNO3 w temp. 150°C (frakcja pseudocałkowita), 10%

HNO3 (frakcja skażeniowa) oraz 0,01 M CaCl2 (frakcja biodostępna) [2, 3]. Aktywność fosfatazy

kwaśnej, zasadowej oraz dehydrogenazy analizowano spektrofotometrycznie zgodnie z procedurami

zaproponowanymi przez Schinner i wsp.[4]. Oceniano także pH i zawartość materii organicznej

w glebie. Wykazano wyraźnie obniżoną aktywność enzymatyczną szczególnie fosfataz w próbkach

gleby pobieranych w sąsiedztwie Galerii Jurajskiej a dehydrogenaz w sąsiedztwie Galerii i byłej huty.

Również w próbkach gleby pobieranych z tych stanowisk wykazano najwyższe stężenia badanych

pierwiastków. Zawartość Zn, Pb, Cd w glebie z w/w stanowisk przewyższała stężenia uznane

za dopuszczalne dla gleby (odpowiednio 300, 100, 4 mg kg-1 kg ). Zawartość materii organicznej była

niska (poniżej 10%), a pH gleby dla wszystkich badanych stanowisk zawierało się w przedziale

6,57- 6,67. Wykazano znikomą biodostępność badanych pierwiastków (poniżej 1%). Zawartość

pierwiastków wykazywana w glebie po ekstrakcji 10% HNO3 stanowiła dla Zn, Pb, Cd, Mn powyżej

50% wartości stężeń uzyskanych we frakcji pseudocałkowitej, co świadczy o znacznym dopływie tych

pierwiastków i zanieczyszczeniu gleby.

Literatura

1 M. Wahsha, M. Nadimi-Goki, F. Fornasier, R. Al-Jawasreh, E. I. Hussein, C. Bini, Catena 148 (2017) 40-45.

2 A. Ostrowska, S. Gawliński, Z. Szczubiałka, Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog, Instytut

Ochrony Środowiska, 1991.

3 V. Zheljazkov, E Jeliazkova, N Kovacheva, A Dzhurmanski, Environ. Exp. Bot. 64 (2008) 207-216.

4 F. Schinner, R.Oehlinger, E. Kandeler, R. Margensin, Methods in Soil Biology, Springer-Verlag, 1995.

68

Oznaczanie liczby kwasowej w olejach ciemnych

Aleksandra Grajcar, Mateusz Kapuściak, Danuta Wojcieszyńska

Katedra Biochemii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski w Katowicach

W dobie dzisiejszych czasów obserwuje się wzmożony popyt konsumentów na żywność najmniej

przetworzoną. Dużym zainteresowaniem w kategorii tłuszczy roślinnych cieszą się oleje tłoczone na

zimno. Tłoczenie jest najstarszą i najbardziej pożądaną metodą, która wyklucza działanie wysokiej

temperatury czy dodawanie jakichkolwiek organicznych rozpuszczalników, które mogłyby wywierać

negatywny wpływ na zdrowie konsumentów. Oleje nierafinowane cechują się unikatowym składem.

Są źródłem mononienasyconych (MUFA) oraz wielonienasyconych (PUFA) kwasów tłuszczowych.

Ponadto zawierają naturalne antyoksydanty takie jak: tokoferole, fitosterole, węglowodory (skwalen),

które korzystnie wpływają na układ nerwowy i naczyniowy [1].

Jakość spożywcza olei może ulegać pogorszeniu w wyniku działania czynników endogennych takich

jak światło, woda, temperatura, które mogą przyczyniać się do utleniania oraz zachodzenia zmian

hydrolitycznych. Wskaźnikiem zmian lipolitycznych w olejach jest liczba kwasowa, której oznaczenie

pozwala określić zawartość wolnych kwasów tłuszczowych w danym oleju, co z kolei umożliwia

weryfikację przydatności spożywczej badanego produktu [2].

Celem pracy było oznaczenie liczby kwasowej w olejach ciemnych, z zastosowaniem miareczkowania,

w obecności wybranych wskaźników. Oleje ciemne ze względu na swoją ciemną barwę interferują

z kolorem pojawiającym się podczas miareczkowania w obecności fenoloftaleiny- jako wskaźnika

zalecanego w Polskiej Normie, co utrudnia określenie punktu końcowego miareczkowania.

Doświadczenie umożliwiło wybór wskaźnika- błękitu tymolowego, przy którym obserwowano

najmniejszą interferencję barwy, co pozwoliło zmniejszyć błąd pomiarowy związany z maskowaniem

koloru podczas miareczkowania i umożliwiło prawidłową ocenę jakości testowanych olejów.

Literatura

1 A. Obiedzińska, Oleje tłoczone na zimno jako żywność funkcjonalna, str. 27-28, 2012.

2 S. Grosshagauera, Strategies to increase the oxidative stability of cold pressed oils, str. 72-75, 2019.

69

Oznaczanie zawartości białka w suplementach diety z zastosowaniem

różnych metod

Mateusz Kapuściak, Aleksandra Grajcar, Urszula Guzik

Katedra Biochemii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski, Katowice

Postęp syntezy chemicznej i troska o swoje zdrowie sprawia, że suplementy diety stają się coraz bardziej

powszechne. Producenci oferują całą gamę produktów zawierających przeróżne substancje w zależności

od naszej aktywności, wieku czy płci [1]. Dużą popularnością cieszą się odżywki białkowe stosowane

przez sportowców, czy osoby rekreacyjnie uprawiające sport. Białka to wielkocząsteczkowe

biopolimery odgrywające kluczową rolę praktycznie we wszystkich procesach biologicznych

zachodzących w organizmach żywych, dlatego odżywki białkowe stają się coraz częstszymi dodatkami,

które mają uzupełnić dietę [2].

Celem pracy było porównanie zawartości białka w wybranych, dostępnych w sprzedaży białkowych

suplementach diety. Ocenę zawartości białka przeprowadzono z wykorzystaniem różnych metod analizy

ilościowej - metodą Bradforda, metodą Lowryego, metodą biuretową oraz metodą kwasu

bicynchoninowego. Materiał do badań stanowiły próbki suplementów diety o różnych zawartościach

białka oraz pochodzących od różnych producentów. Stężenie białka oznaczano spektrofotometrycznie

po odpowiednio przeprowadzonej reakcji barwnej, charakterystycznej dla danej metody analitycznej.

Przeprowadzone doświadczenia to umożliwiły porównanie zawartości białka w suplementach diety.

Literatura

1 K. Dideriksen, S. Reitelseder, L. Holm. Nutrients 5 (2013) 852-876.

2 H. Bojarowicz, P. Dźwigulska, Hygeia Public Health 4 (2012) 433-441.

70

Bioakumulacja wybranych metali ciężkich w glebie na terenie miasta

Gliwice

Julia Karowiec, Marta Kandziora-Ciupa

Katedra Ekologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Górny Śląsk to jeden z najbardziej zurbanizowanych i uprzemysłowionych regionów Polski.

Dynamiczny rozwój przemysłu ciężkiego i węglowego oraz infrastruktury drogowej, a także rozbudowa

miast destrukcyjnie wpływa na środowisko naturalne. Jednym z elementów środowiska naturalnego,

który w dużym stopniu narażony jest na zanieczyszczenia

i degradację jest gleba. Poprzez intensywną działalność człowieka środowisko zostało obciążone

wieloma szkodliwymi zanieczyszczeniami, w tym metalami ciężkimi. Metale ciężkie obecne

w środowisku, oddziałują na każde ogniwo łańcucha pokarmowego, na obecne w glebie drobnoustroje,

mikroorganizmy, rośliny, zwierzęta oraz człowieka [1].

Celem badań była ocena stopnia obciążenia wybranymi metalami ciężkimi (Cd, Pb oraz Zn) wierzchniej

warstwy gleby na terenie miasta Gliwice, określono również zawartości materii organicznej oraz pH

gleby. Badania prowadzono na 10 następujących stanowiskach badawczych: Hałda (hałda węglowa

kopalni „Sośnica”), Kopalnia (KWK Sośnica), Elektrociepłownia (Przedsiębiorstwo Energetyki

Cieplnej "PEC"), Huta (na terenie byłej huty 1-go Maja, Huty Gliwice), Kłodnica (w pobliżu rzeki),

Park Chopina, Park Chrobrego, Oczyszczalnia ścieków, Fabryka akumulatorów (BMZ) i Cegielnia

(teren nieczynnej już cegielni). Stężenia wybranych metali ciężkich badano przy pomocy atomowej

spektrofotometrii absorpcyjnej (ASA) po ekstrakcji gleby stężonym HNO3 w temperaturze 150°C

(frakcja pseudocałkowita), 10% HNO3 (frakcja skażeniowa) oraz 0,01M CaCl2 (frakcja potencjalnie

biodostępna) [2,3,4].

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono niewielkie zanieczyszczenie metalami ciężkimi

gleby na terenie Gliwic. Przekroczenie wartości dopuszczalnych, określonych przez rozporządzenie

Ministra Środowiska z 2002 roku, wystąpiło na następujących stanowiskach: dla Zn: Huta - (10%

HNO3) 312,981 (mg/kg s.m.) i (HNO3) 383,55 (mg/kg s.m.), dla Pb - Huta (10% HNO3) 129,123 (mg/kg

s.m.) oraz Kłodnica (10% HNO3) 111,061 (mg/kg s.m.). Aby obliczyć ogólny poziom zanieczyszczenia

gleby w miejscach pobierania próbek, określono wskaźnik obciążenia zanieczyszczeniem (PLI-

Pollution Load Index), na jego podstawie stwierdzono umiarkowane zanieczyszczenie (1 < PLI<2) [5,6]

Zn i Pb na stanowiskach Huta i Pb na stanowisku Kłodnica. Wykazano niską biodostępność wszystkich

badanych metali. Największą zawartość materii organicznej stwierdzono na stanowiskach Hałda (16%)

oraz Park Chrobrego (12,5%), a pH gleby dla większości stanowisk wynosiło ok 7.

Literatura

1 G. Dziubanek, R. Baranowska, K. Oleksiuk, J. Ecol. Health 16 (2012) 169-176.

2 V.D. Zheljazkov, E.A. Jeliazkova, N. Kovacheva, A. Dzhurmanski, Environ. Exp. Bot. 64 (2008) 207-216.

3 M. Wójcik, P. Sugier, G. Siebielec, Sci. Total. Environ. 487 (2014) 313-322.

4 A. Ostrowska, S. Gawliński, Z. Szczubiałka, Methods of analysis and evaluation of soil and plant properties.

Catalog, Institute of Environ Protect, 1991.

5 J. Yang, F. Yang, Y. Yang, G. Xing, C. Deng, Y. Shen, H. Yuan, Environ. Pollut. 213 (2016) 760-769.

6 G. Liu, L. Tao, X. Liu, J. Hou, A. Wang, R. Li, J. Geochem. Explor. 132 (2013) 156-163.

71

Oznaczanie związków biologicznie aktywnych uwalnianych z warstw

tlenkowo-polimerowych

Katarzyna Leśniak, Joanna Płonka, Martyna Macek, Katarzyna Piekarczyk, Kinga Biernot,

Alicja Kazek-Kęsik


Śląska

Bezwanadowe stopy tytanu Ti-15Mo oraz Gum Metal (Ti-36Nb-2Ta-3Zr-0,3O; % wag.) mogą stanowić

alternatywę dla obecnie powszechnie stosowanego w chirurgii ortopedycznej i ortodontycznej stopu

Ti-6Al-4V. Produkty korozji wanadu zawartego w stopie Ti-6Al-4V są toksyczne dla organizmu

ludzkiego, a ponadto są dobrze rozpuszczalne w środowisku płynów ustrojowych człowieka.

