Příprava molekulových imprintů se specifitou k endokrinním disruptorům

Bc. Tomáš Václavek

Master's thesis

Molecularly imprinted polymers with specificity to endocrine disrupting compounds

Abstract:

Molekulárně imprintované polymery jsou alternativou k přírodním biomolekulám, které vykazují afinitu k určitým látkám. V přírodě jsou takovými molekulami nejčastěji protilátky, buněčné receptory, či enzymy. Imprintované polymery jsou zkoumány z důvodu jejich nenáročné experimentální přípravy a výhodným vlastnostem, které jim dovolují vystupovat jako umělé afinitní receptory v podmínkách, ve kterých biomolekuly použít nelze. Nejčastějším využitím imprintovaných polymerů je extrakce na pevné fázi, což je jednoduchá a účinná metoda, jak zakoncentrovat analyt z objemných vzorků, jako jsou například vzorky říční nebo pitné vody, výluhy z půdy. Z tohoto důvodu jsou také vhodné pro prekoncentraci estrogenů a jiných látek se schopností endokrinní disrupce, které jsou obvykle přítomny v malé koncentraci v matrici jiných organických látek, které ruší jejich přesné stanovení. Experimentální část se zabývá přípravou částic metodou precipitační polymerizace. V rámci této metody byly optimalizovány podmínky přípravy imprintovaných polymerních mikročástic. Tyto částice byly nejprve charakterizovány metodami světelné mikroskopie a mikroskopie atomových sil a dále byly použity jako sorbent do prekoncentračních kolon určených pro extrakci na pevné fázi. Vyhodnocení retence kolonek pro imprintovanou látku bylo provedeno pomocí vysokoúčinné kapalinové chromatografie a heterogenního enzymatického imunostanovení (ELISA).

Abstract:

Molecularly imprinted polymers are an alternative to biomolecules, which are able to display an affinity to certain compound. Those biomolecules are usually antibodies, cell receptors and enzymes. Imprinted polymers are under the focus of interest due to their binding performance as synthetic affinity receptors in conditions, which are unbearable for biomolecules, and due to relatively easy ways of their preparation. The application of imprinted polymers includes mostly the solid-phase extraction, which is easy method to preconcentrate the analyte from high-volume samples, for example river water samples, samples of drinking water or extracts from soil. This is the main reason, why are they so fitting to preconcentration of estrogen-related compounds and other endocrine disruptors. These substances are usualy present in the sample along with other organic compounds (sample matrix), which are present in higher concentrations and thus are corrupting the analysis. Experimental part includes the preparation of imprinted polymer microparticles and optimization of this method for our laboratory. Prepared particles were characterized with methods like optical microscopy and microscopy of atomic forces. After characterization were these particles packed into a column for solid-phase extraction. Evaluation of the ability to rebind the analyte was performed by high-performance liquid chromatography and enzyme linked immunosorbent assay (ELISA).

Keywords

Molekulárně imprintovaný polymer, MIP, precipitační polymerizace, endokrinní disruptory, vysokoúčinná kapalinová chromatografie, HPLC, mikroskopie atomových sil, AFM, extrakce na pevné fázi, SPE, enzymové imunoeseje, ELISA, vzorek vody, Molecularly imprinted polymer, Precipitation polymerization, Endocrine disruptors, High performance liquid chromatography, Atomic force microscopy, Solid-phase extraction, Enzyme-linked immunosorbent assay, water sample

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 1. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2013
• Supervisor: Mgr. Jan Přibyl, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Biochemistry / Analytical Biochemistry