1

Komisja Nauk Chemicznych Polskiej Akademii Nauk

Oddział Katowice

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski

Dyrekcja, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski

XII SEMINARIUM NAUKOWE

„Aktualne Problemy Chemii Analitycznej”

Katowice, 11 maj 2018 rok

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. Wojciech Marczak

prof. dr hab. Adam Smoliński

Komitet organizacyjny: dr hab. Katarzyna Pytlakowska

dr Barbara Feist

dr Karina Kocot

dr Marzena Dabioch, sekretarz

Kontakt: Zakład Chemii Analitycznej

Instytut Chemii

ul. Szkolna 9

Katowice 40-006

tel. 32 359 12 46

e-mail: seminarium.chemiaanalityczna@us.edu.pl

2

Program Seminarium

1000 – 1100 Sesja posterowa

1100 – 1145 Dwa kolory - dwie drogi identyfikacji barwników

prof. dr hab. inż. Maciej Jarosz

1145 - 1230 Chemia w kryminalistyce

prof. dr hab. inż. Małgorzata Iwona Szynkowska

1230 - 1330 Sesja posterowa

1330 – 1415 Analiza pierwiastkowa leków i farmaceutyków

prof. dr hab. inż. Paweł Pohl

1415 – 1500 Elektroniczny język - elektrochemiczne i fluorescencyjne „odciski palca”

biopróbek ciekłych

dr hab. inż. Patrycja Ciosek-Skibińska

1500 – 1600 Sesja posterowa

3

Spis streszczeń

Wykłady

Strona

1 Maciej Jarosz, Katarzyna Lech

Dwa kolory - dwie drogi identyfikacji barwników

8

2 Małgorzata Iwona Szynkowska

Chemia w kryminalistyce

9

3 Paweł Pohl, Piotr Jamróz, Anna Dzimitrowicz, Krzysztof Gręda

Analiza pierwiastkowa leków i farmaceutyków

10

4 Patrycja Ciosek-Skibińska

Elektroniczny język - elektrochemiczne i fluorescencyjne „odciski palca” biopróbek

ciekłych

11

Nr

posteru

Postery

1 Magdalena Podbielska, Ewa Szpyrka, Stanisław Sadło, Bartosz Piechowicz

Kinetyka zanikania pentiopyradu w jabłkach oraz narażenie konsumenta na jego

pozostałości

12

2 Ewa Szpyrka, Maciej Thomas, Magdalena Podbielska

Oznaczanie kaptanu w ściekach, pochodzących z zakładu produkcji środków ochrony

roślin

13

3 Tadeusz Gorewoda, Jacek Anyszkiewicz, Zofia Mzyk

Wielopierwiastkowa analiza składu żużli przemysłu miedziowego obejmująca szeroki

zakres zawartości wybranych analitów za pomocą fluorescencyjnej spektrometrii

rentgenowskiej

14

4 Michał Jadwiński

Oznaczanie ftalanów w tworzywach sztucznych metodą chromatografii gazowej

ze spektrometrią mas (GC-MS) zgodnie z normą PN-EN 62321-8

15

5 Sylwia Kozłowicz, Jadwiga Charasińska, Agnieszka Czech

Oznaczanie boru w stopach wstępnych aluminium metodą optycznej spektrometrii

emisyjnej z plazmą wzbudzaną indukcyjnie (ICP-OES)

16

6 Agnieszka Czech, Łucja Orłowska-Buzek, Jadwiga Charasińska, Dorota Kopyto,

Jędrzej Piątek

Metody oznaczania wolframu i miedzi w odpadach wolframowych oraz w stopach miedzi

z wolframem

17

7 Jolanta Kolińska, Aleksandra Grzelakowska, Jolanta Sokołowska

Pochodne 2(1H)-chinolonu o potencjalnym zastosowaniu

w detekcji jonów CN-

18

8 Marcin Szala, Aleksandra Grzelakowska, Julia Modrzejewska,

Radosław Podsiadły

Nowe barwniki tricyjanopirolinowe (TCP) – synteza i badania spektroskopowe

19

9 Aleksandra Grzelakowska, Jolanta Kolińska, Marcin Szala, Julia Modrzejewska,

Jolanta Sokołowska

Nowe pochodne ksantonu jako próbniki fluorescencyjne do detekcji biotioli

20

10 Julia Modrzejewska, Marcin Szala, Aleksandra Grzelakowska,

Radosław Podsiadły

Próba syntezy oraz charakterystyki spektroskopowej boronowej pochodnej kumaryny

jako profluorescencyjnego próbnika do detekcji nadtlenoazotynu

21

11 Hanna Barchańska, Marta Mrachacz

Badania nad stabilnością nityzynonu

22

4

12 Hanna Barchańska, Magdalena Danek, Anna Kocikowska, Marian Turek

Dobór sorbentów i warunków wydzielania wybranych pestycydów i produktów ich

degradacji z tkanek roślinnych techniką SPE

23

13 Celina Pieszko, Dominika Petrus

Zawartość wybranych metali w naparach z ziela czystka

24

14 Joanna Płonka, Alicja Granieczny

Fluorescencyjna spektrometria rentgenowska w analizie wielopierwiastkowej herbat

(Camelia sinensis)

25

15 Joanna Klupsch-Adamiok, Danuta Nabiałkowska

Badanie reakcji utlenienia oleinianu metylu

26

16 Zuzanna Spruch

Analiza chromatograficzna związków chemicznych występujących w lanolinie

27

17 Rajmund Michalski, Magdalena Jabłońska-Czapla, Paulina Pecyna,

Katarzyna Grygoyć, Joanna Kernert

Czasowa i przestrzenna zmienność stężeń wybranych metali oraz ich form specjacyjnych

w wodzie i osadach dennych zbiornika Dzierżno Duże

28

18 Bartosz Moc, Klaudyna Tokarz, Krzysztof Marciniec, Stanisław Boryczka

Oznaczanie lipofilowości wybranych sulfonamidowych pochodnych chinoliny,

wykazujących aktywność antyproliferacyjną, metodą RP-HPLC oraz metodami in silico

29

19 Anna Płazak, Małgorzata Dołowy, Alina Pyka-Pająk

Zastosowanie TLC w połączeniu z densytometrią do wyznaczenia granicy

wykrywalności i oznaczalności spironolaktonu

30

20 Angelika Abrachamczyk, Anna Banyś , Barbara Dolińska

Spektrofotometryczne oznaczanie ilości uwolnionego hydrokortyzonu z lekobazy

31

21 Wojciech Bykowski, Ewa Bębenek, Elwira Chrobak, Monika Kadela-Tomanek,

Szymon Siudak, Monika Kuźma, Ewa Chodurek, Agnieszka Lubczyńska,

Urszula Mazurek, Stanisław Boryczka

Zastosowanie techniki RP-TLC oraz metod in silico w oznaczaniu lipofilowości

30-podstawionych pochodnych betuliny

32

22 Natalia Ptok, Rafał Sochacki, Małgorzata Dołowy, Alina Pyka-Pająk

Metody chromatograficzne w badaniach składu chemicznego Moringa oleifera

33

23 Wioleta Edyta Śmiszek-Lindert, Elżbieta Chełmecka, Ilona Kaczmarczyk-Sedlak

The nature of hydrogen-bonding interactions in Z and E conformer of resveratrol revealed

by FT-IR spectroscopy and supported by theoretical calculations

34

24 Wioleta Edyta Śmiszek-Lindert, Elżbieta Chełmecka, Anna Michta,

Aleksandra Tyl, Magdalena Mehlich, Ewelina Dróżdż, Ilona Kaczmarczyk-Sedlak

Character of existing interactions in naphthalene and in drugs with naphthalene moiety.

Spectroscopic and theoretical studies

35

25 Beata Morak-Młodawska, Krystian Pluta, Małgorzata Jeleń, Anna Matuła, Natalia

Lieber, Ewa Ladra, Martyna Gielata

Analiza struktury nowych triazolowych pochodnych dipirydotiazyn o właściwościach

antyproliferayjnych

36

26 Aneta Ostróżka-Cieślik, Beata Sarecka-Hujar, Andrzej Jankowski,

Barbara Dolińska

Wykorzystanie potencjału zeta do oceny stabilności i powierzchniowych właściwości

dyspersji mikrosfer zawierających furosemid inkorporowany w matrycę polimerową

37

27 Aneta Ostróżka-Cieślik, Barbara Dolińska, Florian Ryszka

Kinetyka uwalniania substancji czynnych z wybranych suplementów diety

38

28 Beata Sarecka-Hujar, Karol Łyczak, Andrzej Jankowski, Radosław Balwierz,

Aneta Ostróżka-Cieślik, Barbara Dolińska

Wykorzystanie żelatyny jako matrycy do wytworzenia metodą suszenia rozpyłowego

mikrosfer zawierających losartan potasu

39

29 Hanna Józefiak, Beata Sarecka-Hujar, Barbara Dolińska

Analityczne metody oznaczania kwasu L-askorbinowego

40

5

30 Danuta Pentak, Anna Ploch, Agnieszka Szkudlarek, Małgorzata Maciążek-Jurczyk

Zastosowanie wybranych metod spektroskopowych w analizie oddziaływań pomiędzy

liposomalną formą doksorubicyny i cytarabiny a albuminą surowicy krwi ludzkiej

41

31 Anita Karp, Katarzyna Jędrzejowska, Karolina Kubiś, Justyna Dobosz,

Jolanta Gryma, Anna Ploch, Danuta Pentak, Małgorzata Maciążek-Jurczyk

Zastosowanie wybranych technik badawczych w charakterystyce liposomów

jako potencjalnych nośników cytarabiny

42

32 Anna Ploch, Danuta Pentak, Małgorzata Maciążek-Jurczyk,

Agnieszka Szkudlarek, Barbara Błońska-Fajfrowska, Sławomir Wilczyński

Zastosowanie różnicowej kalorymetrii skaningowej w badaniach oddziaływań albuminy

surowicy krwi ludzkiej z niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi

43

33 Rafał Fiolka, Jolanta Zalejska-Fiolka

Identyfikacja kwasów tłuszczowych występujących we frakcjach triacylogliceroli

w oleju oliwkowym

44

34 Jolanta Mol

Chromatograficzna analiza kwasów tłuszczowych występujących w olejach z nasion

wybranych gatunków rodzaju Oenothera L. (Onagraceae)

45

35 Aleksandra Nadgórska-Socha, Marzena Dabioch, Gabriela Barczyk,

Marta Kandziora-Ciupa

Wybrane wskaźniki ekofizjologiczne u roślin Silene vulgaris uprawianych na glebie

zanieczyszczonej kadmem

46

36 Agata Górny, Marta Sołtys, Joanna Pisarska, Wojciech A. Pisarski

Szkła germanianowe zawierające jony Ce3+ i Pr3+ do zastosowań w technologiach LED

47

37 Natalia Pawlik, Barbara Szpikowska-Sroka, Emilia Martula, Grzegorz Skrzyński,

Wojciech A. Pisarski

Generacja emisji przestrajalnej w zakresie światła widzialnego w matrycach zol-

żelowych współdomieszkowanych jonami Tb3+/Eu3+ do potencjalnych zastosowań

w fotonice

48

38 Barbara Szpikowska-Sroka, Natalia Pawlik, Monika Żaba, Anna Rzyman,

Katarzyna Stopa

Otrzymywanie aerożeli krzemionkowych

49

39 Rozalia Czoik

Właściwości luminescencyjne kompleksów RB-Fe(III) w postaci cienkich folii

polimerowych

50

40 Roksana Bernat, Justyna Polak, Mariola Bartoszek

Badanie właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów z orzechów

51

41 Justyna Polak, Mariola Bartoszek, Roksana Bernat

Badanie właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów warzywnych

52

42 Sandra Senkała, Jarosław Polański

Kolorymetryczne i fluorescencyjne oznaczanie miedzi przy wykorzystaniu nowej zasady

Schiffa

53

43 Roksana Rzycka-Korzec, Jarosław Polański

Modyfikacja syntezy pochodnych bezwodnika 3-nitro-1,8-naftalenowego

w poszukiwaniu nowych związków cytotoksycznych

54

44 Karolina Bujak, Jolanta Konieczkowska, Ewa Schab-Balcerzak

Zastosowanie spektroskopii 1H NMR oraz FTIR do badań obecności

międzycząsteczkowych wiązań wodorowych w azopolimerach

55

45 Aleksandra Fabiańczyk, Sławomir Kula, Alfred Błaszczyk, Ewa Schab-Balcerzak

Zastosowanie spektroskopii 2D NMR w analizie

4-bromo-N,N-bis-(4-decyloksyfenylo)aniliny

56

46 Paweł Gnida, Agnieszka Pająk, Sonia Kotowicz, Ewa Schab-Balcerzak

Charakterystyka spektroskopowa azometin zawierających strukturę tiofenu

57

6

47 Aleksandra Świetlicka, Joanna Kozłowska, Dominika Bożek, Patryk Małecki,

Magdalena Osoba, Paulina Dybał, Violetta Kozik, Andrzej Bąk, Sławomir Kuś

Profil korozyjny stali AISI304L w wybranym rozpuszczalniku aprotonowym

58

48 Monika Jakubik, Aleksandra Krystkowska, Michał Kublin, Andrzej Bąk, Violetta

Kozik, Adam Smoliński, Josef Jampilek

Potencjalne promotory wchłaniania

59

49 Daniel Swoboda, Aleksandra Płuciennik, Jakub Wantulok

Aktywowane światłem właściwości bakteriobójcze kopolimerów zawierających analog

błękitu metylenowego

60

50 Jakub Wantulok, Marcin Szala, Tadeusz Paździorek, Daniel Swoboda, Jacek Nycz

Synteza i identyfikacja pochodnych aldehydowych chinoliny

61

51 Wojciech Synoradzki, Marzena Dzida, Edward Zorębski, Monika Żarska,

Michał Zorębski, Michał Daszykowski, Małgorzata Musiał , Łukasz Burchacki

Wpływ temperatury zacierania ziarna na właściwości fizykochemiczne piwa gatunku

Pale Ale

62

52 Marta Skorek, Katarzyna Pytlakowska, Teresa Kowalska, Mieczysław Sajewicz

Właściwości antyoksydacyjne roślinnych ekstraktów kosmetycznych analiza metodą

CUPRAC

63

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

Zastosowanie metody TLC z trzykrotnym lub jednokrotnym rozwijaniem

chromatogramu do jakościowego i ilościowego oznaczania wybranych antocyjanin

w produktach spożywczych

64

54 Joanna Orzeł

Wpływ klarowania octów roślinnych na parametry jakości finalnego produktu

65

55 Łukasz Pieszczek, Michał Daszykowski

Strategia tworzenia klasyfikatorów w wariancie jednoklasowym w oparciu o obrazy

hiperspektralne przetwarzalnych odpadów plastikowych

66

56 Paweł Matuszewski, Piotr Młynarz, Ivana Stanimirova

Porównanie metod do analizy zmian profili metabolicznych w czasie

67

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

Gianmario Martra, Marco Vincenti, Eugenio Alladio

Datowanie plam krwawych z wykorzystaniem spektroskopii Ramana

68

58 Agnieszka Martyna, Grzegorz Zadora, Daniel Ramos

Hybrydowe modele ilorazu wiarygodności w interpretacji chromatogramów dla potrzeb

wymiaru sprawiedliwości

69

59 Danuta Liberda, Beata Walczak

Grupowanie populacji komórkowych w cytometrii przepływowej

70

60 Ewa Łukojko, Rafał Sitko

Modyfikowane membrany celulozowe w analizie specjacyjnej arsenu

71

61 Marcin Musielak, Beata Walczak, Rafał Sitko

Wykorzystanie techniki EDXRF oraz metod chemometrycznych w nieorganicznej

analizie chińskich herbat z prowincji Yunnan

72

62 Anna Baranik, Beata Zawisza

Nano-grafit z osadzonymi nanocząstkami tlenku glinu w zatężaniu, oznaczaniu

i w analizie specjacyjnej jonów chromu

73

63 Joanna Niedbała, Anna Baranik, Beata Zawisza

Badanie właściwości sorpcyjnych nowo zsyntezowanego nanotlenku cyrkonu

74

64 Małgorzata Kocz, Barbara Feist

Zastosowanie układu węgiel aktywny–batofenantrolina w oznaczaniu jonów chromu

na różnych stopniach utlenienia

75

65 Bartosz Kowalik, Adrian Gocyła, Barbara Feist

Specjacja chromu na węglu aktywnym z zastosowaniem 4,7-difenylo-1,10 fenantroliny