W celu polepszenia biokompatybilności, cytozgodności oraz warunków osteointegracji biomateriału,

powierzchnie stopu Ti-15-Mo i Gum Metalu poddano różnym modyfikacjom, m.in. wykorzystano

proces plazmowego utleniania elektrochemicznego. W jego wyniku na powierzchni danego stopu tytanu

utworzono porowatą warstwę tlenkową. Na przygotowaną w ten sposób powierzchnię stopu naniesiono

warstwę polimeru biodegradowalnego: poli(bezwodnika sebacynowego) (PSBA) lub poli(kwasu

mlekowo-glikolowego) (PLGA). Polimery te bardzo szybko ulegają hydrolizie w czasie do kilku godzin

w warunkach płynów fizjologicznych. Ma to istotne znaczenie, ponieważ PLGA i PSBA mogą pełnić

rolę matrycy dla leków uwalnianych w sposób kontrolowany. W warstwy tlenkowo-polimerowe

wprowadzono antybiotyki: amoksycylinę lub wankomycynę o działaniu bakteriobójczym.

Rolą antybiotyków jest zapobieganie zakażeniom septycznym kości, które mogą być niebezpiecznymi

powikłaniami po zabiegach implantacji. Zakażenia septyczne kości wywołane są m.in. przez bakterie

z grupy gronkowców (S. aureus, S. epidermidis). Zaprojektowanie takiego systemu dostarczania leków

niesie ze sobą wiele zalet, spośród których wymienić można bezpośrednie działanie antybiotyku

w miejscu zakażenia oraz znaczne zmniejszenie stosowanej dawki preparatu niż w przypadku doustnego

dawkowania leków. Skutkuje to ograniczeniem ilości efektów ubocznych wynikających

z konwencjonalnej formy podawania leków. W oznaczaniu związków biologicznie aktywnych

wykorzystuje się technikę wysokosprawnej chromatografii cieczowej. Za pomocą HPLC określono

stężenia odpowiedniego antybiotyku w warstwie tlenkowo-polimerowej.

Literatura

1 A. Sarker, N. Tran, A. Rifai, M. Brandt, P. A Tran, M. Leary, K. Fox, R. Williams, Materialia 5 (2019) 100250.

2 G. Miranda, F. Sousa, M. M. Costa, F. Bartolomeu, F. S. Silva, O. Carvallo, Opt. Laser Technol. 109 (2019) 488-495.

3 A. Krzakała, A. Kazek-Kȩsik, W. Simka, RSC Adv. 3 (2013) 19725-19743.

4 H. Krawiec, V. Vignal, J. Loch, P. Erazmus-Vignal, Corros. Sci. 96 (2015) 160-170.

5 D. M. Gordin, R. Ion, C. Vasilescu, S. I. Drob, A. Cimpean, T. Gloriant, Mater. Sci. and Eng. C 44 (2014) 362-370.

6 L. W. Kleiner, J. C. Wright, Y. Wang, J. Control. Release 181 (2014) 1-10.

72

Zastosowanie polimerów z nadrukiem molekularnym jako sorbentów

w wybranych technikach ekstrakcyjnych

Hanna Barchańska, Magdalena Danek


Śląska

Kluczowym zagadnieniem w analityce jest oznaczanie śladowych ilości pestycydów w próbkach

o złożonej matrycy. Wymaga to wstępnego etapu przygotowania próbki, którego celem jest:

i) zminimalizowanie efektów matrycowych; ii) obniżenie granicy wykrywalności; iii) zatężenie analitu.

W etapie tym stosowane są różnorodne techniki ekstrakcyjne oparte na sorbentach, które zwiększają

efektywność ekstrakcji [1].

W ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania nowym typem materiałów sorpcyjnych, które

umożliwiłyby efektywną i selektywną izolację analitów z różnego rodzaju próbek. Zapotrzebowanie na

nowego typu materiały związane jest z oznaczaniem wybranego związku lub grupy związków

w próbkach biologicznych, środowiskowych i żywności, które charakteryzują się skomplikowaną

matrycą. Przykładem takich materiałów, zdolnych do selektywnego rozpoznania, są polimery

z nadrukiem molekularnym (ang. Molecularly Imprinted Polymers, MIPs) [2].

MIPs stanowią syntetyczne materiały polimerowe, które posiadają specyficzne miejsca odpowiadające

wymiarem, kształtem i charakterem chemicznym konkretnemu analitowi. MIPs, w porównaniu

z tradycyjnymi sorbentami, charakteryzują się większą stabilnością, dużą powierzchnią właściwą,

lepszą retencją analitu oraz zwilżalnością materiału. Ponadto, główną wadą tradycyjnych sorbentów jest

brak selektywności, który wynika z ko-ekstrakcji związków matrycowych, utrudniających

przeprowadzenie analizy jakościowej i ilościowej. Rozwiązaniem tego problemu mogą być polimery

z nadrukiem molekularnym jako selektywne materiały sorpcyjne stosowane w technikach

ekstrakcyjnych. Dzięki temu możliwe jest przeprowadzenie selektywnej izolacji analitu z próbki,

zwiększenie efektywności ekstrakcji, a także obserwowany jest pozytywny wpływ na wyniki analizy

ilościowej [3, 4, 5].

MIPs, jako selektywne materiały sorpcyjne, stosowane są w takich technikach ekstrakcyjnych, jak: SPE

(ang. Solid Phase Extraction, ekstrakcja do fazy stałej), SPME (ang. Solid Phase Microextraction,

mikroekstrakcja do fazy stacjonarnej), SBSE (ang. Stir Bar Sorptive Extraction, ekstrakcja

z zastosowaniem ruchomego elementu sorpcyjnego) oraz MEPS (ang. Microextraction by Packed

Sorbents, mikroekstrakcja do sorbentu upakowanego w strzykawce) [6, 7].

Zagadnienie nowych rozwiązań w zakresie technik ekstrakcyjnych ma na celu przede wszystkim

poprawę ich selektywności i efektywności. Problem może być rozwiązany przez opracowanie nowych

procedur analitycznych z zastosowaniem polimerów z nadrukiem molekularnym. Poster prezentować

będzie porównanie efektywności MIPs jako sorbentów w wybranych technikach ekstrakcyjnych: SPE,

SPME, SBSE oraz MEPS.

Literatura

1 M.R. Gama, C.B.G. Bottoli, J. Chromatogr. B. 1043 (2017) 107-121.

2 M. Marć, T. Kupka, P.P. Wieczorek, J. Namieśnik, TrAC Trends Anal. Chem. 98 (2018) 64-78.

3 V. Pichon, J. Chromatogr. A. 1152 (2007) 41-53.

4 P. Lucci, O. Nunez, M.T. Galceran, J. Chromatogr. A. 1218 (2011) 4828-4833.

5 Y.A. Olcer, M. Demirkurt, M.M. Demir, A.E. Eroglu, RSC Adv. 7 (2017) 31441-31447.

6 A. Beltran, F. Borrull, P.A.G. Cormack, R.M. Marce, Trends Analyt. Chem. 29 (2010) 1363-1375.

7 A. Prieto, S. Schrader, C. Bauer, M. Moder, Anal. Chim. Acta. 685 (2011) 146-152.

73

Identyfikacja produktów przemian sulfametoksazolu w biofiltrach

oczyszczających ścieki bytowe

Elżbieta Kycia-Słocka(1), Katarzyna Kowalska(2,3), Ewa Felis(2,3), Sylwia Bajkacz(1,2),

Adam Sochacki(2,3,4)

Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska,

Gliwice (2)Centrum Biotechnologii, Politechnika Śląska, Gliwice (3)Katedra Biotechnologii

Środowiskowej, Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki, Politechnika Śląska, Gliwice (4)Katedra

aplikované ekologie, Fakulta životního prostředí, Česká zemědělská univerzita v Praze, Republika Czeska

Sulfametoksazol jest antybiotykiem bakteriostatycznym stosowanym w medycynie oraz w praktyce

weterynaryjnej [1]. Badania wykazały obecność sulfametoksazolu oraz jego pochodnych w środowisku

wodnym [2-4]. Związki te przedostają się do środowiska wodnego głównie przez miejskie oczyszczalnie

ścieków, ponieważ nie są one przystosowane do ich usuwania. W efekcie antybiotyki akumulują się w

środowisku, zagrażają dzikiej zwierzynie, produkcji żywności i wody pitnej oraz powodują

antybiotykooporność bakterii.

Celem badań było określenie produktów przemian sulfametoksazolu w biofiltrach wykorzystanych do

oczyszczania ścieków zawierających tę substancję. Analizy przeprowadzono z zastosowaniem ultra

wysokosprawnej chromatografii cieczowej połączonej z tandemowym spektrometrem mas (UHPLC-

MS/MS). Pracowano w różnych trybach pracy spektrometru mas, m.in. prekursor ion (Prec), product

ion (MS2), neutral loss (NL). Na podstawie zidentyfikowanych produktów pośrednich można wskazać

przemiany, które zachodziły trakcie rozkładu sulfametoksazolu: dezaminacja, hydroksylacja, podwójna

hydroksylacja, nitracja, acetylacja (tylko w warunkach napowietrzanych), otwarcie pierścienia

benzenowego oraz otwarcie pierścienia izoksazolowego.

Źródło finansowania: 08/080/BKM17/0049 (Politechnika Śląska).

Literatura

1 P. Drillia, S.N. Dokianakis, M.S. Fountoulakis, J. Hazard. Mater. 122 (2005) 259-265.

2 Y. Luo, D.Q. Mao, M. Rysz, D.X. Zhou, H.J. Zhang, L. Xu, P.J.J. Alvarez, Environ. Sci. Technol. 44 (2010) 7220-7225.

3 S. Rodriguez-Mozaz, S. Chamorro, E. Marti, B. Huerta, M. Gros, A. Sànchez-Melsió, C.M. Borrego, D. Barceló,

J.L. Balcázar, Water Res. 69 (2015) 234-242.

4 F. Hernández, N. Calısto-Ulloa, C. Gómez-Fuentes, M. Gómez, J. Ferrer, G. González-Rocha, H. Bello-Toledo,

A.M. Botero-Coy, C. Boıx, M. Ibáñez, M. Montory, J. Hazard. Mater. 363 (2019) 447-456.

