Detekce bisfenolu A jako endokrinního disruptoru živočišných organismů

Bc. Polina Nadtochaeva

Diplomová práce

Detection of Bisphenol A as an Endocrine Disruptor of Animal Organisms

Anotace:

Bisfenol A (BPA) je látka s endokrinně-disruptivním charakterem, která se uvolňuje z plastů a znečišťuje komponenty životního prostředí. Tato práce se zabývá konstrukcí enzymatického biosenzoru pro detekci BPA. Jako enzymatická složka vystupují dva enzymy – tyrozináza a lakáza, izolované z dřevokazných hub Ganoderma pfeifferi a Trametes versicolor a imobilizované metodou zesítěných enzymových agregátů (CLEA). Elektrochemická měření byla provedena metodou diferenční pulzní voltametrie (DPV) s využitím uhlíkové pastové elektrody modifikované směsí dvou enzymů s přidáním ZnO nanočástic. Uhlíková pasta byla vytvořena přidáním 10 hm.% enzymové složky, 10 hm.% ZnO nanočástic, přičemž poměr pevné a tekuté složky činil 70 % : 30 %. Měření se prováděla v 0,1 M fosfátovém pufru o pH 6,6 v rozsahu aplikovaného napětí 0,2 – 0,8 V. Při měření standardních roztoků BPA byl dosažen limit detekce 0,14 µM a limit kvantifikace 0,46 µM. Funkčnost připraveného biosenzoru byla následně ověřena při měření BPA v reálném vzorku kontaminované půdy. Při přidání různého množství BPA do vzorku půdy, výtěžek měření činil 93,28 % až 108,93 % v porovnání s očekávaným množstvím. Na základě výsledků se ukázalo, že takto připravený bienzymatický biosenzor by mohl být využit jako jednoduchý a dostupný analytický nástroj pro rychlou detekci BPA v kontaminovaných půdách a odpadních vodách.

Abstract:

Bisphenol A (BPA) is an endocrine-disruptive substance that is released from plastics and pollutes environmental components. This thesis deals with construction of enzymatic biosensor for BPA detection. The enzymatic part of the biosensor is composed from two enzymes: tyrosinase and laccase, isolated from wood decaying fungi Ganoderma pfeifferi and Trametes versicolor and immobilized by cross-linked enzyme aggregates (CLEA). Electrochemical measurements were performed by differential pulse voltammetry (DPV) using a carbon paste electrode modified with a mixture of two enzymes with the addition of ZnO nanoparticles. The carbon paste was formed by adding 10 wt.% of enzyme component, 10 wt.% of ZnO nanoparticles, the ratio of solid to liquid component being 70% : 30%. Measurements were performed in 0.1 M phosphate buffer pH 6.6 in the applied potential range 0.2 – 0.8 V. During the measurement of standard BPA solutions, a detection limit of 0.14 µM and a quantification limit of 0.46 µM were reached. The functionality of the prepared biosensor was subsequently verified by measuring BPA in a real sample of contaminated soil. When different amounts of BPA were added to the soil sample, the measurement yield was 93.28% to 108.93% compared to the expected amount. Based on the results, it was shown that the prepared bioenzymatic biosensor could be used as a simple and available analytical tool for rapid detection of BPA in contaminated soils and wastewater.

Klíčová slova

Enzymatické biosenzory, Bisfenol A, Tyrozináza, CLEA, Lakáza

Keywords

Bisphenol A, Tyrosinase, Enzymatic biosensors, Laccase, CLEA

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 5. 5. 2020

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Stanislava Voběrková, Ph.D.

Mendelova univerzita v Brně

Agronomická fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Zootechnika / Živočišné biotechnologie