76

66 Aleksandra Krystkowska, Monika Jakubik, Barbara Feist

Badanie zawartości chromu w herbatach

77

7

67 Aleksandra Krzeczek, Marzena Dabioch

Ocena zawartości pierwiastków w grzybach jadalnych oraz w glebie pochodzącej

z terenów województwa śląskiego

78

68 Natalia Kruk, Marzena Dabioch

Badanie akumulacji pierwiastków w liściach pokrzywy zwyczajnej (Urtica dioica L.)

przy wykorzystaniu techniki ICP-OES

79

69 Michał Kublin, Marzena Dabioch

Oznaczenie zawartości pierwiastków w glebie terenu poprzemysłowego

z zastosowaniem techniki ICP-OES

80

70 Agata Jabłonka, Barbara Hachuła, Katarzyna Pytlakowska

Specjacje nieorganicznych form chromu metodą rentgenowskiej spektrometrii

fluorescencyjnej z dyspersją energii

81

71 Marta Komarnicka, Barbara Hachuła, Katarzyna Pytlakowska

Zastosowanie nanokompozytu tlenku grafenu z osadzonymi nanocząstkami siarczku

molibdenu do zatężania metali ciężkich

82

72 Klaudia Koniusz, Karina Kocot, Rafał Sitko

Nanomateriały węglowe modyfikowane β-cyklodekstrynami jako efektywne adsorbenty

w zatężaniu jonów toru

83

8

Dwa kolory - dwie drogi identyfikacji barwników

Maciej Jarosz, Katarzyna Lech

Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Warszawska

Barwa towarzyszy ludzkości od jej zarania. Do barwienia tkanin w europejskim kręgu kulturowym

używano roślin rosnących dziko lub uprawianych, zawierających głównie pochodne indygo

(niebieskie), flawonoidy (żółte) i związki antrachinonowe (czerwone). Z upływem czasu zmieniały się

materiały ongiś stosowane przez artystów i rzemieślników, a znajdowane dziś w dziełach sztuki

i przedmiotach kultury użytkowej. Umiejętność ich identyfikacji pozwala nie tylko na ratowanie

cennych obiektów, ale dostarcza bezcennych informacji na temat dróg rozwoju kultury.

Czerwień w historycznych tkaninach pochodzących sprzed ery barwników syntetycznych to przede

wszystkim koszenila. Ale która? W XV i pierwszej połowie XVI w. w Europie niepodzielnie panował

czerwiec polski (Porphyrophora polonica L.). Mimo że preparat ten był znany od starożytności,

to największą popularność zyskał w średniowieczu, kiedy był chętnie stosowany przede wszystkim

przez barwiarzy z krajów śródziemnomorskich. W Amerykach od wieków stosowano koszenilę

amerykańską (Dactylopius coccus Costa), która po odkryciach Kolumba wyparła czerwiec z Europy.

W trakcie badań zabytkowych tkanin jednoznaczna identyfikacja obu barwników stosowanych niegdyś

do farbowania tkanin stwarza poważne trudności. Wynikają one z podobieństwa składu substancji

barwiących. Do niedawna w obu z nich znajdowano przede wszystkim związki antrachinonowe: kwas

karminowy, kermesowy, flawokermesowy, dcII, dcIV i dcVII, a identyfikację opierano na zawartości

tych substancji i ich proporcji. Czy można inaczej? I czy barwa nie może być złudna?

Próbując identyfikować barwniki naturalne (mieszaniny tysięcy składników) poszukujemy markerów –

substancji chemicznych specyficznych dla każdego preparatu. Czy to dobry sposób, gdy mamy przed

sobą tkaninę dziewiętnasto- czy dwudziestowieczną? I na to pytanie też spróbujemy znaleźć odpowiedź.

9

Chemia w kryminalistyce

Małgorzata Iwona Szynkowska

Instytut Chemii Ogólnej i Ekologicznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Łódzka

Stosowanie nowoczesnych technik analitycznych i technologii obrazowania umożliwia jednoczesne

oraz stosunkowo szybkie uzyskanie informacji o fizycznych i chemicznych właściwościach badanej

próbki kryminalistycznej. Takie podejście zdecydowanie wzmacnia i podnosi wartość dowodów

zebranych na miejscu zdarzenia, jak również daje możliwość przeprowadzenia badań identyfikacyjnych

śladów kryminalistycznych o wysokim stopniu zindywidualizowania i pewności końcowych wyników. W wykładzie omówione zostaną możliwości wykorzystania zaawansowanych technik analitycznych

tj. spektrometria mas jonów wtórnych z analizatorem czasu przelotu (TOF-SIMS), spektrometria mas

z jonizacją w plazmie sprzężonej indukcyjnie z analizatorem czasu przelotu i z laserowym

odparowaniem próbki (LA-ICP-TOF-MS) oraz skaningowa mikroskopia elektronowa z detektorem

rentgenowskiej spektroskopii energodyspersyjnej (SEM-EDS) w badaniach śladów kryminalistycznych

oraz w rozwiązywaniu wybranych problemów z zakresu chemii sądowej. Wyniki analiz dotyczą nowego

podejścia w daktyloskopii oraz badań nad przenoszeniem charakterystycznych substancji (m.in.

pozostałości powystrzałowych, narkotyków) na opuszkach placów na różne podłoża pierwotne oraz

wtórne. Inne przykłady, które zostaną przedstawione w wystąpieniu, dotyczą badań zwiazanych

z analizą autentyczności dokumentów, rozróżniania tonerów do drukarek i kopiarek, a także past

długopisowych i żeli pochodzących od różnych producentów.

10

Analiza pierwiastkowa leków i farmaceutyków

Paweł Pohl, Piotr Jamróz, Anna Dzimitrowicz, Krzysztof Gręda

Zakład Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska

Zgodnie z nowymi zaleceniami Międzynarodowej Rady Harmonizacji Wymagań Technicznych

dla Rejestracji Produktów Leczniczych Stosowanych u Ludzi (ICH Q3D) oraz wprowadzonymi w tym

zakresie zmianami w rozdziałach ogólnych Farmakopei Amerykańskiej (USP <232>, <233>),

spektrochemiczna analiza pierwiastkowa farmaceutyków i surowców wykorzystywanych do ich

produkcji będzie w najbliższej przyszłości obowiązkową częścią ich kontroli jakości i bezpieczeństwa

[1-4]. Niniejsze wystąpienie przedstawia problemy badawcze związane z oznaczaniem zanieczyszczeń

produktów i surowców farmaceutycznych pierwiastkami chemicznymi metodami optycznej

spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-OES) i spektrometrii

mas z jonizacją w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-MS) zgodnie z zaleceniami wspomnianych

aktów normatywnych. Przedstawia również różne aspekty praktyczne takich badań, w tym odpowiednie

procedury przygotowania próbek, sposoby unikania możliwych interferencji spektralnych

i niespektralnych, sposoby kalibracji oraz parametry walidacyjne użytych metod, które należy

wyznaczyć celem wykazania wiarygodności otrzymywanych wyników analitycznych.

Literatura

1 P. Pohl, A. Bielawska-Pohl, A. Dzimitrowicz, P. Jamroz, M. Welna, Trend. Anal. Chem. 101 (2018) 43–55.

2 V. Balaram, Trends Anal. Chem. 80 (2016) 83–95.

3 J. S. Barin, P. A. Mello, M. F. Mesko, F. A. Duarte, E. M. M. Flores, Anal. Bioanal. Chem. 408 (2016) 4547–

4566.

4 M. M. Reddy, K. H. Reddy, M. U. Reddy, Pharm. Regul. Aff. 5 (2016) 1000168.

11

Elektroniczny język - elektrochemiczne i fluorescencyjne

„odciski palca” biopróbek ciekłych

Patrycja Ciosek-Skibińska

Katedra Biotechnologii Medycznej, Wydział Chemiczny Politechniki Warszawskiej

Matryce czujnikowe, których sygnały analizowane są przez odpowiednie procedury numeryczne

(tzw. elektroniczne języki) zostały z powodzeniem wykorzystane w ciągu ostatnich kilkunastu lat

w szeregu aplikacji - od analizy żywności, przez monitoring środowiskowy i procesowy,

do diagnostyki medycznej [1]. Charakterystyczne jest dla nich odmienne podejście niż w klasycznej

analizie chemicznej, w której dominuje analiza ilościowa wybranego analitu oznaczanego selektywnie.

Elektroniczny język na podstawie charakterystycznego „odcisku palca” próbki, utworzonego przez

zestaw sygnałów, ma za zadanie odpowiedzieć na pytania dotyczące jej całkowitej charakterystyki.

Dzięki temu możliwe jest określenie cech jakościowych próbek niezwiązanych z jej pojedynczymi,

analizowanymi oddzielnie składnikami, jak np. przydatność do spożycia, wartość odżywcza,

odpowiedni czas leżakowania lub fermentacji, efekt maskowania smaku, ocena toksyczności substancji

o czynności biologicznej i in. [2-4]. O wzrastającym znaczeniu tych nowatorskich systemów świadczy

rosnąca liczba publikacji w periodykach naukowych – obecnie ok. 400 rocznie.

W ramach niniejszego wystąpienia zostaną przedstawione podstawowe informacje dotyczące tematyki

elektronicznego języka wraz z zakreśleniem obecnych trendów rozwoju tych systemów oraz ciekawe

aplikacje będące rezultatem badań własnych.

Literatura

1 P. Ciosek, W. Wróblewski, Analyst 132 (2007) 963–978.

2 P. Ciosek, W. Wróblewski, Sensors 11 (2011) 4688–4701.

3 P. Ciosek, W. Wróblewski, Anal. Methods 7 (2015) 3958–3966.

4 P. Ciosek-Skibińska, Monitoring of cell cultures with biosensors and (bio)sensor arrays, w Klaus Wandelt,

“Encyclopedia of Interfacial Chemistry: Surface Science and Electrochemistry”, Elsevier, 2017.

12

Kinetyka zanikania pentiopyradu w jabłkach oraz narażenie konsumenta

na jego pozostałości

Magdalena Podbielska, Ewa Szpyrka, Stanisław Sadło, Bartosz Piechowicz

Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Biotechnologii, Uniwersytet Rzeszowski

Poziom pozostałości środków ochrony roślin w płodach rolnych zależy w dużej mierze od liczby

zabiegów, postaci preparatu, właściwości i dawki substancji aktywnej, warunków atmosferycznych

i w dużej mierze od czasu, jaki upłynął od zabiegu do zbioru rośliny, gdyż w tym okresie następuje

obniżenie się pozostałości pestycydów − degradacja. W środowisku naturalnym, może ona być

wynikiem reakcji chemicznych i fotochemicznych oraz zachodzących procesów biochemicznych,

a także procesów fizycznych (parowania i sublimacji) [1].

Preparaty stosowane w okresie 2-3 tygodni przed zbiorem stanowią największe ryzyko wystąpienia

pozostałości środków ochrony roślin w owocach pochodzących z sadów, powodując narażenie

konsumenta na ich pobieranie z żywnością.

Celem pracy było wyznaczenie poziomu pozostałości po zabiegu wykonanym 3 tygodnie przed zbiorem

oraz przebiegu zanikania pentiopyradu - substancji czynnej preparatu Fontelis 200 SC, stosowanego

zapobiegawczego lub interwencyjnie w zwalczaniu parcha jabłoni (Venturia inaequalis), mączniaka

prawdziwego (Podosphaera leucotricha) i szarej pleśni jabłoni (Botrytis cinerea) [2]. Doświadczenia

wykonano w dwóch komercyjnych sadach, do badań wykorzystano jabłka odmiany Gala i Golden

Delicious.

Na podstawie uzyskanych wyników, wyznaczono kinetyczne równania zanikania pentiopyradu,

obliczono czas jego połowicznego zaniku oraz dokonano oszacowania narażenia konsumenta

na pobranie pozostałości pentiopyradu [3].

Literatura

1 Praca zbiorowa pod redakcją prof. dr hab. inż. Marka Biziuka, Pestycydy występowanie oznaczanie i

unieszkodliwianie, str. 276, WNT, Warszawa, 2001.

2 http://www.minrol.gov.pl/Informacje-branzowe/Wyszukiwarka-srodkow-ochrony-roslin/(product)/395811

3 M. Podbielska, E. Szpyrka, B. Piechowicz, A. Zwolak, S. Sadło, Environ. Monit. Assess. 189 (2017) 350.

DOI: 10.1007/s10661-017-6057-5.

13

Oznaczanie kaptanu w ściekach, pochodzących z zakładu produkcji

środków ochrony roślin

Ewa Szpyrka1, Maciej Thomas2, Magdalena Podbielska1

1Katedra Chemii Analitycznej, Wydział Biotechnologii, Uniwersytet Rzeszowski 2Chemiqua, Kraków

W skład środków ochrony roślin, oprócz substancji czynnych, wchodzi wiele składników, takich jak

oleje, rozpuszczalniki organiczne, a także liczne dodatki funkcjonalne o właściwościach emulgujących,

zwilżających, przeciwzamarzających, antyosadowych, dyspergujących, czy przeciwpieniących [1].