74

Metabolity wtórne w procesie detoksyfikacji rośliny potraktowanej

herbicydami

Joanna Płonka, Klaudia Kokoszka


Śląska, Gliwice

Metabolizm wtórny w królestwie roślin pełni znaczącą rolę w odpowiedzi obronnej organizmu, redukcji

stresu oksydacyjnego oraz ułatwieniu organizmowi aklimatyzacji do zmiennych warunków

środowiskowych. Metabolity wtórne to związki wytwarzane na drodze przemian produktów

z pierwotnych szlaków metabolicznych. Do ich grupy zalicza się aminy biogenne (katecholaminy,

indoloaminy) oraz fenylopropanoidy. Katecholaminy, będące szeroko rozpowszechnione w królestwie

roślin, są składnikami mieszanin allelopatycznych. Biorą bezpośredni udział w komunikacji rośliny ze

środowiskiem biotycznym i abiotycznym, a ich stężenie w tkankach jest zależne od bodźców

zewnętrznych.

Herbicydy sulfonylomocznikowe oraz triketonowe to jedne z najpowszechniej wykorzystywanych

środków ochrony roślin stosowanych powschodowo. Charakteryzują się dużą selektywnością oraz

ukierunkowanym działaniem. Stosowanie herbicydów powoduje wystąpienie kaskady zaburzeń

metabolicznych w organizmie roślinnym, potęgujących działanie pestycydu. Można to określić mianem

stresu u roślin.

Istotą pracy było określenie wpływu pestycydów sulfonylomocznikowych, triketonowych oraz ich

produktów degradacji na metabolizm wtórny rośliny. W tym celu monitorowano zawartość dopaminy

(DA) i jej metabolitów w tkankach roślinnych. Materiał badawczy stanowiły kiełki rzodkwi japońskiej.

Jako czynnik stresowy, wybrano związki z grupy herbicydów (RIM, MEZ) oraz produkty ich degradacji.

Hodowle prowadzono w warunkach modelowych przez 14 dni. Do oznaczenia zawartości katecholamin

w roślinie wykorzystano HPLC.

W trakcie prowadzonych badań stwierdzono zależność pomiędzy zawartością katecholamin, takich jak

NMN, DA oraz TYR w kiełkach rzodkwi, a obecnością herbicydu w środowisku rośliny w trakcie jej

wzrostu i rozwoju. Potraktowanie rzodkwi RIM powoduje znaczący (140%) wzrost zawartości NMN

oraz DA w materiale roślinnym oraz 20%-we zmniejszenie stężenia TYR w porównaniu do próby ślepej.

Odwrotną tendencję zaobserwowano dla produkt rozpadu rimsulfuronu. Oprysk rośliny 2ADP

skutkował zmniejszeniem zawartości DA do 55% oraz TYR do 50% zawartości początkowej, dla NMN

nie obserwowano większej zmiany.

Zastosowanie oprysku mezotrionem wywoływało duży stres u rośliny. Stwierdzono ponad dwukrotny

wzrost zawartości wszystkich badanych katecholamin w materiale roślinnym. MEZ posiada trzy główne

produkty rozkładu. Pierwszy z nich (CHD) oddziałuje analogicznie do herbicydu, wymuszając na

roślinie wzmożoną produkcję katecholamin. W przypadku drugiego związku (MNBA) zaobserwowano

tendencję odwrotną - spadek zawartości NMN do 70%, DA 80% oraz TYR do 72% względem próby

ślepej. Ostatni z produktów degradacji mezotrionu, AMBA, powoduje 160% wzrost zawartości NMN

w materiale, przy równoczesnym spadku DA oraz TYR.

75

Analiza fragmentów szklanych pochodzących z osobistych urządzeń

elektronicznych dla potrzeb wymiaru sprawiedliwości

Paweł Matuszewski(1), Grzegorz Zadora(1,2), Agnieszka Martyna(1)

(1)Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach, Szkolna 9, 40-006 Katowice

(2)Instytut Ekspertyz Sądowych w Krakowie, Westerplatte 9, 31-033 Kraków

Odłamki szklane to jeden z rodzajów materiału dowodowego powstający podczas zdarzeń o charakterze

kryminalnym. Obiektami, które zostają w nich rozbite są przeważnie szyby okienne lub samochodowe

oraz opakowania szklane [1]. Możliwym jest również, że wraz z nimi rozbite zostaną inne przedmioty

posiadające elementy szklane, takie jak osobiste urządzenia elektroniczne (PED, personal electronic

device), np. smartfony. W gestii biegłego sądowego leży znalezienie odpowiedzi na pytania dotyczące

analizowanego dowodu, np. do jakiej kategorii użytkowej należy odłamek szklany znaleziony na

miejscu zdarzenia? (problem klasyfikacyjny) lub czy okruch szklany znaleziony na ubraniu

podejrzanego pochodzi z tego samego obiektu, który został rozbity? (problem porównawczy).

Na przytoczone tutaj pytania odpowiedzi może dostarczyć interpretacja wyników analiz

fizykochemicznych fragmentów szklanych wykorzystująca testy ilorazu wiarygodności (LR) [1].

W ramach przeprowadzonej pracy skonstruowano modele ilorazu wiarygodności służące

rozwiązywaniu problemów klasyfikacyjnego i porównawczego w odniesieniu do fragmentów szklanych

analizowanych przy pomocy skaningowej mikroskopii elektronowej sprzężonej z mikrospektrometrią

rentgenowską [1]. Analizie poddano 362 obiekty szklane (79 butelek, 199 szyb

okiennych/samochodowych oraz 84 urządzenia PED) oznaczając [% wag.] główny skład pierwiastkowy

(tlen, krzem, sód, potas, magnez, wapń, glin i żelazo). Modele zwalidowano pod kątem liczby poprawnie

sklasyfikowanych fragmentów szklanych (problem klasyfikacyjny), a także odpowiedzi fałszywie

pozytywnych (FP) i fałszywie negatywnych (FN) w problemie porównawczym. Oba typy modeli

poddano także walidacji z wykorzystaniem empirycznej entropii krzyżowej, ECE [1].

Modele LR pozwoliły na poprawną klasyfikację 60,7% wszystkich fragmentów szklanych

pochodzących z kategorii PED. Dla modelu LR skonstruowanego dla problemu porównawczego

uzyskano FN=4,76% i FP=20,4% oraz satysfakcjonujące wykresy ECE.

Na podstawie informacji o głównym składzie pierwiastkowym szkła oraz interpretacji

z wykorzystaniem dotychczas zaproponowanych modeli LR, klasyfikacja fragmentów szklanych

pochodzących z PED jest trudna. Możliwym jest natomiast rozwiązanie problemu porównawczego.

Literatura

[1] G. Zadora, A. Martyna, D. Ramos, C. Aitken, Statistical Analysis in Forensic Science. Evidential Value of

Multivariate Physicochemical Data, Wiley, 2014.

76

Oznaczenie nowych syntetycznych fentanyli w materiale biologicznym

metodą chromatografii cieczowej połączonej z tandemową spektrometrią

mas (LC-MS/MS)

Piotr Adamowicz(1), Zhanetta Bakhmut(2)

(1)Instytut Ekspertyz Sądowych im. Prof. dra Jana Sehna w Krakowie

(2) Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Od kilkunastu lat liczba nowych substancji psychoaktywnych (NSP) wprowadzanych na rynek

narkotykowy systematycznie i intensywnie wzrasta. W ostatnich latach nastąpił gwałtowny wzrost

liczby zgonów związanych z przedawkowaniem NSP, głównie w Stanach Zjednoczoncyh oraz

w Europie. Istnieją dowody, że wiele z tych zgonów, w szczególności w USA, jest skutkiem

nadużywania fentanylu i jego analogów. Syntetyczne opioidy są obecnie jedną z najszybciej

rozwijających się grup NSP. Do 2019 r. zgłoszono do Europejskiego Centrum Monitorowania

Narkotyków i Narkomanii (EMCDDA) 62 nowe opioidy (w tym większość stanowiły pochodne

fentanylu). Pomimo tak dużych zagrożeń związanych z fentanylem i jego nowymi pochodnymi istnieją

duże braki metodyczne, które uniemożliwiają szybkie i wiarygodne wykrywanie i oznaczanie tych

związków w materiałach biologicznych takich jak krew i mocz [1, 2].

Celem pracy było opracowanie nowej metody wykrywania, identyfikacji i oznaczania nowych

syntetycznych opioidów, głownie fentanylu i jego pochodnych, w materiałach biologicznych

z zastosowaniem metody chromatografii cieczowej połączonej z tandemową spektrometrią mas (LC-

MS/MS).

Optymalizację rozdziału prowadzono stosując różne warunki izokratyczne i gradientowe oraz zmienny

przepływu fazy ruchomej. Analizę prowadzono przy zastosowaniu chromatografu cieczowego serii

1200 połączonego ze spektrometrem mas 6460 Triple Quad firmy Agilent Technologies, a rozdział

analitów prowadzono na kolumnie Kinetex 2,6 µm 100Å (100 x 4,6 mm) z wypełnieniem C18 firmy

Phenomenex. Aparat pracował w trybie dynamicznego monitorowania wybranych reakcji (MRM).

Monitorowano po trzy pary przejść MRM dla każdej substancji, które wybrano na drodze optymalizacji.

Opracowana metoda pozwala na jednoczesne wykrywanie i identyfikację 23 opioidów, w tym 20

pochodnych fentanylu. Zastosowanie gradientowego natężenia przepływu i składu fazy ruchomej

umożliwiło dobre rozdzielenie analitów, które opuszczały kolumnę w czasie 3,4-9,5 min. Krzywe

kalibracyjne (liczba powtórzeń dla każdego poziomu n=3) były liniowe w zakresie od 0,1-0,2 do 100

ng/ml przy R2 w zakresie 0,996-0,999. Granice detekcji (LOD; S/N ≥ 3), obliczone dla przejścia o

najmniejszej intensywności, mieściły się w zakresie od 0,01 do 0,2 ng/ml. Wydajność ekstrakcji

mieściła się w zakresie 44,3-96,8%, a efekt matrycy wynosił 102,4-133,4%.

Procedura może być łatwo rozszerzona o kolejne związki (co jest szczególnie istotne ze względu na

dynamikę rynku NSP). Metoda LC-MS/MS jest czuła oraz szybka, a procedura przygotowania materiału

nie jest skomplikowana i wymaga zaledwie 0,2 ml krwi. Opracowana metodyka może mieć szerokie

zastosowanie do szybkiej identyfikacji nowych opioidów w próbkach materiału biologicznego zarówno

dla celów sądowych jak i klinicznych.

Literatura

1 P.A. Janssen, Acta Anaesthesiol. Scand. 26 (1982) 262-268.

2 Commission on Narcotic Drugs, Reconvened fifty-ninth session. Extract from the Report of the 38th Expert

Committee on Drug Dependence, convened from 14 to 18 November 2016, at WHO headquarters in Geneva, 30

November 2016.

77

Krytycznym okiem o ramanowskim datowaniu plam krwawych

Alicja Menżyk(1), Agnieszka Martyna(1), Grzegorz Zadora(1, 2), Alessandro Damin(3),

Gianmario Martra(3), Marco Vincenti(3)

(1)Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach (2)Instytut Ekspertyz Sądowych im. Prof. dra

Jana Sehna w Krakowie (3)Wydział Chemii, Uniwersytet Turyński, Włochy

Rozwój technologii analitycznych, skutecznie rewolucjonizujący obraz współczesnych nauk sądowych,

nieustannie prowokuje do mierzenia się z coraz to trudniejszymi pytaniami. Jednym

z nierozstrzygniętych zagadnień pozostaje problem szacowania „wieku” plam krwawych [1]. I chociaż

cel toczących się poszukiwań jest precyzyjnie zdefiniowany - wzorcowa metoda datowania plam

krwawych powinna w jak najkrótszym czasie dostarczać informacji na temat składu degradujących

śladów, charakteryzując się przy tym bezinwazyjnością i brakiem konieczności preparatyki próbki - jak

dotąd nie udało się go osiągnąć. Metodą, która potencjalnie zdaje się spełniać wszystkie te wymogi,

a przez to często jawi się jako technika idealna, jest spektroskopia Ramana. Nic bardziej mylnego.

