Využití oxidů céru pro eliminaci reaktivních kyslíkových radikálů (ROS)

Vojtěch KROUPA

Bachelor's thesis

Cerium oxides usage for scavenging of reactive oxygen radicals (ROS)

Abstract:

Tato bakalářská práce se zabývá eliminací kyslíkových radikálů pomocí oxidu ceričitého, který je znám svými redoxními schopnostmi vztaženými k možnosti snadného přechodu elektronů mezi jeho oxidačními stavy. Cílem je porovnat mimetickou aktivitu CeO2 a možnost využití této sloučeniny pro vychytávání reaktivních kyslíkových radikálů (ROS) v závislosti na způsobu přípravy. Je zde popsána struktura, toxicita, možnosti přípravy a mimetická aktivita samotného oxidu ceričitého. Dále je vysvětlen vznik kyslíkových radikálů ve fyziologických systémech a jejich způsob odstranění. V experimentální části je porovnána aktivita rozdílně připravených CeO2 pro schopnost odstraňovat ROS z modelového systému a tím zabránit rozkladu molekul. Vyhodnocení probíhalo nepřímo pomocí UV/VIS, kdy se sledovalo odbarvení methylvioleti, která sloužila jako indikátor míry eliminace ROS v modelovém systému. Schopnost eliminace ROS byla testována pro dva různé vzorky CeO2 kalcinované při 300, 400 a 500 °C při dvou různých hodnotách pH. Bylo zjištěno, že nejvyšší aktivitu dle našich výsledků poskytoval CeO2 připravený srážením hydroxidem amonným a kalcinovaný při 500 °C. A stejně důležitou vlastností pro eliminační schopnost CeO2 bylo i pH v modelovém systému. Nejlepší výsledky byly dosaženy při pH 4,7 oproti pH 7,2.

Abstract:

This bachelor thesis deals with the elimination of oxygen radicals using cerium dioxide, which is known for its redox capabilities related to the possibility of easy transition of electrons between its oxidation states. The aim is to compare the mimetic activity of CeO2 and the possibility of using this compound for the scavenging of reactive oxygen radicals (ROS) depending on the method of preparation. The structure, toxicity, preparation possibilities and mimetic activity of cerium dioxide are described. Furthermore, the formation of oxygen radicals in physiological systems and their method of removal are explained. The experimental part compares the activity of differently prepared CeO2 for the ability to remove ROS from the model system and thus prevent the decomposition of molecules. The evaluation was performed indirectly using UV/VIS, which monitored the discoloration of methylviolet, which served as an indicator of the degree of ROS elimination in the model system. The ROS elimination ability was tested for two different CeO2 samples calcinated at 300, 400 and 500 °C at two different pH values. It was found that the highest activity according to our results was provided by CeO2 prepared by precipitation with ammonium hydroxide and calcined at 500 ° C. And an equally important property for the elimination ability of CeO2 was the pH in the model system. The best results were obtained at pH 4.7 against pH 7.2.

Keywords

oxid ceričitý, mimetické aktivita, kyslíkové radikály, UV/VIS

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 28. 5. 2020

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Jakub Ederer, Ph.D.

JAN EVANGELISTA PURKYNĚ UNIVERSITY IN ÚSTÍ NAD LABEM

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Toxicology and Hazardous Waste Analysis