Substancje te, odpowiedzialne za odpowiednie właściwości aplikacyjne produktów, w wyniku

prowadzonych procesów technologicznych przedostają się do ścieków

i w znaczący sposób determinują ich skład oraz właściwości fizykochemiczne i niejednokrotnie

wpływają negatywnie na skuteczność procesów oczyszczania, stosowanych w zakładowych

oczyszczalniach ścieków. Obecność w ściekach wielu substancji organicznych, o zróżnicowanej

budowie chemicznej może być także przyczyną wielu problemów natury analitycznej, podczas

oznaczania zawartości pestycydów w przedmiotowych ściekach. Celem prezentowanych badań była

modyfikacja metody przygotowania i oczyszczania próbek - Quechers [2] do oznaczania kaptanu

w ściekach surowych pochodzących z produkcji środków ochrony roślin, zawierających tę substancję

czynną. Materiałem do badań były ścieki surowe o odczynie lekko alkalicznym (pH 7,6±0,1),

niewielkiej barwie i znacznej mętności (52±10 mg Pt/dm3 i 900±90 NTU) oraz charakteryzujące się

znaczną zawartością substancji organicznych (ChZT(Cr) = 856±128 mg O2/dm3 i OWO = 62±9 mg/dm3).

Optymalizacja metody polegała na odpowiednim doborze rozpuszczalników stosowanych do ekstrakcji

kaptanu oraz odczynników używanych do oczyszczania uzyskanych ekstraktów techniką dyspersyjnej

ekstrakcji do fazy stałej (dSPE). Stężenia kaptanu w ekstraktach ścieków oznaczano techniką

chromatografii gazowej (GC) połączonej z detekcją wychwytu elektronów (ECD).

Literatura 1 https://www.products.pcc.eu/pl/k/agrochemikalia-2/.

2 PN-EN 15662:2008 Foods of plant origin. Determination of pesticide residues using GC-MS and/or LC-

MS/MS following acetonitrile extraction/partitioning and clean-up by dispersive SPE. QuEChERS-method.

Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa, pp. 81.

14

Wielopierwiastkowa analiza składu żużli przemysłu miedziowego

obejmująca szeroki zakres zawartości wybranych analitów za pomocą

fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej

Tadeusz Gorewoda, Jacek Anyszkiewicz, Zofia Mzyk

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice

Praca obejmowała rozwiązanie problemu analitycznego dotyczącego żużli z przemysłu miedziowego

o nietypowym składzie. Żużle są mieszaninami wieloskładnikowymi, przy czym większość składników

ma znaczenie technologiczne, a ich miarodajne oznaczenie ilościowe jest kluczowe. Należy zauważyć,

iż żużle, których analizy są powierzane Zakładowi Chemii Analitycznej, pochodzą najczęściej z prac

badawczych, a co za tym idzie ich skład często odbiega od typowego. W takim przypadku analiza wielu

różnych pierwiastków na różnych poziomach zawartości musiałaby zaangażować kilka metod

analitycznych: AAS, ICP-OES oraz klasyczne metody analityczne i wymagałaby przygotowywania

kilku roztworów z każdej próbki. Stanowiłoby to silne obciążenie czasowe i materiałowe. Z tego

względu do analizy omawianych żużli wybrano metodę XRF. W porównaniu z technikami

roztworowymi metoda ta wymaga posiadania materiałów kalibracyjnych, o określonej matrycy,

pozwalających na analizę w wybranym zakresie.

Celem pracy było utworzenie procedury analitycznej pozwalającej na analizę wielopierwiastkową wielu

typów żużli, w tym także nowych materiałów wysokożelazowych i wysokosodowych. Co za tym idzie,

aplikacja analityczna dla metody XRF wymagała specjalnego doboru materiałów kalibracyjnych

(w sumie wykorzystano 41 różnych materiałów odniesienia) oraz opracowania kalibracji o bardzo

szerokim zakresie. Taka kalibracja wymagała m.in. korekcji ewentualnych różnic w uziarnieniu

zmielonych próbek, które wynikają pośrednio ze zróżnicowanych właściwości fizycznych tych żużli

(twardość, wstępne uziarnienie). Utworzenie krzywych kalibracyjnych o wyjątkowo szerokich

zakresach liniowości było możliwe dzięki zastosowaniu wzorca wewnętrznego, którym był węglan

strontu. Aby usprawnić preparatykę próbek wykorzystano tabletki lepiszcza zawierające SrCO3 Innocel

90 [1].

Literatura 1 Z. Mzyk, J. Anyszkiewicz, T. Gorewoda, Spectrochim. Acta B 114 (2015) 15–19.

15

Oznaczanie ftalanów w tworzywach sztucznych metodą chromatografii

gazowej ze spektrometrią mas (GC-MS) zgodnie z normą PN-EN 62321-8

Michał Jadwiński Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Unijna dyrektywa ROHS (z ang. Restriction of Hazardous Substances) nakłada na producentów szeroko

pojętego sprzętu elektronicznego obowiązek ograniczenia zawartości materiałów szkodliwych w swoich

produktach. 31 marca 2015 r. ograniczeniem tym objęte zostały także cztery związki z grupy ftalanów

tj. ftalan di-2-etyloheksylu (DEHP), benzylu butylu (BBP), ftalan dibutylu (DBP) oraz ftalan diizobutylu

(DIBP)1. 12 lipca 2017 r. Polski Komitet Normalizacyjny zatwierdził normę PN-EN 62321-8 opisującą

oznaczanie ftalanów w tworzywach sztucznych metodą chromatografii gazowej sprzężonej

z spektrometrią mas2. Celem badań było wprowadzenie znormalizowanej metody oznaczania ftalanów

do praktyki laboratoryjnej Zakładu Chemii Analitycznej IMN. Optymalizacja metody polegała na

określeniu sposobu przygotowania próbki, dobrania metody i warunków ekstrakcji, a także

optymalizacji parametrów metody chromatograficznej. Opracowana metoda preparatyki próbki polega

na wstępnym rozdrobnieniu, a następnie mieleniu z wykorzystaniem młynka kriogenicznego.

Tak przygotowaną próbkę poddaje się ekstrakcji. Poza, opisaną w normie, ekstrakcją ciągłą

z wykorzystaniem aparatu Soxhleta, opracowano metodę ekstrakcji z wykorzystaniem mineralizatora

mikrofalowego. Opracowana metoda pozwala na poprawne oznaczanie ftalanów w zakresie zgodnym

z dyrektywą ROHS.

Literatura

1 Dyrektywa RoHS 2011/65/EU

2 PN-EN 62321-8:2017-07, Oznaczanie wybranych substancji w wyrobach elektrotechnicznych - Część 8:

Oznaczanie ftalanów w tworzywach sztucznych metodą chromatografii gazowej ze spektrometrią mas (GC-

MS) oraz metodą pirolizy lub desorpcji termicznej z chromatografią gazową ze spektrometrią mas (Py/TD-

GC-MS)

16

Oznaczanie boru w stopach wstępnych aluminium metodą optycznej

spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzaną indukcyjnie (ICP-OES)

Sylwia Kozłowicz, Jadwiga Charasińska, Agnieszka Czech Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach

Stopy wstępne aluminium typu AlTiB oraz AlB (rozdrabniacze ziarna) wprowadzane do stopu

właściwego zwiększają jednorodność jego struktury oraz podatność do przeróbki plastycznej

i mechanicznej. Celem badań było dobranie optymalnego sposobu przygotowania próbek do analizy

oraz opracowanie ilościowej metody oznaczania zawartości boru metodą optycznej spektrometrii

emisyjnej z plazmą wzbudzaną indukcyjnie (ICP–OES). W celu przeprowadzenia próbek do roztworu

zastosowano trzy sposoby roztwarzania. Pierwsza metoda polegała na roztwarzaniu w mieszaninie

kwasu chlorowodorowego i kwasu azotowego(V), w układzie otwartym. Druga z metod obejmowała

roztwarzanie w 20% roztworze wodorotlenku sodu a następnie w kwasie azotowym(V), w bloku

grafitowym DigiPrep. Wyniki oznaczania zawartości boru w próbkach przygotowanych tymi metodami

okazały się jednak niemiarodajne ze względu na wyraźnie zaniżone wartości. Straty boru mogły

wynikać z możliwości tworzenia się lotnych związków – borowodorków glinu [1]. W ramach pracy

opracowano zatem procedurę roztwarzania próbek stopów w aparaturze, której budowa efektywnie

ograniczała straty związków lotnych. W tym celu zaadoptowano sposób opisany w normie PN-H-

04836-12:1974 [2]. Polegał on na roztworzeniu próbek w mieszaninie kwasów: azotowego(V),

chlorowodorowego i siarkowego(VI) ogrzewanych z zastosowaniem chłodnicy zwrotnej. Dla próbek

przygotowanych tą metodą uzyskano poprawne wyniki oznaczania boru techniką ICP–OES. Zawartość

boru w stopach wstępnych AlB wynosiła od 0,04% do 3,0%, natomiast w AlTiB od 0,05% do 1,5%.

Literatura

1 A. Bielański, Chemia ogólna i nieorganiczna; str. 496-513, Warszawa, PWN; wydanie VII, 1982; ISBN 83-

01-04399-7.

2 PN-H-04836-12:1974 Analiza chemiczna stopów wstępnych aluminium - Oznaczanie zawartości boru.- norma

wycofana.

17

Metody oznaczania wolframu i miedzi w odpadach wolframowych

oraz w stopach miedzi z wolframem

Agnieszka Czech1, Łucja Orłowska-Buzek1, Jadwiga Charasińska1, Dorota Kopyto2, Jędrzej Piątek2

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach1

Zakład Hydrometalurgii, Instytut Metali Nieżelaznych w Gliwicach2

Wolfram ma bardzo duże znaczenie w stalownictwie, gdzie jest stosowany jako dodatek stopowy

do wysokogatunkowej stali. Innym zastosowaniem wolframu jest produkcja węglików spiekanych.

Metal ten znajduje się także na liście wyselekcjonowanych przez Komisję Europejską surowców

krytycznych, niezbędnych dla właściwego funkcjonowania gospodarki Unii Europejskiej.

Równocześnie obserwuje się zwiększanie ilość złomów węglików spiekanych, które ze względu

na zawarte w nich cenne i deficytowe metale, powinny być przerabiane w celu odzysku tych metali.

W odpowiedzi na to zapotrzebowanie w Zakładzie Hydrometalurgii IMN przeprowadzono z sukcesem

prace nad opracowaniem technologii odzysku wolframu z odpadów poprodukcyjnych węglików

spiekanych [1]. Dla potrzeb tej technologii, w Zakładzie Chemii Analitycznej IMN, opracowano metody

analityczne pozwalające na oznaczanie zawartości wolframu i miedzi w odpadach wolframowych

i stopach miedzi z wolframem [2,3]. W zależności od rodzaju materiału stosowano dwa sposoby

roztwarzania próbek. Próbki węglików spiekanych, po wyprażeniu w temperaturze 800°C, stapiano

z bezwodnym węglanem potasu. Próbki stopów miedzi z wolframem roztwarzano w mieszaninie

kwasów fluorowodorowego i azotowego(V).Zawartość wolframu oznaczono metodą grawimetryczną

polegającą na strąceniu kwasu wolframowego(VI) H2WO4 za pomocą roztworu kwasu

chlorowodorowego, wyprażeniu osadów temperaturze 800°C i zważeniu powstałego tlenku

wolframu(VI) (WO3). Zastosowano roztwór cynchoniny w celu ilościowego wytrącenia kwasu

wolframowego z badanego roztworu. Zawartość miedzi oznaczono po roztworzeniu próbki

w mieszaninie kwasów fluorowodorowego i azotowego(V). Zastosowano metodę

elektrograwimetryczną, w przypadku której wcześniej usunięto wolfram z roztworu do elektrolizy, oraz

metodę jodometryczną polegającą na redukcji jonów Cu(II) do Cu(I) za pomocą jodków, związaniu

jonów żelaza(III) w kompleks fluorkowy i miareczkowaniu jodu mianowanym roztworem tiosiarczanu

sodu wobec skrobi.

Literatura 1 Opis patentowy PL 225 843 B1, Sposób odzysku wolframu i kobaltu z odpadów poprodukcyjnych węglików

spiekanych.

2 Ł. Orłowska-Buzek, Opracowanie metod kontroli analitycznej składu chemicznego wybranych materiałów

procesowych z technologii wytwarzania stopów niklu i kobaltu z metalami trudnotopliwymi oraz spieków

ciężkich z osnową wolframową, Sprawozdanie IMN nr 7223/13, 2013.

3 J. Charasińska, Opracowanie procedur analitycznych zapewniających bieżącą kontrolę analityczną

nowoczesnych technologii opracowywanych przez zakłady badawcze IMN w 2017 roku, Sprawozdanie IMN

nr 7660/17, 2017.

18

Pochodne 2(1H)-chinolonu o potencjalnym zastosowaniu

w detekcji jonów CN-

Jolanta Kolińska, Aleksandra Grzelakowska, Jolanta Sokołowska

Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Wydział Chemiczny, Politechnika Łódzka,

Stefanowskiego 12/16, 90-924 Łódź

W ostatnich latach obserwuje się intensywny rozwój chemosensorów selektywnie rozpoznających

aniony nieorganiczne w materiale biologicznym [1, 2]. Z uwagi na bardzo ważną rolę anionów

w naukach chemicznych, medycznych oraz środowiskowych, ciągle poszukuje się nowych

chemosensorów działających w środowisku wodnym, czyli w warunkach bliskich fizjologicznym.

Jon CN- jest jednym z najważniejszych anionów o szerokim zastosowaniu w różnych dziedzinach

przemysłu elektrochemicznego, włókienniczego, chemicznego, hutniczego, tworzyw sztucznych

i spożywczego. Ma również zastosowanie do syntezy wielu związków chemicznych oraz jako surowiec

wyjściowy do produkcji m.in. nawozów sztucznych, barwników i leków [3]. Cyjanki są substancjami

bardzo toksycznymi, dobrze wchłaniają się do organizmu przez błony śluzowe, drogi oddechowe, skórę

i z przewodu pokarmowego. Dlatego istotne jest opracowanie skutecznej metody wykrywania cyjanków

w próbkach wody i biologicznych.

Do wykrywania jonu CN- wykorzystuje się miareczkowanie oraz metody chromatograficzne

i elektrochemiczne. Jednak najdogodniejszą metodą jest detekcja fluorescencyjna ze względu na swoją

prostotę, wysoką czułość oraz szybki czas odpowiedzi [4].

W niniejszej pracy otrzymano chemosensory fluorescencyjne zawierające w swojej budowie

ugrupowanie dicyjanoetylenowe, pełniące rolę akceptora elektronów, połączone z odpowiednio

podstawionym 2(1H)-chinolonem [5, 6]. Nowe pochodne scharakteryzowano spektroskopowo oraz

zbadano pod kątem zastosowania ich jako chemosensorów kolorymetrycznych i fluorescencyjnych typu

„turn off” w detekcji jonu CN-, a także z innymi wybranymi anionami (F-, Cl-, I-, SCN-, CH3COO-, NO2,

ClO4-).