Całkowicie uzasadniona decyzja o obraniu ramanowskiego kierunku wynika z możliwości

uzyskania szczegółowej charakterystyki próbek biologicznych, zawierających ugrupowania hemowe

[2], bez ich uprzedniego przygotowania. Z drugiej jednak strony, sygnał pochodzący od badanych plam

krwawych jest stosunkowo słaby i niestety często zniekształcany przez fluorescencję próbki. Owa

naturalna fluorescencja krwi nasila się wraz z jej postępującą degradacją, powodując wzrost linii

podstawowej, przez co zarejestrowanie widma ramanowskiego staje się praktycznie niemożliwe już po

kilkumiesięcznym okresie starzenia. Przeszkodą może być także szybka fotodegradacja badanego

układu, inicjowana promieniowaniem laserowym, wynikająca z obecności silnie absorbujących

ugrupowań chromoforowych.

Powyższe niewygodne aspekty zastosowania spektroskopii Ramana w datowaniu plam

krwawych zostają zwykle przemilczane. Dlatego też w ramach niniejszej prezentacji posterowej,

autorzy przybliżą owe ograniczenia posługując się przykładem badań własnych, prowadzonych nad

procesami degradacyjnymi krwi z wykorzystaniem spektrometru InVia firmy Renishaw, wyposażonego

w laser o długości linii wzbudzającej 785 nm. Praca stanowić więc będzie krytyczną ocenę techniki,

która w ostatnich latach przedstawiana jest w literaturze naukowej jako swoiste panaceum na problem

datowania plam krwawych [1, 3, 4], wolne od jakichkolwiek efektów ubocznych.

Literatura

1 G. Zadora, A. Menżyk, TrAC Trends Anal. Chem. 105 (2018) 137-165.

2 C.G. Atkins, K. Buckley, M.W. Blades, R.F.B. Turner, Appl. Spectrosc. 71 (2017) 767-793.

3 K.C. Doty, G. McLaughlin, I.K. Lednev, Anal. Bioanal. Chem. 408 (2016) 3993-4001.

4 K.C. Doty, C.K. Muro, I.K. Lednev, Forensic Chem. 5 (2017) 1-47.

78

Analiza środków aktywnych ręcznych miotaczy gazów metodą

chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC-MS)

Anastasiia Zahrebelna(1), Rafał Borusiewicz(2)

(1)Uniwersytet Śląski w Katowicach (2)Instytut Ekspertyz Sądowych w Krakowie

Ręczne miotacze gazów to pojemniki ciśnieniowe zawierające roztwór związków drażniących, w wielu

krajach mogą one być kupowane legalnie bez pozwolenia. Ta nieśmiercionośna broń powinna być

wykorzystywana tylko do samoobrony, ale jest często wykorzystywana jest przez przestępców do ataku

i obezwładniania ofiar. Dowody związane z tego rodzaju przypadkami, takie jak pojemniki, ubrania

ofiar lub podejrzanych jak też ślady substancji znalezionych na miejscu zdarzenia, są dostarczane do

laboratorium kryminalistycznego. Celem analizy jest najczęściej identyfikacja składników preparatu,

zwłaszcza substancji czynnych, oraz porównanie śladów znalezionych na przedmiotach pochodzących

od ofiary lub miejsca zdarzenia ze śladami znalezionymi na przedmiotach związanych z podejrzanym.

Głównym problemem podjętym w opisywanych badaniach jest rozróżnienie preparatów typu OC na

podstawie profilu (stosunków ilościowych) kapsaicynoidów. Składnikiem aktywnym preparatów

zawartych w ręcznych miotaczach gazów typu OC są kapsaicynoidy (głównie nordihydrokapsaicyna,

kapsaicyna, dihydrokapsaicyna), które uzyskuje się na drodze ekstrakcji z papryki. Z opublikowanych

prac naukowych wynika, że związki z tej grupy obecne w materiale roślinnym jak również

w preparatach zawartych w ręcznych miotaczach gazów typu OC wykazują zmienność, zarówno co do

sumarycznej ilości jak i względnej zawartości poszczególnych związków z tej grupy [1,2]. Celem badań

było stwierdzenie czy rzeczywiście te różnice istnieją i są statystycznie istotne a zatem czy na podstawie

tych różnic można odróżnić różne „gazy” typu OC.

Zakupiono i poddano badaniu metodą chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC-MS) 36

próbek gazów od różnych producentów. Każdą z próbek analizowano trzykrotnie. Analizę prowadzono

przy zastosowaniu chromatografu gazowego 7890B, połączonego ze spektrometrem mas 5977B firmy

Agilent Technologies. W interpretacji uzyskanych wyników wykorzystano metodę Principal

Component Analysis (PCA).

Do oceny zróżnicowania wyników zastosowano analizę wariancji danych, która wykazała istnienie

różnicy pomiędzy wariancją wewnątrzgrupową i wariancją międzygrupową. Może to oznaczać,

że zgodnie z oczekiwaniami, względny skład ilościowy kapsaicynoidów w poszczególnych preparatach

wykazuje zróżnicowanie, pozwalające na wykonywanie badań porównawczych próbek (np. miotacz

zabezpieczony od podejrzanego i ślady na odzieży poszkodowanego), na podstawie których można

będzie stwierdzić, czy ślady mogą być śladami danego gazu czy nie, i określić jak bardzo zgodny wynik

analizy wspiera hipotezę, że ślady są śladami danego gazu.

Literatura

1 C.A. Reilly, D.J. Crouch, G.S. Yost, J. Forensic Sci. 46 (2001) 37-43.

2 C.A. Reilly, D.J. Crouch, G.S. Yost, D.M. Andrenyak, J. Forensic Sci. 47 (2002) 37-43.

79

Ocena zawartości wybranych pierwiastków w próbkach ryżu pochodzącego

z azjatyckich i europejskich upraw

Michał Kublin, Marzena Dabioch

(1)Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Jednym z podstawowych artykułów spożywczych dla większości populacji jest ryż. Najpopularniejszym

gatunkiem jest Oryza sativa (ryż siewny) uprawiany głównie w krajach azjatyckich, wśród których do

największych producentów należą Chiny, Indie oraz Bangladesz. Jest on także uprawiany w Ameryce

(USA oraz Brazylia), Afryce (Egipt i Nigeria) oraz w Europie (Hiszpania i Włochy). Według

Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa światowa produkcja ryżu

osiągnęła ponad 501 milionów ton w sezonie 2016/2017. Wzrost ryżu osiągany jest głównie poprzez

jego nawodnienie, co powoduje, że może on absorbować substancje zawarte zarówno w glebie jak

i wodzie. Ryż zawiera wiele substancji takich jak białka, węglowodany i witaminy, ale jest także

bogatym źródłem pierwiastków. Niektóre z nich takie jak żelazo, mangan lub cynk są niezbędne do

prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka, ale może on także zawierać kadm, chrom i ołów,

które należą do grupy pierwiastków toksycznych, a nawet rakotwórczych.

Celem badań było znalezienie odpowiedniego układu do mineralizacji próbek ryżu, a następnie

wykorzystanie go do mineralizacji ryżu azjatyckiego i europejskiego w celu porównania ich składu

pierwiastkowego (Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sb, Sr, Zn).

Materiał do badań zakupiono w lokalnym markecie od jednego producenta, a krajami z których

pochodziły próbki ryżu były odpowiednio Birma i Portugalia. Stężenia pierwiastków w mineralizacie

zbadano przez zastosowanie techniki optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie

sprzężonej indukcyjnie (ICP-OES).

Na podstawie przeglądu literaturowego wytypowano cztery układy do mineralizacji tj. HNO3 (8 mL),

HNO3 + H2O (4 mL + 4 mL), HNO3 + H2O2 (4 mL + 4 mL) oraz HNO3 + H2O2 + H2O (6 mL + 1 mL +

1 mL). Próbki ryżu zmielono w młynie kulowym oraz suszono w temperaturze 60ºC bezpośrednio przed

analizą. Następnie na wadze analitycznej odważono 0,5 g zmielonego ryżu i prowadzono mineralizację

w systemie otwartym przez 18h (T=100ºC t=16h, T=120ºC t=2h) stosując kolejne układy. Mineralizat

przeniesiono ilościowo do kolbki o pojemności 25 mL i przesączono, a następnie analizowano za

pomocą techniki ICP-OES. Identycznie postąpiono w przypadku próbek ryżu azjatyckiego

i europejskiego stosując układ trójskładnikowy.

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że najlepszą mineralizację próbek ryżu osiągnięto

przez zastosowanie układu w skład którego wchodził HNO3, H2O2 oraz H2O. Dzięki mineralizacji

próbek ryżu z dwóch różnych kontynentów stwierdzono, że większość z oznaczonych pierwiastków jest

na tym samym poziomie stężeń i różnią się nieznacznie zawartością poszczególnych pierwiastków.

Literatura

1 J. Runge, O. A. Heringer, J. S. Ribeiro, L. B. Biazati, Food Chem. 271 (2019) 419-424.

2 A. Londonio, E. Morzán, P. Smichowski, Food Chem. 284 (2019) 149-154.

80

Tlenek grafenu z osadzonymi nanocząstkami disiarczku wolframu

w zatężaniu jonów Hg(II)

Klaudia Haśnik(1), Barbara Hachuła(2), Katarzyna Pytlakowska(1)

(1)Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach (2)Zakład Fizyki

Chemicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

W ostatnich latach znacznie wzrosło zainteresowanie nanotechnologią jako dziedziną nauki. Wśród

nanomateriałów popularny dzięki swoim właściwościom i zastosowaniu stał się disiarczek wolframu.

Disiarczek wolframu jest materiałem dwuwymiarowym (2D) należącym do grupy dichalogenków

metali przejściowych (TMDCs). WS2 jest kryształem składającym się z warstw wolframu (W)

znajdujących się pomiędzy dwoma warstwami siarki (S). Dzięki swojej cienkiej strukturze o grubości

warstwy atomowej, dużej powierzchni oraz dobrym przewodnictwie znalazł on zastosowanie w różnych

dziedzinach nauki w tym m.in: w optyce, bateriach litowo-jonowych, ogniwach słonecznych

i czujnikach [1].

Celem niniejszej pracy było zastosowanie nanokompozytu tlenku grafenu z osadzonymi nanocząstkami

disiarczku wolframu (WS2-rGO) do zatężania jonów Hg(II). Nanokompozyt WS2-rGO otrzymano

metodą hydrotermalną w wyniku reakcji wolframianu sodu, L-cysteiny i tlenku grafenu [2].

Do zatężania jonów Hg(II) zastosowano dyspersyjną ekstrakcję do mikro-fazy stałej (DMSPE). Pomiary

wykonano techniką rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej z dyspersją energii (EDXRF). Zakres

badań obejmował: syntezę i oczyszczanie tlenku grafenu, syntezę i oczyszczanie WS2-rGO,

optymalizację warunków zatężania jonów Hg(II), tzn. określenie wpływu pH, czasu mieszania

i objętości próbki na odzysk analitu. Dla optymalnych warunków ekstrakcji wyznaczono podstawowe

parametry walidacyjne w tym zakres liniowości, granice wykrywalności i oznaczalności oraz precyzję.

Opracowaną procedurę analityczną zastosowano do analizy różnego typu wód.

Literatura

1 N. T. Shelke, B. R. Karche, J. Alloys Compd. 653 (2015) 298-303.

2 K.-J. Huang, Y.-J. Liu, J.-T. Cao, H.-B. Wang, RSC Adv. 4 (2014) 36742-36748.

81

Zastosowanie modyfikowanych membran krzemionkowo-celulozowych

w analizie specjacyjnej toksycznych pierwiastków

Ewa Jamroz(1), Ewa Talik(2), Rafał Sitko(1)

(1)Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach (2)Zakład Fizyki

Kryształów, Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Jednym z zagadnień współczesnej chemii analitycznej jest analiza specjacyjna, która polega na

określaniu formy pierwiastków występujących w badanej próbce. Duże wyzwanie dla analityków

stanowi oznaczanie analitu na poziomie śladowym i ultra śladowym, ze względu na niewystarczające

granice oznaczalności metod instrumentalnych. Dlatego też popularnym kierunkiem w chemii

analitycznej są badania służące opracowywaniu nowych i skutecznych sposobów zatężania

pierwiastków śladowych, w tym również analizy specjacyjnej [1-3]. Celem badań była synteza

i zastosowanie modyfikowanych membran krzemionkowo-celulozowych jako stałych sorbentów w

ekstrakcji do fazy stałej, do zatężania i specjacji jonów chromu, arsenu i selenu oraz ich oznaczeniu

techniką rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej z dyspersją energii. Strukturę otrzymanych

membran analizowano w oparciu o techniki mikroskopowe i spektroskopowe. Właściwości adsorpcyjne

membran sprawdzono poprzez przebadanie wpływu: pH, czasu kontaktu i objętości próbki, jonów

obcych, siłę jonową oraz pojemność sorpcyjną membran.

Literatura

1 M. Jabłońska, i in., Ochrona Środowiska 34 (3) (2012) 25-32.

2 E. Łukojko, R. Sitko et al., Anal. Chim. Acta 1008 (2018) 57- 65.

3 E. Bulska, M. Wojciechowski, Wiadomości chemiczne 69 (2015) 9-10.

82

Adsorpcja jonów rtęci(II) na nano-siarczku bizmutu

Katarzyna Sikora(1), Ewa Malicka(2), Katarzyna Pytlakowska(1)

(1)Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach (2)Zakład

Krystalografii, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Rosnąca świadomość zagrożeń wynikających z zanieczyszczenia środowiska, jak również ograniczone

rezerwy wody pitnej zmuszają naukowców do poszukiwania nowych czystych technologii, jak również

do opracowywania niezawodnych metod kontroli poziomu zanieczyszczeń. Wiele zanieczyszczeń ulega

w wodach naturalnej biodegradacji, podczas gdy metale ciężkie mają tendencję do gromadzenia się

w organizmach żywych, a przy wyższym stężeniu ujawniają swoje właściwości toksyczne zakłócając

przebieg podstawowych procesów fizjologicznych. Mając na uwadze powyższe fakty, niezbędne jest

stałe monitorowanie poziomu zanieczyszczeń, zwłaszcza metalami ciężkimi, w wodach

powierzchniowych. Mimo szerokiego wachlarza dostępnych technik instrumentalnych pozwalających

na bezpośrednie oznaczanie metali w wodach na poziomie śladowym, takich jak np. optyczna

spektrometria emisyjna ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-OES), spektrometria

mas ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-MS) czy elektrotermiczna atomowa

spektrometria absorpcyjna (ET-AAS), w wielu przypadkach ilościowe oznaczenie jest utrudnione

ze względu na efekty matrycowe lub interferencje międzypierwiastkowe. Z tego powodu wstępne

przygotowanie próbki do analizy, obejmujące izolację i/lub wstępne zatężenie analitu jest nadal

konieczne. Dobra metoda wstępnej obróbki próbki powinna dawać wiarygodne i powtarzalne wyniki

w łatwy i ekonomiczny sposób, bez użycia skomplikowanego sprzętu i toksycznych rozpuszczalników.

Spośród szerokiej gamy metod izolacji i wstępnego zatężania w ostatnich latach dużym

zainteresowaniem cieszy się dyspersyjna ekstrakcja do fazy stałej (DSPE) i jej zminiaturyzowana

odmiana, tj. ekstrakcja dyspersyjna do mikro-fazy stałej (DMSPE). Popularność tych technik wynika

z prostoty wykonania, szerokiej gamy dostępnych adsorbentów, niskich kosztów, wydajności

i produkcji stosunkowo niewielkich ilości odpadów [1].

Celem niniejszej pracy było zastosowanie dyspersyjnej ekstrakcji z użyciem nano-siarczku bizmutu

w połączeniu z rentgenowską spektrometrią fluorescencyjną z dyspersją energii (EDXRF) do

oznaczania jonów Hg(II) w różnego typu wodach (mineralnej, źródlanej, stawowej, rzecznej i morskiej).

Literatura

1 T. Khezeli, A. Daneshfar, TrAC Trends Anal. Chem. 89 (2017) 99-118.

83

Badanie właściwości adsorpcyjnych membran z tlenku grafenu i nanorurek

węglowych

Marcin Musielak(1), Anna Gągor(2), Rafał Sitko(1)

(1)Uniwersytet Śląski w Katowicach, Instytut Chemii, Zakład Chemii Analitycznej

(2)Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych, Polska Akademia Nauk, Oddział we

Wrocławiu

Tlenek grafenu (GO) posiada w swojej strukturze tlenowe grupy funkcyjne, które umożliwiają

przeprowadzenie efektywnej adsorpcji jonów metali ciężkich w roztworach wodnych o określonym pH.

W związku z powyższym GO wykazujący cechy doskonałego adsorbentu, może znaleźć potencjalne

zastosowanie w preparatyce membran, które z powodzeniem mogłyby zostać wykorzystane

w rozdzielaniu metali ciężkich [1].

W środowisku wodnym grupy funkcyjne GO mogą ulegać dysocjacji, w efekcie czego na jego

powierzchni pojawia się ujemny ładunek. Jego obecność powoduje, że warstwy GO zaczynają się

odpychać w wyniku oddziaływań elektrostatycznych. Skutkuje to niską trwałością membran w

roztworach, w których zostaje przekroczony punk ładunku zerowego GO [2]. W celu zwiększenia

trwałości membran wykorzystano utlenione nanorurki węglowe (CNTs).

Niniejsza praca przedstawia preparatykę membran GO/CNTs oraz charakterystykę ich właściwości

adsorpcyjnych w kierunku wybranych jonów metali ciężkich. Otrzymane membrany wykazują dużą

stabilność w roztworach wodnych w szerokim zakresie pH. Dużą zaletą otrzymanych membran jest

znacznie mniejszy wpływ siły jonowej na adsorpcję jonów metali w porównaniu do wcześniej

otrzymanych membran opartych na GO i celulozie [3]. Przeprowadzone badania ukazały, że obecność

CNTs znacznie wpływa na pojemności adsorpcyjne otrzymanych membran.

Opracowana prosta preparatyka membran, która nie wymaga użycia szkodliwych dla środowiska

rozpuszczalników chemicznych spełnia zasady zielonej chemii. Ponadto membrany te mogą być

wielokrotnie wykorzystane (minimum 10 razy). Z tego względu membrany GO/CNTs mogą znaleźć

potencjalne zastosowanie w oczyszczaniu wód z metali ciężkich oraz analizie śladowej i ultraśladowej

pierwiastków.

Badania finansowane z grantu Narodowego Centrum Nauki (NCN 2015/17/B/ST4/03870).

Literatura

1 R. Sitko, B. Zawisza, E. Malicka, TrAC Trends Anal. Chem. 51 (2013) 33-43.

2 G. Zhao, J. Li, X. Ren, C. Chen, X. Wang, Environ. Sci. Technol. 45 (2011) 10454-10462.

3 R. Sitko, M. Musielak, B. Zawisza, E. Talik, A. Gagor, RSC Adv. 6 (2016) 96595-96605.

84

Opracowanie procedur analitycznych opartych na dyspersyjnej ekstrakcji

do mikro-fazy stałej z tlenkiem grafenu i utlenionymi wielościennymi

nanorurkami węglowymi modyfikowanymi β-cyklodekstrynami do

oznaczania jonów uranylowych

Michalina Kuban, Karina Kocot, Rafał Sitko


Efektywne oznaczanie lantanowców i aktynowców stało się przedmiotem zainteresowania naukowców

z powodu dwóch znaczących powodów: (i) rosnącego zapotrzebowania na pierwiastki bloku f, które

które są niezbędne dla technologii cywilnych i wojskowych, zaawansowanych systemów obronnych

i światowej gospodarki XXI wieku, oraz (ii) trudności w znalezieniu efektywnego sposobu ekstrakcji

i/lub izolacji pierwiastków bloku f i gospodarowaniem odpadami jądrowymi [1]. Rosnąca liczba

zastosowań lantanowców i aktynowców w różnych obszarach przemysłu oraz rolnictwa uzasadnia

potrzebę opracowywania precyzyjnych, szybkich oraz dokładnych procedur służących do ich

oznaczania. Bezpośrednie oznaczanie lantanowców i aktynowców przy użyciu powszechnie znanych

metod spektroskopowych jest utrudnione bądź wręcz niemożliwe ze względu na zbyt niskie stężenie

analitów bądź matrycę próbki charakteryzującą się złożonym składem. W takich przypadkach konieczna

jest wstępna izolacja lub/i wzbogacanie analitów [2,3].

Nanomateriały węglowe znalazły szerokie zastosowanie jako efektywne adsorbenty w zatężaniu i/lub

izolacji organicznych i nieorganicznych analitów z matryc [4,5]. Dostępne w literaturze prace dotyczą

głównie zastosowania nanomateriałów niemodyfikowanych, co wskazuje na potrzebę prowadzenia

badań dotyczących zastosowania modyfikowanego grafenu lub nanorurek węglowych i poszerzania

wiedzy w tym konkretnym obszarze. Modyfikacja powierzchni nanomateriałów węglowych może

prowadzić do polepszenia ich właściwości fizycznych lub chemicznych, np. selektywności lub

formowania trwałych zawiesin w roztworach wodnych. Chociaż większość nanomateriałów węglowych

cechuje niezwykle wysoka powierzchnia właściwa oraz pojemność sorpcyjna a także wysoki poziom

dyspersji w próbkach ciekłych, konieczne jest wprowadzanie różnego rodzaju modyfikacji,

zapobiegających agregowaniu nano-adsorbentów w środowisku kwasowym lub obojętnym

preferowanym w przypadku stosowania technik ekstrakcyjnych, ze względu na ryzyko wystąpienia

zjawiska współstrącania. Z tego względu, bardzo dobre właściwości sorpcyjne cyklodekstryn oraz ich

silnie hydrofilowa powierzchnia zewnętrzna, uzasadniają ich wybór jako modyfikatorów powierzchni

GO oraz ox-MWCNTs. Zawartość uranu w adsorbencie badano techniką rentgenowskiej spektrometrii

fluorescencyjnej z dyspersją energii (EDXRF). Wyznaczono pojemność sorpcyjną, odporność na wpływ

jonów potencjalnie interferujących, wpływ siły jonowej na adsorpcję oraz kinetykę. Zbadano również

adsorpcję jonów uranylowych w próbkach syntetycznej wody morskiej.