Literatura

1 Z. Xu, X. Chen, H. N. Kim, J. Yoon, Chem. Soc. Rev. 39 (2010) 127–137.

2 J.Y. Yoon, S.K. Kim, N.J. Singh, K.S. Kim, Chem. Soc. Rev. 35 (2006) 355–360.

3 R. Koenig, Science 287 (2000) 1737–1738.

4 F. Wang, L. Wang, X.Q. Chen, J.Y. Yoon, Chem. Soc. Rev. 43 (2014) 4312–4324.

5 A. Kowalska, J. Kolińska, R. Podsiadły, J. Sokołowska, Color. Technol. 131 (2015) 157–164.

6 A. Grzelakowska, J. Kolińska, J. Sokołowska, Color. Technol. 132 (2016) 121–129.

19

Nowe barwniki tricyjanopirolinowe (TCP) – synteza i badania

spektroskopowe

Marcin Szala, Aleksandra Grzelakowska, Julia Modrzejewska, Radosław Podsiadły

Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Wydział Chemiczny, Politechnika Łódzka

Pochodne piroliny ze względu na ich duże znaczenie w organicznych materiałach optyki nieliniowej

były od dawna celem wielu badań. Szczególnie oczekiwane były związki o właściwościach

elektronoakceptorowych, fluorescencyjnych oraz o wysokim współczynniku ekstynkcji molowej. Jedną

z takich grup związków są pochodne tricyjanopiroliny (TCP - 4-cyjano-3-metylo-5-

dicyjanometylideno-2-okso-3-pirolina) posiadające w swojej strukturze podstawniki

elektronoakceptorowe [1,2]. Odpowiadają one między innymi za rozwiązanie problemu

z rozpuszczalnością tych układów w rozpuszczalnikach organicznych poprzez wprowadzenie zawady

sterycznej. Co więcej, ugrupowanie 5-dicyjanometylidenowe charakteryzuje się silnymi

właściwościami elektronoakceptorowymi [3,4]. Syntezę pochodnych tricyjanopiroliny prowadzi się

w dwuetapowej reakcji wykorzystującej kondensację Knoevenagela. W pierwszym etapie zachodzi

kondensacja dimeru malonitrylu z pirogronianem etylu. Otrzymany półprodukt (TCP) skondensować

można z szeregiem różnych związków, np. z odpowiednimi aldehydami [5]. W przypadku, gdy związek

po przeciwnych stronach posiada ugrupowania o znacznie różniącym się powinowactwie elektronowym

możemy mówić o związkach typu push-pull, które charakteryzują się szczególnymi właściwościami

optycznymi ze względu na dość swobodny transfer elektronów w chmurze elektronowej. Otrzymane,

nowe barwniki tricyjanopirolinowe (TCP) zostały przebadane pod kątem właściwości

luminescencyjnych, a ich czystość została potwierdzona z zastosowaniem wysokosprawnej

chromatografii cieczowej z użyciem detektora DAD.

Literatura

1 J. Sei-Hum, L. Jingdong, N. Tucker, A. Leclerq, E. Zojer, M. Haller, K. Tae-Dong, K. Jae-Wook, K. Firestone,

D. Bale, D. Lao, J. Benedict, D. Cohen, W. Kaminsky, B. Kahr, J. Bre’das, P. Reid, L. Dalton, A. Jen, Chem.

Mater. 18 (2006) 2982–2988.

2 A. Kaneko, M. Tsukase, M. Satou, CN 104204933, Grudzień 10, 2014.

3 D. Guowei, H. Heyan, S. Peng, X. Huajun, L. Jialei, B. Shuhui, L. Xinhou, Z. Zhen, Q. Ling, Polymer 54

(2013), 6349–6356.

4 M. Cho, S. Lee, D. Choi, J. Jin, Dyes Pigments 77 (2008) 335–342.

5 J. Kwan-Yue, J. Sei-Hum, K. Bart, US 7307173, Grudzień 11, 2007.

Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w ramach programu SONATA BIS

nr 2016/22/E/ST4/00549.

20

Nowe pochodne ksantonu jako próbniki fluorescencyjne do detekcji biotioli Aleksandra Grzelakowska, Jolanta Kolińska, Marcin Szala, Julia Modrzejewska, Jolanta Sokołowska

Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Politechnika Łódzka

Niskocząsteczkowe związki tiolowe, takie jak cysteina (Cys), homocysteina (Hcy) i glutation (GSH),

pełnią kluczową funkcję w wielu istotnych procesach biochemicznych komórek. W szczególności

odgrywają znaczną rolę jako przeciwutleniacze, chroniąc przed działaniem reaktywnych form tlenu

(RFT). Ponadto aktywują wiele enzymów, uczestniczą w szlakach biosyntezy DNA i białek,

biodegradacji białek oraz regulują aktywność receptorów i czynników transkrypcyjnych. Funkcje te

mogą pełnić ze względu na obecność w swojej strukturze charakterystycznej grupy sulfhydrylowej

(–SH). Rosnące zainteresowanie znaczeniem związków tiolowych w procesach fizjologicznych

i patologicznych powoduje skierowanie uwagi naukowców na opracowanie dokładnych metod

wykrywania i oznaczania merkaptobiozwiązków w próbkach biologicznych. Wśród wielu różnych

technik analizy biotioli jedną z najdogodniejszych metod okazała się optyczna detekcja, którą wyróżnia

prostota – brak konieczności stosowania zaawansowanych urządzeń i skomplikowanych procedur,

a także wysoka czułość, selektywność i specyficzność względem związków tiolowych [1-3].

W ostatnich latach zaprojektowano, zsyntezowano i zbadano wiele różnych chemosensorów służących

do wykrywania tioli, działających w oparciu o addycję Michaela. Doskonałym akceptorem Michaela

okazał się N-podstawiony układ maleimidu. Przyłączenie takiego układu do fluoroforu powoduje

całkowite lub znaczne wygaszenie jego fluorescencji. Addycja tiolu do nienasyconego wiązania

w pierścieniu maleimidowym prowadzi do powstania tioeterów [4]. Jej wynikiem jest przywrócenie

fluorescencji układu. Kanaoka jako pierwszy zauważył, że niektóre niefluoryzujące pochodne

maleimidu bardzo łatwo reagują z tiolami dając fluoryzujące produkty addycji [5]. Od tamtej pory

pojawiło się wiele doniesień literaturowych na temat coraz doskonalszych chemosensorów

merkaptanów posiadających w strukturze ugrupowanie maleimidu.

Celem pracy było opracowanie syntezy i zbadanie możliwości zastosowania nowych pochodnych

ksantonu z układem maleimidu w strukturze jako próbników optycznych do detekcji związków

tiolowych. Zsyntetyzowano i scharakteryzowano dwie nowe pochodne ksantonu: 2-maleimidoksanton

i 2,7-dimaleimidoksanton. W celu scharakteryzowania właściwości spektroskopowych przeprowadzono

szczegółowe badania, w których zarejestrowano widma absorpcyjne i emisyjne otrzymanych nowych

pochodnych i ich prekursorów z grupami aminowymi, wyznaczono ich współczynniki ekstynkcji

molowej, wydajności kwantowe fluorescencji i czasy życia fluorescencji. Przeprowadzone badania

spektrofluorymetryczne w obecności różnych analitów w środowisku o pH 7,4 wykazały, że

zsyntetyzowane nowe związki mogą potencjalnie znaleźć zastosowanie jako próbniki optyczne do

detekcji związków tiolowych.

Literatura

1 R. E. Hansen, J. R. Winther, Anal. Biochem., 394 (2009) 147–158.

2 H. Chen, Y. Tang, W. Lin, Trends Anal. Chem., 76 (2016) 166–181.

3 T. Toyo`oka, J. Chromatogr. B, 877 (2009) 3318–3330.

4 D. Kand, A. M. Kalle, P. Talukdar, Org. Biomol. Chem., 11 (2013) 1691–1701.

5 Y. Kanaoka, M. Machida, K. Ando, T. Sekine, Biochim. Biophys. Acta, 207 (1970) 269–277.

21

Próba syntezy oraz charakterystyki spektroskopowej boronowej pochodnej

kumaryny jako profluorescencyjnego próbnika do detekcji

nadtlenoazotynu

Julia Modrzejewska, Marcin Szala, Aleksandra Grzelakowska, Radosław Podsiadły Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Wydział Chemiczny, Politechnika Łódzka

Nadtlenozotyn (ONOO-) jest związkiem silnie utleniającym i nitrującym w wielu procesach

fizjologicznych i patologicznych. Będąc wysoce reaktywnym utleniaczem może powodować

modyfikacje strukturalne w lipidach, białkach i kwasach nukleinowych [1]. Utleniające właściwości

ONOO- sprawiają, że jest on istotnym biologicznym czynnikiem patogennym odpowiedzialnym

za powstawanie i rozwój wielu dolegliwości, w tym chorób sercowo-naczyniowych, stanów zapalnych,

nowotworów, miażdżycy i cukrzycy [2,3].

Związki o potencjalnych właściwościach profluorescencyjnych i proluminescencyjnych, które reagując

z nadtlenoazotynem wykazałyby zwiększoną fluorescencję pozwolą na detekcję ONOO-

in vivo w organizmie żywym [4].

Celem badań jest opracowanie metody syntezy profluorescencyjnego próbnika boronowego 4 opartego

na kwasie 7-hydroksykumaryno-4-octowym 1 (Schemat 1) oraz charakterystyka otrzymanego produktu

głównego i produktów pośrednich za pomocą spektroskopii NMR, chromatografii cieczowej oraz

spektrofotometrii UV-VIS. Otrzymany próbnik wykorzystany zostanie do detekcji nadtlenoazotynu

w modelowych układach chemicznych i hodowlach komórkowych.

O OOH

O

OH

O OOH

O

O

CF3

O OTfO

O

O

CF3

O O

O

B

O

OCH3

CH3

CH3CH3

O

CF3

1 2 3

4

Schemat 1. Synteza docelowego próbnika boronowego opartego o pochodną kumaryny.

Literatura

1 S. Palanisamya, P.Y. Wu, S.C. Wu, Y.J. Chen, S.C. Tzou, C.H. Wang, C.Y. Chen, Y.M. Wang , Biosensors

and Bioelectronics 91 (2017) 849-856.

2 B.C. Dickinson, C.J. Chang, Nat. Chem. Biol. 7(8) (2011) 504–511.

3 C. Szabo, H. Ischiropoulos, R. Radi, ́ Nat. Rev. Drug Discovery 6 (2007) 662–680.

4 X. Li, R.R. Tao, L.J. Hong, J. Cheng, Q. Jiang, Y.M. Lu, M.H. Liao, W.F. Ye, N.N. Lu, F. Han, Y.Z. Hu, Y.H.

Hu, J. Am. Chem. Soc. 137 (2015) 12296–12303.

Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w ramach programu SONATA BIS

nr 2016/22/E/ST4/00549.

22

Badania nad stabilnością nityzynonu

Hanna Barchańska, Marta Mrachacz Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii,

Wydział Chemiczny Politechnika Śląska w Gliwicach

Herbicydy triketonowe to grupa związków powszechnie stosowanych w rolnictwie. Jednak jeden

z nich 2-(2-nitro-4-trifluorometylobenzoilo-)cykloheksa-1,3-dion znany jako nityzynon (NTBC) znalazł

zastosowanie nie tylko w przemyśle rolniczym, ale także jako lek na choroby metaboliczne. Badania

nad kolejnymi jego zastosowaniami w medycynie trwają. W związku z tak różnorodnym zastosowaniem

nityzynonu, kluczową kwestią jest określenie jego stabilności w różnych warunkach [1,2].

Celem badań było określenie stabilności NTBC oraz wpływu pH, temperatury i promieniowania

ultrafioletowego na procesy degradacyjne tego związku. Oznaczenia końcowe prowadzono techniką

wysokosprawnej chromatografii cieczowej z detektorem z matrycą fotodiodowa (HPLC-DAD).

Opracowano układ chromatograficzny umożliwiający rozdzieleni NTBC oraz produktów jego

degradacji. Użyto w tym celu kolumny TSKgel ODS-100 V, natomiast w skład fazy ruchomej wchodziła

woda z dodatkiem kwasu trifluorooctowego, metanol oraz acetonitryl. Badania degradacyjne

prowadzono w zakresie pH od 1.5 do 9.0, w temperaturze 25°C i 80°C.

Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że czynnikami wpływającymi na degradację

nityzononu jest temperatura oraz pH. Wniosek ten rodzi konieczność pogłębionych badań

nad procesami degradacji NTBC oraz ich wpływu zarówno na rośliny jak i organizm człowieka.

Literatura 1 K. Grygiel, J.Sadowski, T. Snopczyński, A. Wysocki, J. Ecol. Health 16 (2012) 159–162.

2 S. Malchanov, A. Gryff-Keller, Acta Biochim. Pol. 56 (2009) 447–454.

Badania zostały przeprowadzone w ramach projektu MINIATURA „Liquid chromatography coupled

with mass spectrometry for the determination of nitisinone and its degradation products” (DEC-

2017/01/X/ST4/00764) przyznanego przez Narodowe Centrum Nauki.

23

Dobór sorbentów i warunków wydzielania wybranych pestycydów

oraz produktów ich degradacji z tkanek roślinnych techniką SPE

Hanna Barchańska, Magdalena Danek, Anna Kocikowska, Marian Turek Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Wydział Chemiczny,

Politechnika Śląska w Gliwicach

Pestycydy są substancjami stosowanymi w rolnictwie w celu ochrony uprawy roślin przed patogenami,

co zapewnia zwiększenie plonów i poprawę ich jakości. Mogą one wykazywać zdolność niszczenia

chwastów (herbicydy), odstraszania insektów (insektycydy) lub hamowania rozwoju grzybów

(fungicydy). Pozostałości pestycydów stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia konsumentów, ponieważ

mogą długo zalegać i kumulować się w środowisku. Ponadto – jako związki organiczne – mogą ulegać

procesom degradacji, w wyniku których powstają związki pochodne, mogące charakteryzować się

większą toksycznością w porównaniu ze związkami macierzystymi.

W celu monitorowania skażenia środowiska zarówno pestycydami, jak i produktami ich degradacji,

niezbędne jest opracowanie metod analitycznych umożliwiających ich oznaczanie na poziomie

śladowym. Szczególnie istotne jest opracowanie warunków ekstrakcji, umożliwiających wydzielenie

analitów z próbki z wysokim odzyskiem.