Literatura

1 X. Q. Guo, X. T. Tang, M. He, B. B. Chen, K. Nan, Q. Y. Zhang, B. Hu, RSC Adv. 4 (2014) 19960-19969.

2 H. Sereshti, A. R. Far, S. Samadi, Anal. Lett. 45 (2012) 1426-1439.

3 Q. Fu, L. Yang, Q. Wang, Talanta 72 (2007) 1248-1254.

4 K. Pyrzyńska, A. Kubiak, I. Wysocka, Talanta 154 (2016) 15-22.


85

Nanomateriały węglowe modyfikowane β-cyklodekstrynami jako

adsorbenty w oznaczaniu śladowych ilości Gd i Sm

Daria Jeruszka, Karina Kocot, Rafał Sitko


Przyszłość wielu dziedzin nauk ścisłych, szczególnie chemii analitycznej jest w dużym stopniu

uzależniona między innymi od rozwoju nanotechnologii. Obecnie notujemy rozwój nanotechnologii,

w której niebagatelne znaczenie mają nanomateriały węglowe (np.grafen), które ze względu na swoje

imponujące właściwości adsorpcyjne są często stosowanymi adsorbentami w technikach ekstrakcyjnych

[1,2]. Ekstrakcja jest doskonałą metodą zatężania i izolacji analitów. Alternatywną metodą popularnej

ekstrakcji do fazy stałej (SPE) jest dyspersyjna ekstrakcja do mikro-fazy stałej (DMSPE), która dzięki

zmniejszeniu zużycia rozpuszczalników i pracy, powoduje, że technika ta opiera się na koncepcji

zielonej chemii, która odgrywa kluczową rolę w ochronie środowiska. Rozwój i postęp nauki, w dużej

mierze spowodowany jest istnieniem pierwiastków chemicznych, które mają przydatne właściwości,

wykorzystywane w nowoczesnych technologiach. Popularną grupą pierwiastków są lantanowce,

nazywane także pierwiastkami ziem rzadkich (Rare Earth Elements- REE), które łącznie liczą 15

pierwiastków układu okresowego. Poszczególne lantanowce znajdują szereg zastosowań w różnych

dziedzinach nauki np. w kosmonautyce, lotnictwie, przemyśle materiałów fotoluminescencyjnych,

katalizatorów do rafinacji ropy naftowej, a także w medycynie w leczeniu chorób nowotworowych [3].

W związku z tym, że lantanowce i aktynowce występują w środowisku w stężeniach niższych niż

granice wykrywalności powszechnie stosowanych metod spektroskopowych (także ICP-MS),

konieczne jest zastosowania wstępnego etapu zatężania i/lub izolacji analitów z matryc. Opracowanie

metod zatężania śladowych ilości jonów lantanowców i aktynowców będących przedmiotem tego

projektu, pozwoli na wyeliminowanie problemów związanych z ich bezpośrednim oznaczaniem [4].

Celem prowadzonych badań było opracowanie metody zatężania dwóch lantanowców: samaru (Sm)

i gadolinu (Gd), opartej na dyspersyjnej ekstrakcji do mikro-fazy stałej (DMSPE) oraz technice

rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej z dyspersją energii (EDXRF), a także zbadanie sorpcji

jonów na powierzchni tlenku grafenu (GO) i tlenku grafenu modyfikowanego β-cyklodekstrynami

(GO-β-CD). Dla uzyskania najlepszego odzysku oznaczanych pierwiastków sprawdzony zostanie

wpływ takich parametrów jak pH, objętość próbki, masa adsorbentu, czas prowadzenia procesu

adsorpcji. Dla zweryfikowania, które z parametrów zatężania są statystycznie istotne zastosowane

zostanie planowanie eksperymentu. Opracowane procedury analityczne zostaną w pełni zwalidowane

(precyzja, dokładność, czułość, granice wykrywalności i oznaczalności, zakres liniowości metody,

dokładność, wpływ obcych jonów).

Literatura

1 R. Sitko, B. Zawisza, E. Malicka, TrAC, Trends Anal. Chem. 37 (2012) 22-31.


3 G. Pagano, F. Aliberti, M. Guida, R. Oral, A. Siciliano, M. Trifuoggi, F. Tommasi, Environ. Res. 142 (2015) 215-220.

4 C. Wang, T. Zhang, X. Pan, Geoderma 306 (2017) 120-126.

86

Zastosowanie podwójnej warstwy wodorotlenków do identyfikacji

potencjalnie toksycznych zanieczyszczeń w odżywkach białkowych

Michalina Mikunda, Beata Zawisza

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

W odżywkach białkowych wykorzystywanych między innymi przez sportowców w celu

suplementowania białka niezbędnego do budowania mięśni mogą znajdować się toksyczne

zanieczyszczenia, potencjalnie stanowiące zagrożenie dla zdrowia. Analiza jakościowa wykazała że

w większości odżywek białkowych znajdują się pewne ilości bromu. Celem badań było wykrycie oraz

oznaczenie zanieczyszczeń w odżywkach, jak również zsyntetyzowanie sorbentów pozwalających na

zatężenie jonów BrO3- i zbadanie wpływu pH na sorpcję bromianów na otrzymanych sorbentach,

a następnie sprawdzenie wpływu temperatury, czasu wytrząsania, objętości próbki i obecności jonów

obcych na sorpcję analitu na sorbencie wykazującym najlepsze właściwości sorpcyjne w stosunku do

jonów BrO3- [1]. Dzięki temu możliwe było wykorzystanie opracowanej metody do próbek

rzeczywistych. Aby przeprowadzić analizę ilościową przeprowadzono badania, które pozwoliły na

ustalenie, że jony BrO3- można zaadsorbować na sorbencie NiAl-LDH, a największą sorpcję analit ten

wykazuje w pH=5 oraz w temperaturze 20ºC. Badania wpływu czasu wytrząsania i objętości próbki na

sorpcję pokazały że jony BrO3- sorbują się na NiAl-LDH już po 15 min wytrząsania, a objętość próbki

z zakresu 10 mL - 25 mL nie ma wpływu na sorpcję. Próbki rzeczywiste mineralizowano za pomocą

stężonego kwasu azotowego (V) przy użyciu mineralizacji mikrofalowej w systemie zamkniętym.

Wykrycie oraz oznaczenie bromu przeprowadzono przy użyciu rentgenowskiej spektrofotometrii

fluorescencyjnej z dyspersją energii (EDXRF) [2].

Literatura

1 F.S. Al-Hazmi, A.A. Al-Ghamdi, G.W. Bealla, L.M. Bronsteina, W.E. Mahmoud, Colloid. Surface A 485 (2015) 91-95.

2 R.Sitko, Wprowadzenie do metod instrumentalnych, Uniwersytet Śląski w Katowicach, 2013.

87

Warstwowe podwójne wodorotlenki w sorpcji platyny

Patrycja Trzaska, Beata Zawisza


Platyna to jeden z metali szlachetnych, jest błyszcząca, srebrzystobiała, ciągliwa, plastyczna, odporna

na korozję i matowienie. Metal ten ma wiele zastosowań. Charakterystyczna odporność na ścieranie

i matowienie to doskonałe właściwości, dzięki którym platyna nadaje się do wyrobu biżuterii. [1]

Oprócz tego, jej właściwości chemiczne sprawiają, że jest ona przydatna jako katalizator w różnych

procesach chemicznych, a także jako katalizator samochodowy. Ważną rolę odgrywa również w

onkologii, przemyśle elektrycznym i szklanym, przetwórstwie polimerów i produkcji pestycydów.

Obecnie głównym źródłem emisji Pt są katalizatory samochodowe oraz szpitale. Podwyższone poziomy

Pt są rejestrowane w glebach, zawieszonych w powietrzu cząstkach stałych, pyłach drogowych,

roślinności, rzekach. Platyna jako metal nie jest bardzo szkodliwa, ale sole platyny mogą powodować:

zmiany DNA; raka; reakcje alergiczne skóry i błony śluzowej; uszkodzenia narządów, takich jak jelita,

nerki i szpik kostny; uszkodzenia słuchu (rozpuszczalne sole Pt są bardziej toksyczne niż związki

nierozpuszczalne). [1-3] W związku z tym istotne jest oznaczanie śladowych ilości platyny.

Celem badania było opracowanie metody do oznaczania śladowych ilości platyny. Ogólnie dostępne

techniki instrumentalne mają zwykle zbyt wysokie granice wykrywalności, dlatego opracowano metodę

zatężania tego pierwiastka, a następnie jego oznaczania za pomocą rentgenowskiej spektrometrii

fluorescencyjnej z dyspersją energii (EDXRF). W trakcie badań zsyntezowano nowy sorbent

ZnAl-LDH, a także wyznaczono jego maksymalną pojemność sorpcyjną w stosunku do platyny.

Zbadano wpływ pH, czasu kontaktu analitu z sorbentem, objętości próbki, jonów złota i palladu na

adsorpcję platyny.

Literatura

1 Chemical properties of platinum - Health effects of platinum - Environmental effects of Platinum,

https://www.lenntech.com/periodic/elements/pt.htm (dostęp 19.04.2019)

2 H. Gawrońska, A. Przybysz, E. Szalacha, K. Pawlak, K. Brama, A. Miszczak, M. Stankiewicz-Kosyl, S.W.

Gawroński, Ecotox. Environ. Safe. 147 (2018) 982-989.

3 M. Birkea, U. Rauchb, J. Stummeyera, H. Lorenza, B. Keilertb, J. Geochem. Explor. 187 (2018) 72-96.

88

Wykrywanie zafałszowań kosmetyków zawierających złoto

Klaudia Bożek, Beata Zawisza


Przeprowadzone w ostatnich latach badania wykazały, że nanocząsteczki złota charakteryzują się

działaniem przeciwwolnorodnikowym oraz antybakteryjnym [1]. Testy przedkliniczne

z wykorzystaniem myszy, wykazały dodatkowo, że złoto zwiększa proliferację komórek i biosyntezę

kolagenu [2]. Badania te stały się podstawą do wykorzystania złota między innymi w medycynie,

suplementacji oraz kosmetyce. Podane możliwości wykorzystania tego składnika, skutkują pojawieniem

się w ostatnich latach na rynku szeregu różnych kosmetyków, które powinny mieć określone działanie

na skórę, dzięki zawartości złota w składzie. Pochodzenie oraz ceny tych produktów często mogą

wskazywać na możliwość wystąpienia zafałszowania. Celem przedstawionej pracy było, więc

opracowanie metody, mogącej służyć do wykrywania zafałszowań kosmetyków zawierających złoto.