Celem badań było opracowanie warunków wydzielania wybranych pestycydów oraz produktów ich

degradacji z tkanek roślinnych z zastosowaniem techniki ekstrakcji do fazy stałej (ang. solid phase

extraction, SPE). W celu doboru warunków ekstrakcji tych związków przebadano różne sorbenty,

eluenty oraz objętość rozpuszczalnika zastosowanego do elucji analitów.

Przedmiot badań stanowiły pestycydy należące do różnych klas: tiametoksam, lambda-cyhalotryna,

deltametryna (insektycydy), rimsulfuron (herbicydy) oraz metalaxyl (fungicydy), a także produkty ich

degradacji. Jako sorbenty zastosowano: żel krzemionkowy modyfikowany grupami oktadecylowymi

(C18), fenylowymi (Ph), cyjanowymi (CN) oraz złoża: silnie anionowymienne z trzeciorzędową aminą

(SAX/PSA), trzeciorzedową aminę z dodatkiem grafityzowanego węgla (EnviCarb/PSA) oraz

kopolimer diwinylobenzenu i winylopirylidonu (Oasis HLB). Do elucji analitów użyto acetonitrylu oraz

1% CH3COOH w acetonitrylu w różnych objętościach. Oznaczenia przeprowadzono z zastosowaniem

wysokosprawnej chromatografii cieczowej z detektorem spektrofotometrycznym z matrycą

fotodiodową (ang. high performance liquid chromatography with diode array detektor, HPLC-DAD).

Analizę chromatograficzną przeprowadzono z zastosowaniem kolumny TSKgel ODS-100V 5 µm

(TOSOH Bioscience) oraz elucji gradientowej.

Z przeprowadzonych badań wynika, że najbardziej efektywnym sorbentem do wydzielania wybranych

pestycydów oraz produktów ich degradacji jest sorbent Ph. Odzysk wszystkich analitów w wynosił 54 -

86%. Niższy odzysk analitów, w porównaniu do złoża Ph, otrzymano stosując złoże C18 oraz CN (36-

55% dla C18 oraz 6-89% dla CN). Sorbent SAX/PSA umożliwia efektywne wydzielanie pięciu

związków (56-95%). W przypadku EnviCarb/PSA zaobserwowano silną adsorpcję analitów na złożu.

Wysoki odzysk trzech pestycydów: tiametoksamu, rimsulfuronu i metalaksylu uzyskano stosując

sorbent OasisHLB (79, 65 i 101%). Natomiast zawartość pozostałych związków mieściła się w zakresie

6-41%. Zastosowanie 1% CH3COOH w acetonitrylu jako eluenta (sorbent Ph) nie poprawiło

efektywności elucji. Odzyk analitów wynosi 13-57%, w porównaniu do acetonitrylu, dla którego odzysk

wynosi 54-86% (objętość 1 mL). Zastosowanie większej objętości eluentu (5 mL) nie spowodowało

zwiększenia odzysku analitów (10-67%).

Opracowana procedura analityczna może być stosowana do równoczesnego wydzielania, a następnie

oznaczania zarówno pestycydów jak i produktów ich degradacji. Procedura ta posłuży do dalszych

badań, ukierunkowanych na określenie fitotoksyczności tych związków względem Solanum tuberosum.

24

Zawartość wybranych metali w naparach z ziela czystka

Celina Pieszko, Dominika Petrus Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Wydział Chemiczny,

Politechnika Śląska w Gliwicach

Określenie „czystek” odnosi się do roślin z rodziny Czystkowatych, rezydujących w klimacie

śródziemnomorskim. Pod wpływem zmian temperatury, zawartości wilgoci w glebie oraz poziomu

nasłonecznienia, roślina zmienia budowę nasion, liści i kwiatów. Zmiany w wyglądzie zewnętrznym

rośliny skutkują zmianami zawartości substancji chemicznych, które kompleksują metale. Materiałem

do badań były trzy odmiany ziela czystka pochodzące z trzech rejonów geograficznych: Albanii, Turcji

oraz Grecji, dostępny handlowo w ilościach detalicznych, a opisanych przez producenta następującymi

gatunkami: Albania – Cistus Incanus (Czystek Szary), Turcja – Cistus Incanus (Czystek Szary), Grecja

– Cistus Creticus (Czystek Kreteński). Próbki naparów pobieranych po czasie 5, 10 i 15 min parzenia

poddano analizie spektroskopowej. Metodą absorpcyjnej spektrometrii atomo-wej w płomieniu palnika

oznaczono żelazo, miedź, mangan i cynk. Określono zawartość tych pierwiastków w suchym zielu po

mineralizacji na mokro i sucho oraz stopień ługowania do roztworu. Zawartość mieściła się w granicach

od 0,4 g/g (Mn) do 562,8 g/g (Fe).

Literatura 1 H. Gertig, J. Przysławski, Bromatologia. Zarys nauki o żywności i żywieniu, 2006.

2 V.R. Preedy, Essential oils in food preservation, flavor and safety, Academic Press, London (2015) 646–647.

3 L.M. Bedoya, P. Bermejo, M.J. Abad, Mini Reviews in Medicinal Chemistry 9(5) (2009).

25

Fluorescencyjna spektrometria rentgenowska w analizie

wielopierwiastkowej herbat (Camelia sinensis)

Joanna Płonka, Alicja Granieczny Katedra Chemii Nieorganicznej, Analitycznej i Elektrochemii, Wydział Chemiczny, Politechnika Śląska, Gliwice

Liście i pączki krzewów herbaty (Camellia sinencis) służą do przygotowania naparów bądź napojów

o tej samej nazwie. Ze względu na odmienny stopień fermentacji liści oraz kraj pochodzenia, herbaty

posiadają indywidualne dla siebie cechy i walory smakowe. Ze względu na odmianę (sposób

prowadzenia fermentacji) herbaty dzieli się na zieloną, białą, żółtą, oolong, czerwoną i puer. jak również

ze względu na położenie geograficzne plantacji herbaty. Pod względem geograficznym, herbaty można

podzielić między innymi na herbaty cejlońskie, chińskie, indyjskie, japońskie, koreańskie, nepalskie

oraz tajlandzkie.

Celem badań było zastosowanie fluorescencyjnej spektrometrii rentgenowskiej w analizie

wielopierwiastkowej herbat. Opracowano procedury do wykrywania i oznaczenia siedemnastu

pierwiastków (Zn, Mn, Cu, Cr, Cd, Fe, K, Ca, P, Mg, Al, Cl, Rb, S, Ni, Si, Na) w próbkach herbat.

Badaniami objęto około 50 herbat różniących się zarówno pochodzeniem geograficznym jak również

odmianą. Określono zmiany zawartości poszczególnych pierwiastków w zależności od odmiany

gatunkowej i geograficznej próbek.

Analiza próbek herbat pochodzących z różnych krajów świata wykazała, że plantacja z której pochodzą

próbki ma istotny wpływ na zawartość manganu w liściach herbaty. Próbki pochodzące

z Indii charakteryzowały się zwiększoną zawartością miedzi, wapnia i chloru, natomiast herbaty

uprawiane w Kenii cechowała zwiększona zawartość potasu, fosforu i glinu. Warto zauważyć,

że miedź, nikiel oraz glin występowały we wszystkich próbkach na niewielkich poziomach stężeń.

Zaobserwowano również wpływ sposobu fermentacji herbaty na zawartość niektórych pierwiastków jak

mangan, wapń oraz siarka.

Zebrane informacje mogą stać się podstawą do dalszych badań w celu określenia wpływu położenia

geograficznego oraz procesów przetwórczych liści na zawartość poszczególnych pierwiastków. Może

to stanowić podstawę do badań nad określeniem potencjalnych markerów przy określaniu fałszowania

żywności.

26

Badanie reakcji utlenienia oleinianu metylu

Joanna Klupsch-Adamiok, Danuta Nabiałkowska

Sweet Bath - Katowice

Ze względu na wzrastające zainteresowanie estrami długołańcuchowymi kwasów tłuszczowych,

a szczególnie oleinianu metylu przez przemysł kosmetyczny [1-3], farmaceutyczny oraz paliwowo-

motoryzacyjny [4], podjęto badania nad reakcją utlenienia w/w estru.

W tym celu próbki oleinianu metylu (OM) poddano utlenieniu w temp. A-20˚C i B-40˚C. Przebieg

reakcji analizowano poprzez wyznaczenie w czasie:

liczby nadtlenkowej (LN),

liczby kwasowej (LK),

liczby jodowej (LJ),

zastosowanie spektroskopii absorpcyjnej w podczerwieni.

Dodanie galusanu propylu (G) do oleinianu metylu znacznie wpłynęło na stabilność badanego estru.

Uzyskane dane pozwoliły na wysunięcie wniosków dotyczących przebiegu reakcji utlenienia oleinianu

metylu.

Literatura

1 W. Malinka, Zarys chemii kosmetycznej, 1999.

2 E. Lamer-Zarawska, A. Noculak-Palczewska, Kosmetyki naturalne, 1994.

3 H. Bojarowicz, B. Woźniak, Probl. Hig. Epidemiol. 89(4) (2008) 471–475.

4 G. Zając, Badania eksploatacyjne oleju rzepakowego jako oleju silnikowego, Tribologia, Politechnika

Krakowska, 6-2009.

27

Analiza chromatograficzna związków chemicznych występujących

w lanolinie

Zuzanna Spruch Przychodnia Weterynaryjna ZWIERZYNIEC, Będzin

Lanolina występuje w wełnie owczej. Jest woskiem, czyli mieszaniną estrów składających się

z wyższych alkoholi oraz długołańcuchowych kwasów tłuszczowych.

Celem niniejszej pracy była próba identyfikacji poszczególnych związków tworzących estry badanego

wosku.

Etapy pracy obejmowały:

˗ ekstrakcję lanoliny z wełny owczej,

˗ rozdział lanoliny na poszczególne frakcje preparatywną chromatografią cienkoigłową,

˗ hydrolizę wydzielonych frakcji oraz estryfikację kwasów tłuszczowych,

˗ zastosowanie chromatografii gazowej do identyfikacji badanych produktów.

Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono występowanie 12 związków chemicznych.

Zidentyfikowano następujące związki: cholesterol, alkohol cetylowy, alkohol sterylowy, kwas

oleinowy, kwas stearynowy, kwas palmitynowy, kwas mirystynowy.

28

Czasowa i przestrzenna zmienność stężeń wybranych metali oraz ich form

specjacyjnych w wodzie i osadach dennych zbiornika Dzierżno Duże

Rajmund Michalski, Magdalena Jabłońska-Czapla, Paulina Pecyna, Katarzyna Grygoyć,

Joanna Kernert

Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk, Zabrze

Zanieczyszczenia zbiorników wodnych stwarzają duże zagrożenie dla biosfery, ponieważ osady

tworzące się w rzekach i zbiornikach są ważną częścią ekosystemów wodnych. Niektóre substancje

w nich obecne mogą w sprzyjających warunkach być uwalniane i trafiać do organizmów żywych.

Migracja pierwiastków z osadów dennych zbiorników wodnych do wód i odwrotnie jest procesem

złożonym, a poznanie ich zawartości jest istotne w kontekście zachodzących przemian w wodzie

i osadach dennych zbiornika. Dotychczas nie opracowano jednolitych kryteriów oceny jakości osadów

dennych, co wynika m.in. z trudności określenia jednej metodyki, która umożliwiałaby jednoczesną

ocenę skali zanieczyszczenia osadu oraz stopień potencjalnego zagrożenia dla biosfery [1].Wskutek

procesów samooczyszczania, charakterystycznych dla wód powierzchniowych, rozpuszczalne formy

metali w procesach sorpcji, a następnie sedymentacji trafiają do osadów dennych w wyniku, czego

następuje poprawa jakości wody, ale zwiększenie ilości metali w osadach. Skład chemiczny osadów

dennych, w tym zawartość metali uwarunkowany jest wieloma czynnikami naturalnymi

i antropogenicznymi, a ich zawartość w osadach dennych jest miarodajnym wskaźnikiem stopnia

zanieczyszczenia środowiska wodnego [2,3]. Celem badań było określenie czasowej i przestrzennej

zmienności stężeń wybranych metali w wodzie i osadach dennych zbiornika Dzierżno Duże w aspekcie

jego użytkowania i planowanej rekultywacji. Badania miały na celu stwierdzenie czy wody oraz

zdeponowane osady denne tego zbiornika są potencjalnym zagrożeniem ekologicznym dla jego

użytkowników oraz ekosystemu zbiornika. Jest to kontynuacja badań z roku 2016 [4]. Próbki pobierano

w okresie maj-październik 2017, w kilku najbardziej charakterystycznych miejscach zbiornika Dzierżno

Duże.W pobranych próbkach wód oznaczono zawartości całkowite wybranych metali (V, Co, Ni, As,

Al, Cu, Zn, Sr, Cr, Mn, Pb, Ba, Fe, Sb, Cd), jonów: Cl-, SO42-, Na+, K+, Ca2+ i Mg2+), pH i przewodnictwo

właściwe, a w osadach dennych i wodach przydennych oznaczono pH, potencjał redox oraz następujące

metale: Al, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, V, Cr, Fe, Mn, Ba, Pb, Cd. Przeprowadzono także oznaczanie zawartości

frakcji kilku charakterystycznych metali w osadach dennych za pomocą metody BCR. Stężenie

wybranych jonów oznaczono metodą chromatografii jonowej według normy PN-EN ISO 10304-1:2009

(aniony) oraz PN-EN ISO 14911:2002 (kationy). Odczyn oznaczono metodą potencjometryczną

zgodnie z normą PN-EN ISO 10523:2012, przewodnictwo właściwe metodą konduktometryczną

zgodnie z normą PN-EN 27888:1999, a potencjał redox metodą potencjometryczną z wykorzystaniem

elektrody platynowej zgodnie z wewnętrzną procedurą badawczą. Ilościową analizę metali w próbkach

wód przeprowadzono za pomocą spektrometru ICP-MS, zgodnie z wewnętrzną procedura badawczą.

Próbki osadów mineralizowano w wodzie królewskiej, a całkowita zawartość metali oznaczana była za

pomocą spektrometru ICP-OES zgodnie z normą PN-EN ISO 11885:2009. Otrzymane wyniki mogą

służyć do dokonania wstępnej oceny zagrożenia ekologicznego dla środowiska i użytkowników

zbiornika Dzierżno Duże wynikającego z jakości wód oraz nagromadzenia i możliwości uwalniania

wybranych pierwiastków z osadów dennych do wód. Biorąc pod uwagę ryzyko uwalniania się

toksycznych pierwiastków i ich form, uzyskane wyniki mogą stanowić podstawę dla opracowania zasad

rekultywacji tego zbiornika.

Literatura 1 I. Bojakowska, G. Sokołowska, Przegląd Geol. 46.1 (1998) 49–54.