W początkowym etapie pracy przeprowadzono analizę jakościową wybranych kosmetyków, w celu

wstępnego wykrycia obecności złota. Następnie przeprowadzono syntezę warstwowych podwójnych

wodorotlenków (LDH) oraz zbadano wpływ pH na sorpcję Au na wybranych sorbentach. Do dalszych

badań, obejmujących zatężenie i oznaczanie złota w wybranych kosmetykach, wykorzystano kompozyt

MgAl-LDH/GO, który charakteryzuje się dobrymi właściwościami adsorpcyjnymi w stosunku do Au

przy pH=2. Sorbent wykorzystano do opracowania dyspersyjnej ekstrakcji do mikro fazy stałej,

a pomiary wykonano za pomocą rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej z dyspersją energii

(EDXRF). Zbadano również wpływ następujących czynników na adsorpcję Au: czas kontaktu analitu

z sorbentem, objętość badanej próbki, a także wpływ jonów obcych, które znajdują się w kosmetykach

(m.in. K+, Ca2+, Fe3+, Ti4+, PO43-, SO4

3-, Cl-). Wyznaczono, także maksymalną pojemność sorpcyjną,

która wynosiła 12 mg/g. Próbki rzeczywiste mineralizowano z wykorzystaniem mineralizacji

mikrofalowej w układzie zamkniętym, a następnie przeprowadzono analizę ilościową wybranych

kosmetyków z zastosowaniem wcześniej opracowanej metody.

Literatura

1 T. Taufikurohmah, G. M. Sanjaya, A. Baktir, A. Syahran, J. Mater. Sci. Eng. B2, 12 (2012) 611-617.

2 T. Taufikurohmah. G. M. Sanjaya, A. Baktir, A. Syahran, Chemistry and Materials Research 3 (2013) 55-61.

89

Zastosowanie techniki ICP-OES do oceny zawartości metali ciężkich

w produktach zbożowych

Natalia Polak, Marzena Dabioch


Metalami ciężkimi nazywa się metale charakteryzujące się gęstością powyżej 5 g mL-1, choć niekiedy

przyjmuje się wartość równą 4,5 g mL-1. W ostatnich latach określenie „metale ciężkie” jest jednak

nieco szerzej pojmowane. Mianowicie, terminem tym definiuje się te metale, których nadmierne ilości

w środowisku powodują szkodliwe działanie dla żywych organizmów. W ujęciu ekotoksykologicznym

metale ciężkie są uznawane za truciznę, czyli substancję o właściwościach toksycznych. Ze względu na

ich wysoką toksyczność i duże ilości uwalniane do środowiska są one zaliczane do

najniebezpieczniejszych zanieczyszczeń. W związku z tym niezbędne jest prowadzenie

systematycznych badań, których celem jest określenie wpływu metali ciężkich na dane elementy

środowiska naturalnego oraz żywe organizmy. Metale ciężkie występujące w środowisku mogą

pochodzić z różnych źródeł. Jednym z nich są procesy naturalne, jednak do najbardziej znaczących

źródeł należą procesy antropogeniczne.

Nieustanny rozwój techniki i zmiany, które zachodzą we współczesnym świecie w znacznym stopniu

wpływają na środowisko przyrodnicze. Jednym z niepokojących skutków rozwoju cywilizacji

i przemysłu jest rozprzestrzenianie się metali ciężkich. Wykazują one bardzo dużą stabilność w glebach,

przez co zawartość pierwiastków śladowych w roślinach uprawnych nieustannie rośnie. To właśnie

z tego względu ich głównym źródłem dla człowieka jest żywność, zwłaszcza pochodzenia roślinnego.

Wszystkie pierwiastki śladowe mogą wykazywać niekorzystny wpływ na zdrowie. Niektóre z nich

spełniają pożyteczną rolę w organizmie, jednak w nadmiarze prowadzą do nieprawidłowości. Pozostałe

metale ciężkie wykazują wyłącznie działanie toksyczne.

Celem badań było oznaczenie zawartości metali ciężkich w produktach zbożowych przy zastosowaniu

techniki optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-

OES). Materiałem badawczym były płatki owsiane, orkiszowe i jaglane pochodzące od różnych

producentów. W celu optymalizacji procesu mineralizacji próbki o masie około 0,5 g poddano

roztwarzaniu w systemie otwartym w podwyższonej temperaturze z zastosowaniem 65% HNO3 i 37%

HCl oraz ich mieszanin z ewentualnym dodatkiem 30% H2O2. Na podstawie wyników przeprowadzonej

optymalizacji do dalszych badań postanowiono użyć 65% HNO3 z dodatkiem 30% H2O2.

Literatura

1 M. Wierzbicka, Ekotoksykologia. Rośliny, gleby, metale, WUW, 2015.

2 W. Seńczuk, Toksykologia, PZWL, 2002.

3 P. Migula, Kiedy metale ciężkie są szkodliwe, Fundacja Ekologiczna „Silesia”, 1993.

90

Badanie zdolności adsorpcyjnych tlenku grafenu modyfikowanego

7-metylo-5-aminochinolino-8-olem

Sylwia Kubica, Barbara Feist


W ramach niniejszej pracy zbadano możliwości sorpcyjne nowego adsorbentu, otrzymanego na drodze

chemicznej modyfikacji tlenku grafenu (GO) 7-metylo-5-aminochinolino-8-olem (Y). Badania miały na

celu dobranie optymalnych warunków adsorpcji wybranych jonów metali ciężkich na otrzymanym

adsorbencie (GO-Y). Adsorbent ten zastosowano w dyspersyjnej ekstrakcji do mikrofazy stałej

(DMSPE) do oznaczania jonów metali techniką rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej

z dyspersją energii. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że jony miedzi(II), żelaza(III),

chromu(III) oraz ołowiu(II) są adsorbowane na powierzchni GO-Y. W celu określenia optymalnych

warunków adsorpcji ww. jonów na zsyntetyzowanym nanomateriale zbadano wpływ pH, czasu

mieszania oraz objętości analizowanej próbki. Zbadano także wpływ obcych jonów. Dla wybranych

warunków wykonano walidację metody, w tym wyznaczono współczynnik zatężania, granicę

wykrywalności oraz precyzję opracowanej procedury analitycznej. Dokładność metody sprawdzono

stosując certyfikowany materiał odniesienia. Wyznaczono pojemności sorpcyjne otrzymanego

adsorbentu w stosunku do jonów Pb(II), Cr(III) oraz Cu(II) w oparciu o uzyskaną izotermę sorpcji

Langmuira i Freundlicha.

91

Obrazowanie hiperspektralne jako narzędzie wspomagające proces

sortowania małych fragmentów polimerowych znalezionych na miejscu

zdarzenia

Anna Lis, Łukasz Pieszczek, Michał Daszykowski


Techniki spektralne są wykorzystywane w wielu badaniach laboratoryjnych wykonywanych dla potrzeb

wymiaru sprawiedliwości. Obecnie polimery ze względu na swoje właściwości fizyczne takie jak

wytrzymałość mechaniczna, elastyczność czy plastyczność, znalazły wiele zastosowań, co sprawia że

metody ich identyfikacji mają coraz większe znaczenie. W wielu sprawach karnych dotyczących

zdarzeń drogowych dowodami w sprawie są plastikowe fragmenty samochodów. W takich przypadkach

ważne jest przeprowadzenie analizy w celu weryfikacji cech obiektów stanowiących materiał

dowodowy i porównawczy. Jedną z intensywnie rozwijanych technik umożliwiających analizę

powierzchni próbki jest obrazowanie hiperspektralne [1]. W przypadku tej metody, naświetlając próbkę

promieniowaniem elektromagnetycznym o określonej długości fali można zrejestrować pojedynczy

obraz powierzchni badanego obiektu. Pełny obraz hiperspektralny jest złożony z setek jednostkowych

obrazów cyfrowych rejestrowanych przy wielu różnych długościach fali. Zapisywane dane mają

trójwymiarową strukturę i odwzorowują cechy badanej powierzchni. Dlatego technika ta wydaje się

obiecującym rozwiązaniem w analizie porównawczej plastikowych materiałów dowodowych [2], gdyż

jest nieinwazyjna, pozwala na rejestrację obrazów w krótkim czasie, podlega ciągłej miniaturyzacji

i umożliwia przeprowadzanie badań ‘in situ’.

Celem prowadzonych badań była weryfikacja przydatności obrazowania hiperspektralnego w zakresie

bliskiej podczerwieni w kontekście potwierdzenia źródła pochodzenia polimerowych próbek

fragmentów samochodowych znalezionych na miejscu zdarzenia. Do rejestracji obrazów

hiperspektralnych wykorzystano kamerę SPECIM FX17e pracującą w zakresie spektralnym

900-1700 nm.

Literatura

1 J.M. Amigo, H. Babamoradi, S. Elcoroaristizabel, Anal. Chim. Acta 896 (2015) 34-51.

2 Ł. Pieszczek, M. Daszykowski, Chemom. Intell. Lab. Syst. 187 (2019) 28-40.

92

Chromatografia cienkowarstwowa w połączeniu z obrazowaniem

hiperspektralnym wspomagające potwierdzenie tożsamości próbek

Aleksandra Podgórska, Łukasz Pieszczek, Michał Daszykowski


Analiza składu chemicznego ekstraktów atramentów stanowiących materiał dowodowy jest

zagadnieniem złożonym, a chromatografia cienkowarstwowa to jedna z wielu technik analitycznych

z pomocą której można badać takie złożone mieszaniny barwników na potrzeby wymiaru

sprawiedliwości [1]. W ostatnich latach intensywnie rozwijana jest w szczególności wysokosprawna

chromatografia cienkowarstwowa (HPTLC, z ang. high-performance thin-layer chromatography) [2].

W porównaniu do klasycznej techniki chromatografii cienkowarstwowej charakteryzuje ją szereg zalet,

m. in. umożliwia zmniejszenie objętości fazy ruchomej, pozwala na szybsze rozwijanie płytek

chromatograficznych i poprawienie rozdzielczości chromatograficznej. Pomimo ciągłego rozwoju

HPTLC do tej pory nie udało się uzyskać uniwersalnego sposobu detekcji pasm chromatograficznych.

W przeprowadzonych badaniach wykorzystano densytometryczną detekcję, czyli pomiar gęstości

optycznej pasm chromatograficznych rozdzielonych substancji. Ten sposób detekcji umożliwia

ujawnienie pasm chromatograficznych pochodzących od różnych związków wykorzystując światło

z zakresu od ultrafioletu do bliskiej podczerwieni. W toku takich pomiarów istnieje możliwość

uzyskania densytogramów rozdzielonych chromatograficznie mieszanin rejestrując jednocześnie

promieniowanie elektromagnetyczne o różnej długości fali (tzw. podejście hiperspektralne). Takie

podejście wspomaga ujawnianie obecności składników próbki, również tych które są niewidoczne

w świetle widzialnym.

Celem prowadzonych badań było sprawdzenie czy sprzężenie techniki wysokosprawnej chromatografii

cienkowarstwowej z detekcją densytometryczną dokonywaną przy wielu długościach fal może pomóc

potwierdzić pochodzenie papierowych dokumentów z naniesionym na nie atramentem na bazie wodnej.