2 W. Nocoń, Inż. i Ochr. Środ. 12.1 (2009) 65–76.

3 A. Kabata-Pendias, H. Pendias, Biogeochemia pierwiastków śladowych, PWN, 1999.

4 R. Michalski, M. Kostecki, J. Kernert, K. Nocoń, K. Stahl, Z. Bernaś, M. Chrobok, J Environ Sci Health A Tox

Hazard Subst Environ Eng. 53.3 (2018) 230–237.

29

Oznaczanie lipofilowości wybranych sulfonamidowych pochodnych

chinoliny, wykazujących aktywność antyproliferacyjną, metodą RP-HPLC

oraz metodami in silico

Bartosz Moc1, Klaudyna Tokarz1, Krzysztof Marciniec2, Stanisław Boryczka2

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

z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 2Katedra i Zakład Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski

Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Zainteresowanie pochodnymi chinoliny wywodzi się od badań nad alkaloidami obecnymi w korze

drzewa chinowego (Cinchona L.) takimi jak chinina (posiadająca własności przeciwmalaryczne)

czy też jej prawoskrętny stereoizomer chinidyna (stosowana w leczeniu niemiarowości serca).

Natomiast współczesne doniesienia literaturowe wskazują na wzrost zainteresowania pochodnymi

chinoliny w aspekcie ich działania przeciwnowotworowego. Przykładem może być kamptotecyna -

alkaloid wystepujący w chińskim drzewie Camptotheca acuminata oraz jej pochodne: irinotekan

i topotekan [1].

W ramach wieloletnich badań prowadzonych w Katedrze i Zakładzie Chemii Organicznej badań

otrzymano serię acetylenowych pochodnych chinoliny charakteryzujących się znaczącą aktywność

antyproliferacyjną [2,3]. Kontynuując te badania opracowaliśmy syntezę nowych pochodnych

acetylenowych pochodnych sulfamoilochinoliny. Związki te również wykazywały znaczącą aktywność

antyproliferacyjną [4].

Rys. 1. Wzory związków wykorzystanych w badaniach

Lipofilowość, określająca właściwości hydrofobowo-hydrofilowych danego związku chemicznego,

to ważny parametr fizykochemiczny wpływający również na jego aktywność biologiczną. Ponad

to lipofilowość jest jednym z deskryptorów wykorzystywanych obecnie w projektowaniu nowych

leków. Dlatego też dla nowo otrzymanych pochodnych N-(3-propynylo)chinolinosulfonamidów

(Rys. 1) zostały wyznaczone, za pomocą wysokosprawnej chromatografii cieczowej w odwróconym

układzie faz (RP HPLC) współczynniki lipofilowości log kw. Uzyskane parametry logkw zostały

następnie (z wykorzystaniem krzywej wzorcowej) przeliczone na wartość logP. Uzyskane wartości

współczynnika podziału posłużyły do określenia zależności między lipofilowością a aktywnością

antyproliferacyjną (QSAR) badanych związków oraz zostały porównane z wartościami lipofilowości

obliczonymi za pomocą kilku wybranych programów komputerowych.

Literatura

1 C.J.H. Gerrits, H. Burris, J.H.M. Schellens, A.S.T. Planting, M.E.L. van den Burg, G.I. Rodriguez, V. van

Beurden, W.J. Loos, I. Hudson, S. Fields, J. Verweij, D.D. von Hoff, Eur. J. Cancer, 1998, 34, 1030-1035A.R.

Martirosyan, R. Rahim-Bata, A.B. Freeman, C.D. Clarke, R.L. Howard, J.S. Strobl, Biochem. Pharmacol. 68

(2004) 1729–1738.

2 S. Boryczka, J. Wietrzyk, A. Nasulewicz, M. Pełczyńska, A. Opolski, Pharmazie, 57 (2002) 733–739.

3 W. Mól, A. Naczyński, S. Boryczka, J. Wietrzyk, A. Opolski, Pharmazie, 61 (2006) 742–745.

4 K. Marciniec, B. Pawełczak, M. Latocha, L. Skrzypek, M. Maciążek-Jurczyk, S. Boryczka, Molecules 22

(2017) 300.

30

Zastosowanie TLC w połączeniu z densytometrią do wyznaczenia

granicy wykrywalności i oznaczalności spironolaktonu

Anna Płazak1, Małgorzata Dołowy2, Alina Pyka-Pająk2 1Koło Naukowe przy Zakładzie Chemii Analitycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny

Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 2Zakład Chemii Analitycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej,

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Spironolakton to steroidowy lek o słabym działaniu moczopędnym stosowany w leczeniu nadciśnienia

tętniczego [1,2]. W związku z tym, bardzo ważna jest możliwość kontroli jego ilości w różnym zakresie

stężeń w próbkach farmaceutycznych czy odpowiednio biologicznych.

W celu oceny przydatności chromatografii cienkowarstwowej (TLC) w połączeniu z densytometrią

do wykrywania i oznaczania spironolaktonu w jego próbkach wzorcowych w różnym zakresie stężeń,

przeprowadzono badania techniką TLC z densytometrią (=247 nm) roztworów tego związku

w zakresie stężeń 0,041,00 g/ml, co odpowiadało w rzeczywistości 0,2-5,0 g spironolaktonu

naniesionego na płytkę chromatograficzną w postaci plamek.

Celem określenie wpływu zmiany warunków chromatograficznych tj. składu fazy ruchomej, rodzaju

sorbenta w postaci płytek chromatograficznych na granicę wykrywalności (LOD) i oznaczalności

(LOQ) spironolaktonu techniką TLC z densytometria w normalnym (NP-TLC) i odwróconym układzie

faz (RP-TLC/HPTLC) zastosowano w badaniach różne płytki chromatograficzne oraz mieszaniny

rozpuszczalników jako składniki faz ruchomych, takie jak:

• płytki szklane i aluminiowe pokryte żelem krzemionkowym 60F254 oraz płytki aluminiowe pokryte

mieszaniną żelu krzemionkowego 60 i ziemi okrzemkowej F254 (E. Merck) i fazy ruchome:

n-heksan + octan etylu + kwas octowy 24,5:24,5:1 (v/v/v), chloroform + aceton 45:5 (v/v) oraz

octan etylu + kwas octowy 38:12 (v/v) w przypadku NP–TLC

• płytki pokryte żelem krzemionkowym RP–2F254, RP–18F254, RP–8F254 (E. Merck) oraz fazy

ruchome: metanol + woda 40:10 (v/v), acetonitryl + woda 35:15 (v/v) i dioksan + woda 40:10

(v/v) w przypadku metody RP-TLC/HPTLC.

Otrzymane średnie wartości LOD i LOQ wskazują na to, że najmniejszą ilość spironolaktonu jaką

można wykryć i oznaczyć techniką TLC w połączeniu z densytometrią uzyskuje się przy użyciu

mieszaniny n-heksan+octan etylu + kwas octowy w stosunku objętościowym 24,5:24,5:1 jako fazy

ruchomej na płytkach pokrytych mieszaniną żelu krzemionkowego 60 i ziemi okrzemkowej F254

(E. Merck), LOD=0,034 g/plamkę i LOQ=0,103 g/plamkę.

Podobieństwo uzyskanych wyników LOD i LOQ z danymi otrzymanymi przez autorów innych prac

poświęconych analizie spironolaktonu techniką TLC w jego preparatach złożonych czyli w połączeniu

z innymi lekami jak na przykład z hydrochlorotiazydem torasemidem lub metalazonem wskazuje

na przydatność opracowanych warunków chromatograficznych do analizy spironolaktonu w różnym

zakresie stężeń w preparatach prostych zawierających tę substancję lub odpowiednio w próbkach

biologicznych i środowiskowych [3,4].

Literatura: 1. P. Moszczyński, A. Moszczyńska-Serafin, Lek w Polsce 25 (2015) 34–44.

2. T. Zdrojewski, W. Drygas, M. Naruszewicz, K. Kawecka-Jaszcz, P. Jankowski, Hipertensjologia.

Patogeneza, diagnostyka i leczenie nadciśnienia tętniczego, Kraków: MP;1–6, 2015.

3. C. Nazareth, B. Shivakumar, R. B. M. Prasad Gurupadayya, IOSRPHR 4 (2014) 20–25.

4. M. C. Sharma, S. Sharma, D. V. Kohli, A. D. Sharma, Der. Pharma Chem. 2 (2010) 121–126.

Praca finansowana przez Śląski Uniwersytet Medyczny ze środków przeznaczonych na utrzymanie

potencjału badawczego jednostek naukowych w 2018 roku.

31

Spektrofotometryczne oznaczanie ilości uwolnionego hydrokortyzonu

z lekobazy

Angelika Abrachamczyk, Anna Banyś, Barbara Dolińska Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej,

Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku

Dostępność farmaceutyczna to ilość substancji leczniczej, która uwalnia się z danego preparatu

farmaceutycznego, a następnie rozpuszcza w medium akceptorowym. Warunki eksperymentu mają

wpływ na proces uwalniania. Rodzaj podłoża i płynu akceptorowego, typ błony dializacyjnej,

temperatura czy czas prowadzenia badania wpływają na uwalnianie substancji leczniczej [1].

Celem pracy było określenie ilości uwolnionego hydrokortyzonu z lekobazy do dwóch różnych płynów

akceptorowych. Badanie przeprowadzono przy użyciu komór dyfuzyjnych Franza. Sporządzono

2% maść hydrokortyzonu na lekobazie. Jest to podłoże, które wykazuje charakter amfifilowy

(w zależności od potrzeb można otrzymać emulsje typu w/o jak i o/w) [2]. Postać leku otrzymano przy

użyciu miksera recepturowego. W doświadczeniu wykonano 6 powtórzeń. Jako medium akceptorowe

zastosowano bufor fosforanowy o pH=7,4, sporządzony zgodnie z zaleceniami w FP X oraz mieszaninę

etanol:woda (40:60, %v/v). Membranę stanowiła błona dializacyjna SpectraPor 2. Błona ta jest

wykonana z celulozy regenerowanej i posiada charakter hydrofilowy. Cechuje ją również wysoka

odporność na zmiany temperatury oraz pH [3]. Doświadczenie było wykonywane w temperaturze 32ºC,

a czas trwania badań wynosił 3 godziny. Wykonano widmo absorpcyjne hydrokortyzonu

w zakresie długości fali 200-300 nm. Maksimum absorpcji wyznaczono przy długości 247 nm.

Do pomiarów wykorzystano spektrofotometr UV/VIS Cecil CE3021 3000 Series. Na podstawie

otrzymanych wyników i sporządzonej krzywej wzorcowej obliczono ilość uwolnionego

hydrokortyzonu. Do mieszaniny etanolu z wodą uwolniło się 1,6 razy więcej hydrokortyzonu

niż do buforu fosforanowego. Większe uwalnianie substancji do etanolowego płynu akceptorowego

mogło być spowodowane większą rozpuszczalnością hydrokortyzonu w etanolu niż w buforze

fosforanowym. Potwierdza to fakt, że dobór odpowiedniego medium wpływa na ilość uwalniania

substancji leczniczych z półstałych postaci leków.

Literatura 1 A. Czajkowska-Kośnik, P. Kamińska, K. Winnicka, Ocena biofarmaceutyczna preparatów zawierających

hydrokortyzon. Polish Journal of Cosmetology 2015, 18(3): 227–230.

2 Poradnik Receptury Współczesnej, cz.I., Fagron Academy, 2015.

3 http://spectrumlabs.com/lit/420x10116x000.pdf

32

Zastosowanie techniki RP-TLC oraz metod in silico w oznaczaniu

lipofilowości 30-podstawionych pochodnych betuliny

Wojciech Bykowski1, Ewa Bębenek2, Elwira Chrobak2, Monika Kadela-Tomanek2,

Szymon Siudak3, Monika Kuźma4, Ewa Chodurek5, Agnieszka Lubczyńska6, Urszula Mazurek6,

Stanisław Boryczka2 1Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Zakładzie Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny

z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach 2Katedra i Zakład Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej

Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach 3Apteka Zdrowit, ul. Ludowa 19a, 41-200 Dąbrowa Górnicza

4Apteka Cefarm 36,6, ul. Lwowska 27, 33-300 Nowy Sącz 5Katedra i Zakład Biofarmacji, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej Śląskiego

Uniwersytetu Medycznego w Katowicach 6Katedra i Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej

Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach

Lipofilowość jest istotnym parametrem fizykochemicznym związanym z procesami biodystrybucji,

metabolizmem i farmakokinetyką substancji leczniczych. Parametr ten określa stopień

przepuszczalności substancji przez różnorodne bariery biologiczne znajdujące się w organizmach

żywych oraz występowanie oddziaływań lek-receptor [1-3]. Przeprowadzone badania dotyczyły

wyznaczenia eksperymentalnych wartości parametru log PTLC nowych 30-podstawionych pochodnych

betuliny metodą chromatografii cienkowarstwowej w odwróconym układzie faz (RP-TLC).

W metodzie RP-TLC jako fazę stacjonarną wykorzystano płytki aluminiowe RP-18F254S pokryte żelem

krzemionkowym. Fazą ruchomą stanowiła mieszanina acetonu i wodnego 0,2 molowego roztworu

buforu Tris (pH 7,4) w zakresie stężeń 90-60% z gradacją co 5%.

R1O

R3O

CH2OR2

Istotnym etapem prowadzonych prac było wyznaczenie teoretycznych wartości lipofilowości

z wykorzystaniem dostępnych komercyjnie programów komputerowych ALOGPs, AC logP, miLogP,

ALOGP, MLOGP, XLOGP2 i XLOGP3. Dodatkowo za pomocą baz danych ACD/Labs pozyskano

parametry fizykochemiczne związane z adsorpcją, dystrybucją, metabolizmem, eliminacją

i toksycznością badanych 30-podstawionych pochodnych betuliny. Zakres prowadzonych badań

obejmował również ustalenie zależności pomiędzy wartością lipofilowości (eksperymentalną

i teoretyczną) a działaniem cytotoksycznym badanych pochodnych triterpenowych wobec ludzkiej linii

nowotworowej raka okrężnicy HT-29.

Literatura 1 K. Yamamoto, Y. Ikeda, J. Drug Deliv. Sci. Tech. 33 (2016) 13–18.

2 M. Dąbrowska, M. Starek, Ł. Komosta, P. Szafrański, A. Stasiewicz-Urban, W. Opoka, Eur. J. Pharm. Sci.

101 (2017) 115–124.

3 F. Andric, K. Heberger, J. Pharm. Biomed. Anal. 115 (2015) 183–191. Badania realizowane z umowy statutowej KNW-1-015/K/7/0.