Ponadto weryfikowano czy można ulepszyć dotychczasowe warunki rozdziału chromatograficznego

próbek komercyjnie dostępnych atramentów, które zaproponowano w literaturze. Obiektem analiz były

próbki atramentów do piór (niebieskich i czarnych) ekstrahowanych z powierzchni papieru. Nanoszono

je pasmowo na płytki HPTLC za pomocą automatycznego aplikatora Desaga AS30, a następnie

rozwijano w komorach chromatograficznych stosując jako fazę ruchomą mieszaninę butanolu, etanolu

i wody. Poszczególne pasma chromatograficzne rejestrowano za pomocą densytometru Desaga CD60

wykorzystując detekcję pasm chromatograficznych w zakresie od 190 do 800 nm. W efekcie, każda

próbka została opisana przez zbiór densytogramów rejestrowanych przy kilkudziesięciu różnych

długościach fal. Zgromadzone dane chromatograficzne były obiektem dalszych analiz porównawczych

z wykorzystaniem wybranych technik chemometrycznych.

Literatura

1 R.L Brunelle, K.R Crawford, Advances in the forensic analysis and dating of writing ink, Charles C Thomas

Publisher LTD, 2003.

2 S. Kirchert, R.E. Kaiser, G.E. Morlock, J. Chromatogr. A 1588 (2019) 137-149.

93

Character of existing interactions in N-methyl-3-phenyl-3-[4-

(trifluoromethyl)phenoxy]propan-1-amine (Fluoxetine) - the antidepressant

drug. Spectroscopic and theoretical studies

Wioleta Edyta Śmiszek-Lindert, Olaf Lindert

(1)School of Pharmacy with the Division of Laboratory Medicine in Sosnowiec, Medical University of

Silesia in Katowice, Poland (2)Clinic of Infertility Treatment, Gynecology and Obstetrics, Bocian

Clinic, Katowice, Poland

N-methyl-3-phenyl-3-[4-(trifluoromethyl)phenoxy]propan-1-amine is an early member of a newer class

of antidepressant drugs commonly known as selective serotonin-reuptake inhibitors (SSRIs). It has been

got approval as a drug for the treatment of depression. It is in common use as a treatment for major

depressive disorders, bulimia nervosa (repeated episodes of binge eating followed by compensatory

behaviours), obsessive–compulsive disorder and panic disorder. It also possess severe side effects such

as sexual dysfunction, anorgasmia, delayed ejaculation, decreased libido, gastrointestinal disturbances,

anxiety, sedation, nightmares and insomnia or suicidal attempts [1].

In this work we present the results of FT-IR measurements coupled with theoretical calculations.

IR spectroscopy has emerged as a way to study the nature of hydrogen-bonding interactions in

fluoxetine. Theoretical calculations of isolated molecule and two hydrogen-bonded molecules have been

carried out with the Gaussian 09 software package using DFT at the B3LYP level and with 6-311G(d,

p) basis set [2]. To discussion of intermolecular interactions in a molecular crystals of fluoxetine have

been also used Hirshfeld Surfaces method (HS), which is based on the calculation of the promolecular

electron density both crystal and in gas phase. The computed properties were compared to the

experimental values and have been extensively discussed.

Acknowledgements: Calculations have been carried out using resources provided by Wroclaw Centre

for Networking and Supercomputing (http://wcss.pl), grant No. 95. This work was founded by the grant

KNW-1-053/N/7/Z of the Medical University of Silesia in Katowice.

Literatura

1 N.Wali, G.A. Miana, A.H. Shah, Br. J. Pharmacol. 8 (2015) 1-12.

2 A.D. Becke, Phys. Rev. A 38 (1988) 3098.

94

Opracowanie metod analizy germanu w materiałach odpadowych

Magdalena Knapik

(1)Zakład Chemii Analitycznej, Sieć Badawcza Łukasiewicz-Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach

(2)Zakład Hydrometalurgii, Sieć Badawcza Łukasiewicz-Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach

German został odkryty w 1886 roku przez C.A. Winklera, podczas badań nad minerałem argyrodytem

(Ag8GeS6). German występuje w niewielkich ilościach w kruszcach srebra, miedzi i cynku.

Do najważniejszych z nich należą: germanit Cu3(Fe, Ge)S4 (10 % Ge), stottyt FeGe(OH)6 i argyrodyt

Ag8GeS6 (5 – 7%) [1]. German obecny jest również w węglu, łupkach oraz wodach gorących źródeł.

Głównym źródłem otrzymywania germanu jest pył powstający przy prażeniu rud cynku i miedzi oraz

lotny popiół tworzący się w czasie spalania i zgazowania niektórych gatunków węgla. Podczas

ogrzewania tych substancji z kwasem chlorowodorowym Ge w postaci GeCl4 oddziela się przez

destylację frakcyjną od innych metali, przekształca przez hydrolizę w GeO2 i za pomocą wodoru

redukuje do czystego metalu. Bardzo czysty Ge, używany do wytwarzania kryształów

półprzewodnikowych, uzyskuje się metodą topienia strefowego [2].

German stosowany jest, jako półprzewodnik w radio- i elektrotechnice do wyrobu tranzystorów

zastępujących lampy elektronowe. Używany jest także do wyrobu termistorów (specjalistycznych

oporników) o małym współczynniku temperaturowym oraz filtrów optycznych do wytwarzania

luminoforów (stopów ze złotem mających własność powiększania objętości po oziębieniu). Tlenek

germanu(IV) stosuje się do wyrobu specjalistycznych szkieł o dużym stopniu załamania światła oraz

emalii w ceramice jako katalizator [1].

Celem badań było opracowanie metod kontroli analitycznej składu chemicznego materiałów

procesowych pochodzących z nowo opracowanych, w Zakładzie Hydrometalurgii, technologii odzysku

germanu ze stopów ołowionośnych z procesu rafinacji cynku z wykorzystaniem techniki ICP OES. Dla

techniki ICP OES opracowano program analityczny do oznaczania Ge, w filtratach oraz osadach po

ługowaniu szlikrów GeIn, roztworach po ekstrakcji Ge z roztworów po ługowaniu szlikrów Ge oraz

w koncentratach Ge-tanina. Jako sposób przygotowania próbek roztworów zastosowano rozcieńczanie

w środowisku kwasu chlorowodorowego. Próbki osadów stapiano z Na2O2, a powstały stop roztwarzano

w mieszaninie kwasów azotowego(V) i fluorowodorowego. Dla koncentratów Ge-tanina

wystarczającym jest roztwarzanie w mieszaninie kwasów azotowego(V) i fluorowodorowego.

W ramach przeprowadzonych badań wykazano, że metoda XRF z wykorzystaniem techniki cienkiej

warstwy pozwala na analizę zawartości Ge w próbkach roztworowych. Roztwór dostarczony przez

klienta może być bezpośrednio nanoszony w odpowiedniej ilości na filtr i analizowany przy pomocy

spektrometru XRF. Stwierdzono, że opracowane metody analizy Ge w próbkach dostarczonych

z Zakładu Hydrometalurgii są równoważne, a ich jakość potwierdzono poprzez porównanie z wynikami

uzyskanymi techniką FAAS.

Literatura

1 E.G. Rochow, The Chemistry of Germanium, str. 1-41 w Comprehensive Inorganic Chemistry, Pergamon Press, 1973.

2 Poradnik fizykochemiczny, str. 75-76, WNT, 1974.

95

Analiza nowych substancji psychoaktywnych będących składnikami

dopalaczy przy zastosowaniu chromatografii cieczowej sprzężonej ze

spektrometrią mas z detektorem w postaci liniowej pułapki jonowej

Karolina Skalik(1), Bogdan Tokarczyk(2)

(1)Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach (2)Instytut Ekspertyz Sądowych w Krakowie

Mimo upływu lat oraz zmian w prawodawstwie dopalacze, czyli nowe substancje psychoaktywne

(NPS), są nadal poważnym problemem społecznym. W związku z ich łatwą dostępnością oraz

atrakcyjną ceną są chętnie używane jako zamienniki klasycznych narkotyków takich jak np. amfetamina

i jej pochodne, czy marihuana. Co miesiąc na rynku narkotykowym pojawiają się nowe związki, których

struktura opiera się na występujących już wcześniej NPS. W związku z tym, identyfikacja dopalaczy

staje się bardziej problematyczna. Ma to związek z obecnością izomerów i/lub analogów NPS

charakteryzujących się drobnymi modyfikacjami w budowie cząsteczki. Taka sytuacja wymusza ciągłe

uaktualnianie metod analitycznych, jak również zwiększanie specyficzności stosowanych metod [1].

Celem niniejszej pracy było stworzenie bazy widm masowych NPS, a następnie opracowanie

i optymalizacja metody wykrywania nowych substancji psychoaktywnych w materiale biologicznym

(krew i mocz) w oparciu o tę bazę widm. Baza widm masowych została stworzona w oparciu o wzorce

NPS dostępne w Instytucie Ekspertyz Sądowych w Krakowie. Widma masowe nowych substancji

psychoaktywnych zostały zarejestrowane za pomocą spektrometru masowego z detektorem w postaci

w postaci kwadrupola i liniowej pułapki jonowej (MS-QTRAP) pracującego w trybie dodatniej

jonizacji, poprzez rozpylanie w polu elektrycznym (ESI). Do badań wykorzystano spektrometr QTRAP

3200 firmy SCIEX. Warunki chromatograficzne metody zoptymalizowano przy zastosowaniu

chromatografu cieczowego Eksigent Ekspert Ultra LC 100. Stworzona baza zawiera widma masowe

180 związków zarejestrowane dla 4 różnych energii kolizji (w sumie 720 widm). Dla każdego ze

związków wybrano parę monitorowania wielu reakcji (MRM) o największej abundancji, dla której

zoptymalizowano parametry źródła jonów: energię kolizji (CE), potencjał wyjściowy komory kolizyjnej

(CXE), potencjał rozgrupowania klastrów (DP) oraz potencjał wejściowy (EP).Do opracowania metody

wykorzystano algorytm warunkowej akwizycji danych (IDA) dostępny w oprogramowaniu.

Identyfikacja ksenobiotyku obecnego w badanej próbce odbywa się w oparciu o parę MRM i widmo

masowe, co znacznie zwiększa specyficzność i czułość metody. Opracowana metoda pozwoli na analizę

materiału biologicznego (krew, mocz) w kierunku dużej liczby NPS, dostępnych obecnie na rynku

narkotykowym. Konstrukcja metody umożliwia w łatwy sposób rozszerzenie jej o nowe związki.

Dodatkowo dostępne oprogramowanie pozwala również na automatyczną analizę i identyfikację

badanych próbek w oparciu o parametry zdefiniowane przez użytkownika (np. czas retencji, widmo

masowe).

Literatura

1 M. Jędrzejko, T. Białas, Z. Staśczak, Narkotyki dopalacze nowe środki psychoaktywne: co warto wiedzieć?:

jak chronić dzieci i młodzież?, str. 199-231, ASPRA, 2018.

komisja nauk chemicznych polskiej akademii naukzcha.us.edu.pl/download/program_apcha_2019.pdf · dr...

Documents