33

Metody chromatograficzne w badaniach składu chemicznego

Moringa oleifera

Natalia Ptok1, Rafał Sochacki1, Małgorzata Dołowy2, Alina Pyka-Pająk2

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

Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 2Zakład Chemii Analitycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej,

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Rośliny lecznicze, takie jak Moringa oleifera od wielu lat odgrywają ogromną rolę w tradycyjnej

medycynie ze względu na swojej liczne właściwości lecznicze. Moringa olejodalna (łac. Moringa

oleifera) to występująca w różnych rejonach świata, w tym strefie zwrotnikowej i podzwrotnikowej

roślina o cennych właściwościach leczniczych i odżywczych [1]. Jako surowiec farmaceutyczny

wykorzystywane są kwiaty, liście i kora tej rośliny. Natomiast z ziaren M. oleifera uzyskuje się olej

moringa, który znajduje zastosowanie do celów spożywczych oraz używany jest w kosmetyce

do pielęgnacji skóry. Cechą surowców roślinnych jest ich zmienny skład chemiczny, który zależny jest

od takich warunków jak klimat czyli ilość opadów, nasłonecznienie czy rodzaj gleby. Stąd też wiele

uwagi poświęca się w ostatnim czasie metodom standaryzacji surowców i produktów zielarskich,

co gwarantuje ich wymaganą efektywność farmakologiczną czyli leczniczą, a także kosmetyczną

lub odpowiednio odżywczą. Standaryzacja surowców roślinnych obejmuje m.in. dokładne określenie

jakościowe i ilościowe ich składu chemicznego. Spośród wielu metod analitycznych, duży udział

w analizie składu chemicznego różnych surowców roślinnych o znaczeniu leczniczym, w tym

M. oleifera odgrywają techniki chromatograficzne, do których należy chromatografia cieczowa

cienkowarstwowa (TLC), wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) oraz chromatografia

gazowa (GC). Celem niniejszej pracy była ocena przydatności różnych technik chromatograficznych

w badaniach składu chemicznego ekstraktów (m.in. wodnych, metanolowych, etanolowych,

chloroformowych) otrzymanych głównie z liści M. oleifera. Dokonany przegląd literaturowy wskazuje

na przydatność techniki GC w połączeniu ze spektrometrem masowym (GC-MS) w identyfikacji ponad

20 związków chemicznych w ekstrakcie z liści M. oleifera należących do różnych grup, które decydują

o jego właściwościach antybakteryjnych, przeciwgrzybicznych oraz antyoksydacyjnych [2,3]. Inne dane

literaturowe potwierdzają skuteczność wysokosprawnej chromatografii cieczowej w połączeniu

z detekcją w świetle UV-Vis w identyfikacji i ilościowym oznaczaniu związków fenolowych

i flawonoidów, które nie zostały jeszcze obszernie opisane w literaturze, w tym m.in. kwasu

kryptochlorogenowego, izokwercetyny i astragaliny w etanolowym ekstrakcie z liści M. oleifera

pochodzących z Tajlandii [4].

Dokonany przegląd literaturowy potwierdza, że M. oleifera stanowi bogactwo różnych związków

chemicznych o cennych właściwościach leczniczych, w tym m.in. antybakteryjnych,

przeciwutleniających i przeciwgrzybiczych. Zebrane dane literaturowe podkreślają przydatność metod

chromatograficznych, takich jak HPLC i GC w standaryzacji ekstraktów z liści M. oleifera, co może

mieć zastosowanie w standaryzacji produktów zielarskich uzyskiwanych z tego surowca roślinnego.

Literatura: 1 F. Anwar, S. Latif S, M. Ashraf, A.H. Gilani. Phytother. Res. 21 (2007) 17–25.

2 M. Al-Owaisi, N. Al-Hadiwi, S. A. Khan. Asian Pac. J. Trop. Biomed. 4 (2014) 964–970.

3 S. Karthika, M. Ravishankar, J. Mariajancyrani, G. Chandramohan. Asian J. Plant Sci. Res. 3 (2013) 63–69.

4 B. Vongsak, P. Sithisarn, W. Gritsanapan. J. Chromatogr. Sci. 52 (2014) 641–645.

Praca finansowana przez Śląski Uniwersytet Medyczny ze środków przeznaczonych na utrzymanie

potencjału badawczego jednostek naukowych w 2018 roku.

34

The nature of hydrogen-bonding interactions in Z and E conformer of

resveratrol revealed by FT-IR spectroscopy and supported by theoretical

calculations

Wioleta Edyta Śmiszek-Lindert1, Elżbieta Chełmecka2, Ilona Kaczmarczyk-Sedlak1

1Department of Pharmacognosy and Phytochemistry, School of Pharmacy with the Division of

Laboratory Medicine in Sosnowiec, Medical University of Silesia in Katowice, Poland 2Department of Statistics, School of Pharmacy with the Division of Laboratory Medicine in Sosnowiec,

Medical University of Silesia, Katowice, Poland

Resveratrol (RESV) is phytoalexin (plant antibiotic) produced by plants i.a. peanuts, berries, most

notably in the skin of red grapes (Vitis vinifera) [1]. RESV exists as cis- and trans-isomers

(the c-RESV or (Z)- RESV diasteromer and t-RESV or (E)-RESV diasteromer, respectively) which may

have different biological effects. t-RESV has multi-faceted potential to act as: antioxidant,

anticarcinogenic, anti-inflammatory and anti-estrogenic agent. It is also archetype innovation in arena

of anti-ageing therapy [2], as well as play a crucial protective role in disorders neurodegeneration in

aging-related dysfunctions like Alzheimer's or Parkinson's diseases [3]. Other data indicate that

resveratrol is a polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) antagonist, which can inhibit the proliferation

of carcinogens through its interaction with the cytochrome P450 enzyme system [4]. In turn,

physiological activity of cis-resveratrol concerns to inhibit kinase activity, a factor related to cancer

[5, 6]. It also shows anti-aggregation properties [7].

In this work we present the results of FT-IR measurements coupled with theoretical calculations.

Infrared spectroscopy has emerged as a way to study the nature of hydrogen-bonding interactions in the

cis- and trans-isomers of RESV. Theoretical calculations of isolated cis- and trans-RESV 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. To discussion of intermolecular interactions

in a molecular crystals of RESV have also been used Hirshfeld Surfaces method, which is based on the

calculation of the promolecular electron density both crystal and in gas phase. It has been shown that

the major intermolecular interactions in analyzed conformers are through hydrogen bonds. The

difference in molecular behavior of the two isomers (cis- and trans-REVS) is dependent on the three-

dimensional molecular structure, which are stabilize by O-H…O hydrogen bonds.

The fragment of the crystal packing of trans and cis-isomer of REVS showing the major intermolecular

interactions.

References 1 J. Flieger, M. Tatarczak-Michalewska, E. Blicharska, Anal. Lett. 50 (2017) 294–303.

2 R. Chadha, J. Dureja, M. Karan, Cryst. Growth Des. 16 (2016) 605–616.

3 A.E. McCalley, S. Kaja, A.J. Payne, P. Koulen, Molecules. 19 (2015) 7327–7340.

4 R.F. Casper, M. Quesne, I.M. Rogers, T. Shirota, A.E. Jolivet, E. Milgrom, J. Franc¸ O. Savouret, Mol

Pharmacol. 56 (1999) 784–790.

5 G.S. Jayatilake, H. Jayasuriya, E.S. Lee, N.M. Koonchanok, R.L. Geahlen, C.L. Ashendel, J.L. McLaughlin,

C.J. Chang, J. Nat. Prod. 56 (1993) 1805–1810.

6 M. Yáῆez, N. Fraiz, E. Cano, F. Orallo, Biochem Biophys Res Commun. 344 (2006) 688–695.

7 A.A. Bertelli, L. Giovannini, F. De Caterina, M. Migliori, W. Bernini, M. Fregoni, J. Baveresco, M. Trevisan,

A. Bertelli, Antiplatelet activity of cis resveratrol. Feuillet Bleu No. 25, Office International de la Vigne et du

Vin: Paris, 1996.

35

Character of existing interactions in naphthalene and in drugs with

naphthalene moiety. Spectroscopic and theoretical studies

Wioleta Edyta Śmiszek-Lindert1, Elżbieta Chełmecka2 , Anna Michta3, Aleksandra Tyl3,

Magdalena Mehlich2, Ewelina Dróżdż2, Ilona Kaczmarczyk-Sedlak1

1Department of Pharmacognosy and Phytochemistry, School of Pharmacy with the Division of Laboratory

Medicine in Sosnowiec, Medical University of Silesia in Katowice, Poland

2Department of Statistics, School of Pharmacy with the Division of Laboratory Medicine in Sosnowiec,

Medical University of Silesia, Katowice, Poland 3Institute of Chemistry, University of Silesia, Poland

Naphthalene is an aromatic hydrocarbon produced in trace amounts by magnolias and specific types of

deer. It has been also found in the Formosan subterranean termite [1]. Naphthalene has been identified

as new range of potent antimicrobials effective against wide range of human pathogens. They occupy

an important place among medicinally significant compounds due to their diverse and interesting

antibiotic properties with minimum toxicity [2]. Naphthalene is important aryl ring in many active

compounds such as anti-bacterial, anti-inflammatory, anti-microbial and anti-cancer. Among the drugs

containing the naphthalene unit are e.g.: naftifine (exoderil; treats of tinea pedis, tinea cruris, and tinea

corporis (fungal infections)), terbinafine (treats a variety of fungal skin infections: ringworm, athlete's

foot, and jock itch) or β-naphthol (has had medical uses as a counterirritant in alopecia, also as an

anthelmintic, and as an antiseptic in treatment of scabies [3-5]). Other study indicates that differences

in the chemical structure of naphthalene derivatives may be in part responsible of activity of these

compounds on reperfusion-ischemia injury [6].

Vibrational study of naphthalene and naphthalene derivatives is discussed based on experimental data

(FT-IR and Raman), the quantum-chemical calculations as well as Hirshfeld Surface analysis. The DFT

calculations were carried out with the three-parameter density functional abbreviated as B3LYP, which

includes Becke’s gradient exchange correction [7], the Lee et al. correlation functional [8] and the Vosko

et al. correlation functional [9]. The computed properties are compared to the experimental values and

have been extensively discussed.

References 1 Wilson and Gisvolds, Textbook of organic medicinal and pharmaceutical chemistry, Lippincott, Williams and

Wilkins, Philadelphia (2004) pp. 255–257.

2 Y.B. Rokade, R.Z. Sayed Rosayan J. Chem. 4 (2009) 972–980.

3 L.F. Stein Gold, T. Vlahovic, A. Verma, B. Olayinka, A.B. Fleischer, J Drugs Dermatol. 10 (2015) 1138–

1144.

4 B. J. Cribier, R. Bakshi, British Journal of Dermatology 150 (2004) 414–420.

5 W.M. Grant, Toxicology of the Eye, 3rd ed. Springfield, IL: Charles C. Thomas Publisher, 1986.

6 M. Rosas-Nexticapa, L. Figueroa-Valverde, F. Díaz-Cedillo, L. Hau-Heredia, E. García-Cervera, L. Pool-

Gómez, R. García-Martínez, A. Amacho-Luis Biomedical and Pharmacology Journal, 8 (2015) 203–212.

7 A.D. Becke, Phys. Rev. A 38 (1988) 3098.

8 C.T. Lee, W.T. Yang, R.G. Parr Phys. Rev. B 37 (1988) 785.

9 S.H. Vosko, L. Wilk, M. Nusair Can. J. Phys. 58 (1980) 1200.

Calculations have been carried out using resources provided by Wroclaw Centre for Networking and

Supercomputing (http://wcss.pl), grant No. 95.This work is was fouded by the grant KNW-1-053/N/7/Z

of the Medical University of Silesia in Katowice.

36

Analiza struktury nowych triazolowych pochodnych dipirydotiazyn

o właściwościach antyproliferayjnych

Beata Morak-Młodawska1, Krystian Pluta1, Małgorzata Jeleń1,

Anna Matuła2, Natalia Lieber2, Ewa Ladra2 , Martyna Gielata2

1Katedra i Zakład Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski

Uniwersytet Medyczny w Katowicach 2Studenckie Koło Naukowe przy Katedrze i Zakładzie Chemii Organicznej, Wydział Farmaceutyczny

z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Związki organiczne zawierające w swej budowie pierścień 1,2,3-triazolowy, otrzymywany w reakcji

„click chemistry”, niosą szeroki potencjał biologiczny będący tematem wielu publikacji

naukowych [1].

W ramach kontynuacji badań nad modyfikacją układu fenotiazynowego otrzymaliśmy grupę nowych

dipirydotiazyn, które wykazywały obiecujące aktywności przeciwnowotworowe in vitro w stosunku

do linii komórkowych: ludzkiego glejaka SNB-19, czerniaka C-32, nowotworu piersi MCF-7 [2]. Mając

na uwadze konieczność poszukiwania kolejnych związków o wysokich aktywnościach

przeciwnowotworowych zaprojektowaliśmy i zsyntetyzowaliśmy serię nowych dipirydotiazyn

z podstawnikami 1,2,3-triazolowymi w pozycji 10. Związki te otrzymaliśmy na drodze reakcji

cykloaddycji 1,3-dipolarnej odpowiednich azydków z 10-propargilo dipirydotiazynami, katalizowanej

jodkiem miedzi(I).

Z uwagi na fakt możliwości otrzymywania różnych produktów izomerycznych analiza struktury była

zasadniczą kwestią w realizowanych badaniach.

Strukturę uzyskanych związków analizowano metodą spektroskopii 1H, 13C NMR, z wykorzystaniem

również technik dwuwymiarowych ROESY, COSY, HSQC, HMBC. Dla nowych otrzymanych

pochodnych zostały przeprowadzone badania in silico prawdopodobnego profilu aktywności

biologicznej z wykorzystaniem programu PASS.

Literatura 1 P. Thirumurugan, D. Matosiuk, K. Jóźwiak, Chem. Rev. 113 (2013) 4905–4979.

2 B. Morak-Młodawska, K. Pluta, M. Latocha, et al., J. Enzyme Inhib. Med. Chem. 31 (2016) 1512–1519.

37

Wykorzystanie potencjału zeta do oceny stabilności i powierzchniowych

właściwości dyspersji mikrosfer zawierających furosemid inkorporowany

w matrycę polimerową

Aneta Ostróżka-Cieślik, Beata Sarecka-Hujar, Andrzej Jankowski, Barbara Dolińska Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku

Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Analizie poddano system wielokompartmentowy, w którym dawka furosemidu została podzielona

pomiędzy liczne mikrosfery. Inkorporowanie furosemidu w matrycę polimerową Eudragitu L30 D-55

prowadzono techniką suszenia rozpyłowego. Otrzymane mikrosfery charakteryzowały się kulistym

kształtem i średnią wielkością 24,1 ± 5,2 µm. Do oceny stabilności dyspersji mikrosfer

i powierzchniowych właściwości mikrocząstek zastosowano analizę potencjału zeta. Jego pomiar

pozwala opisać właściwości elektryczne cząstek układu dyspersyjnego. Potencjał zeta powierzchni

mikrosfer wyznaczono przy użyciu analizatora NanoPlus HD (ParticulateSystems USA / Syl&Ant

Instruments). Próbkę zawierającą mikrocząstki rozcieńczono wodą dejonizowaną, a następnie

sonikowano w płuczce ultradźwiękowej 60 sek. Potencjał zeta wyznaczono metodą opartą na połączeniu

systemu heterodynowego i korelacji fotonowej, wykonując transformację Fourriera (FFT) dla uzyskanej

korelacji.

Wartość bezwzględna potencjału zeta w zakresie od +30 mV do -30 mV oznacza niestabilność dyspersji

i może być wykorzystana do oceny trwałości preparatu w trakcie przechowywania. Dyspersja mikrosfer

zawierających furosemid inkorporowany w matrycę Eudragitu L 30 D-55 ma potencjał zeta równy -

31,66 mV, co wskazuje że ich ładunek powierzchniowy jest wystarczający do przeciwdziałania

procesom agregacji. Wartość potencjału zeta może sugerować, że powierzchnia mikrosfer jest

naładowana ujemnie. W zewnętrznej części mikrosfer może znajdować się zarówno furosemid jak

i Eudragitu L30 D-55.

38

Kinetyka uwalniania substancji czynnych z wybranych suplementów diety

Aneta Ostróżka-Cieślik1, Barbara Dolińska1,2, Florian Ryszka2

1Katedra i Zakład Technologii Postaci Laku

Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej w Sosnowcu

Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 2Farmaceutyczny Zakład Naukowo-Produkcyjny „Biochefa”, Sosnowiec

Substancja aktywna (API) ulega w organizmie złożonym procesom przebiegającym w trzech fazach:

farmaceutycznej, farmakokinetycznej i farmakodynamicznej. Faza farmaceutyczna określa proces

uwalniania API z postaci leku do płynów w organizmie. W warunkach in vitro bada się dostępność

farmaceutyczną, parametr zdefiniowany jako ilość substancji czynnej uwalniającej się z postaci leku

i rozpuszczającej do płynu modelowego oraz szybkość z jaką ten proces zachodzi [1-5].

Analizie poddano wybrane suplementy diety zawierające wapń, cynk i kwas foliowy. Badanie

dostępności farmaceutycznej przeprowadzono zgodnie z wytycznymi ICH oraz Farmakopei Polskiej XI.

Szybkość uwalniania substancji czynnej wykonano w aparacie łopatkowym (DT 600, ERWEKA

GmbH, Germany) stosując 0,1M HCl o pH=1,2. Dla każdej formulacji wykonano 3 serie badań,

wykorzystując każdorazowo 6 preparatów. Analizę kinetyki procesu uwalniania przeprowadzono

w oparciu o modele matematyczne o charakterze empirycznym. Dokonano aproksymacji wyników

eksperymentalnych modelami zerowego i pierwszego rzędu. Do analizy zastosowano program KinetDS

3.0 Rev. 2010 [6]. Jako kryterium poprawności modelu użyto: współczynnik determinacji (R2), średni

pierwiastek błędu kwadratowego (RMSE) oraz kryterium informacyjne Akaikego (AIC).

Wybrane do badań suplementy diety były zróżnicowane pod względem postaci, zawartości API, soli

API, jakościowego i ilościowego doboru substancji pomocniczych oraz parametrów morfologicznych

(wielkość, kształt). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że różna jest ilość

uwolnionego wapnia, cynku i kwasu foliowego z suplementów w warunkach in vitro oraz zróżnicowane

są szybkości uwalniania i czasy połowicznego uwalniania. Otrzymane wyniki wskazują, że proces

uwalniania substancji czynnych z preparatów zachodzi zgodnie z kinetyką zbliżoną

do 1 rzędu. Jest to model kinetyki charakterystyczny dla postaci konwencjonalnych.

Literatura 1 A. Ostróżka-Cieślik, B. Dolińska, F. Ryszka, Acta Pol. Pharm. Drug Res. 75 (2018) 483–489.

2 B. Dolińska, M. Jelińska, B. Szulc-Musioł, F. Ryszka, Czech. J. Food Sci. 34 (2016) 313–317.

3 B. Dolińska, A. Mikulska, A. Ostróżka-Cieślik, F. Ryszka, Biol. Trace Elem. Res.140 (2011) 95–102.

4 B. Dolińska, K. Łopata, A. Mikulska, L. Leszczyńska, F. Ryszka, Biol.Trace Elem.Res.147 (2012) 374–377

5 F. Ryszka, R. Klimas, B. Dolińska, K. Łopata. Protein Peptide Lett. 19 (2012) 804–807.

6 A. Mendyk, R. Jachowicz, Expert Syst. Appl. 32 (2007) 1124–1131.

39

Wykorzystanie żelatyny jako matrycy do wytworzenia metodą suszenia

rozpyłowego mikrosfer zawierających losartan potasu

Beata Sarecka-Hujar1, Karol Łyczak1, Andrzej Jankowski1, Radosław Balwierz2, Aneta Ostróżka-

Cieślik1, Barbara Dolińska1

1Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach,

ul. Kasztanowa 3, Sosnowiec 2Śląska Wyższa Szkoła Medyczna w Katowicach, Wydział Ochrony Zdrowia, ul. Mickiewicza 29, Katowice

Do wytworzenia mikrosfer, monolitycznych cząstek sferycznych o wielkości do 1000 µm, wykorzystuje

się szeroką gamę polimerów, które powinny być przede wszystkim nietoksyczne, biozgodne,

biodegradowalne i nie powinny wywoływać odczynów alergicznych i odpowiedzi immunologicznych.

Istotne jest również, aby charakteryzowały się odpowiednimi właściwościami mechanicznymi

a produkty ich przemian nie gromadziły się w organizmie. Do polimerów naturalnych można zaliczyć

związki pochodzenia białkowego i polisacharydowego, w tym żelatynę.

Celem pracy była ocena możliwości wykorzystania żelatyny jako matrycy do wytworzenia metodą

suszenia rozpyłowego mikrosfer zawierających losartan potasu jako substancję modelową.

Mieszaninę żelatyny i losartanu potasu suszono z użyciem suszarki Mini Spray Dryer B – 191 (Bϋchi).

Zastosowano następujące parametry suszenia: temperaturana wlocie – 160oC, wydajność aspiratora –

80%, wydajność pompy – 6%. Morfologię i wielkość mikrosfer oceniano w mikroskopie optycznym

MT4300H (MEIJI) z kamerą mikroskopową Moticam 3 przy pomocy oprogramowania Motic Images

Plus 2.0.

Mikrosfery żelatynowe sporządzono stosując proporcję lek:polimer 1:2. Uzyskano cząstki jednorodne,

sferyczne, pozbawione wpukleń w strukturze. Nie stwierdzono wśród nich struktur o nieregularnym

kształcie. Wielkość mikrosfer mieściła się w przedziale 5,42 – 24,75 µm. Wydajność procesu suszenia

rozpyłowego mieszaniny zawierającej żelatynę jako matrycę polimerową wyniosła 41,27%.

Żelatyna może być zatem wykorzystana jako matryca do uzyskania na jej bazie mikrosfer z losartanem

potasu o pożądanych właściwościach morfologicznych.

40

Analityczne metody oznaczania kwasu L-askorbinowego

Hanna Józefiak1, Beata Sarecka-Hujar2, Barbara Dolińska2 1 magistrantka Katedry i Zakładu Technologii Postaci Leku, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach,

2 Katedra i Zakład Technologii Postaci Leku, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach,

Kwas L-askorbinowy (witamina C) jako silny antyoksydant zdolny jest do utrzymania prawidłowego

potencjału oksydoredukcyjnego i neutralizowania reaktywnych form tlenu. Dobrze rozpuszcza się

w wodzie jest jednak substancją nietrwałą w roztworach wodnych, gdzie ulega degradacji pod wpływem

temperatury czy obecności tlenu. Kwas askorbinowy nie jest syntetyzowany w organizmie ludzkim,

dlatego powinien być dostarczany wraz z pożywieniem. Witamina C, odgrywa ważną rolę zarówno w

terapii różnych schorzeń, m. in. w zapobieganiu cukrzycy, zawałowi mięśnia sercowego, zapaleniu

skóry czy nowotworom jak również w kosmetologii.

W celu oznaczenia zawartości kwasu L-askorbinowego i jego pochodnych w preparatach

farmaceutycznych i kosmetycznych wykorzystuje się wiele metod, w tym metodę wysokosprawnej

chromatografii cieczowej (HPLC), metody miareczkowe oraz metodę spektrofotometrycznego

oznaczania witaminy C w zakresie UV. Do metod miareczkowych zalicza się: a) metodę Tillmansa,

która to reakcja prowadzi do redukcji barwnika 2,6-dichlorofenoloindofenolu (odczynnik Tillmansa)

przez kwas askorbinowy do uzyskania jasnoróżowego zabawienia, utrzymującego się około 30 sekund;

oraz b) metodę jodometryczną, będącą reakcją barwną kwasu askorbinowego z mianowanym

roztworem jodu w jodku potasu, który miareczkowany jest do pierwszej zmiany barwy roztworu na

kolor ciemnoniebieski [1]. Dostępne są również dane literaturowe wskazujące na możliwość

bezpośredniego pomiaru absorbancji światła UV przez kwas askorbinowy przy długości fali 266 nm,

z zastosowaniem szczawianu sodu jako stabilizatora lub przy λ=264 nm [2,3].

W badaniach własnych analizowano szybkość uwalniania kwasu L-askorbinowego, zamkniętego

w liposomach z azolektyny, z hydrożeli o różnych stężeniach hydroksypropylometylocelulozy

(hypromelozy). Witaminę C oznaczano metodą spektrofotometryczną w spektrofotometrze UV/VIS

Cecil CE 3021 (Cecil Instruments), przy długości fali 264 nm w oparciu o wyznaczone

eksperymentalnie widmo absorpcyjne.

Literatura 1 J. Cieślewicz, A. Grzelakowska, Chemia, dydaktyka, ekologia, metrologia 16 (2011) 57–59.

2 A. Selimović, M. Salkić, A. Selimović, International Journal of Basic & Applied Sciences IJBAS-IJENS 11

(2011) 106–109.

3 M. Salkić, H. Keran, M. Jašić, Agriculturae Conspectus Scientificus 72 (2007) 371–375.

41

Zastosowanie wybranych metod spektroskopowych w analizie oddziaływań

pomiędzy liposomalną formą doksorubicyny i cytarabiny a albuminą

surowicy krwi ludzkiej

Danuta Pentak, Anna Ploch, Agnieszka Szkudlarek, Małgorzata Maciążek-Jurczyk Katedra i Zakład Farmacji Fizycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej

w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny

Liposomy są kulistymi strukturami o wymiarach najczęściej około 100 nm, uzyskiwanymi podczas

hydratacji fosfolipidów. Amfifilowy charakter fosfolipidów czyni liposomy wyjątkowo dobrymi

nośnikami leków. Substancje lecznicze w zależności od swoich właściwości fizykochemicznych mogą

znajdować się w fazie wodnej wewnątrz liposomu lub wbudowywać się do błon liposomu. W dobie

szybko rozwijających się nowych technologii nietrudno zauważyć wzrost zainteresowania

nanotechnologią, w którą tematyka struktur fosfolipidowych (nanostruktur) mogących enkapsulować

i transportować rożne substancje lecznicze wpisuje się idealnie. Liposomy z wbudowanymi lekami

stosuje się głównie w terapii nowotworów, cukrzycy, chorób reumatycznych, enzymopatii, schorzeń

związanych z kumulacją metali itp. Mogą być również nośnikami substancji o różnym charakterze

chemicznym, co wpływa na sposób ich przenoszenia. Określenie właściwości liposomów

otrzymywanych nowymi metodami i poznanie zakresu ich stosowania jako nośników leków ma istotne

znaczenie praktyczne.

Przedmiotem badań była analiza liposomów otrzymanych metodą mREV zawierających doksorubicynę

i cytarabinę w obecności albuminy surowicy krwi ludzkiej (HSA). Połączenie cytarabiny

i doksorubicyny jest jedną z najczęściej stosowanych terapii w leczeniu chłoniaków nieziarniczych.

Uzyskane wyniki dały możliwość obserwacji interakcji zachodzących pomiędzy nanostrukturami

a biomolekułami co stanowi jedną z najważniejszych kwestii w nanotechnologii.

Praca zrealizowana w ramach umowy statutowej KNW-1-030/N/7/O.

42

Zastosowanie wybranych technik badawczych w charakterystyce

liposomów jako potencjalnych nośników cytarabiny

Anita Karp1, Katarzyna Jędrzejowska1, Karolina Kubiś1, Justyna Dobosz1, Jolanta Gryma1,

Anna Ploch2, Danuta Pentak2, Małgorzata Maciążek-Jurczyk2

1Studenckie Koło Naukowe działające przy Katedrze i Zakładzie Farmacji Fizycznej,

Wydziału Farmaceutycznego z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej

w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach 2Katedra i Zakład Farmacji Fizycznej, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny Laboratoryjnej

w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

Konwencjonalna podaż leku, najczęściej w formie doustnej, to przyjęcie leku w dawce, która pozwala

uzyskać pożądany efekt leczniczy w miejscu zmienionym chorobowo lub stanie zapalnym. Należy mieć

jednak na uwadze fakt, iż każda taka forma przyjęcia leku wiąże się lub może się wiązać z wystąpieniem

efektów ubocznych. Ponadto, kinetyka uwalniania leku w standardowym podejściu przyjmuje charakter

sinusoidy w odróżnieniu od transportu leków w nanonośnikach. Szybko rozwijające się nauki

biomedyczne prześcigają się w tworzeniu nowych, doskonalszych form dostarczania substancji

aktywnych biologicznie i postaci leków.

Nanomedycyna a w szczególności nanofarmakologia skupia się na celowanym dostarczaniu leku oraz

sterowanym uwalnianiu leku w tkankach. Nanomateriały charakteryzują się wymiarami <100 nm,

dużym polem powierzchni właściwej i tendencją do agregacji. Warunkiem niezbędnym aby nanonośniki

stosowane były w transporcie leków jest ich biozgodność i biodegradowalność.

Do najczęściej stosowanych nano- nośników leków można zaliczyć polimerowe nanocząstki złota,

srebra lub miedzi, kropki kwantowe, magnetyczne nanocząstki, micele polimerowe, liposomy,

dendrymery. Taka forma podaży leku (ang. drug delivery systems (DDS)) charakteryzuje się

transportem celowanym oraz stopniowym i powolnym uwalnianiem leku. Bardzo istotny przy tej formie

podaży leku jest fakt minimalizacji skutków ubocznych.

Celem badań było określenie stopnia enkapsulacji cytarabiny w liposomach oraz określenie stopnia

oddziaływania cytarabiny z albuminą surowicy krwi ludzkiej. W badaniach wykorzystano liposomy

otrzymane z dipalmitylofosfatydylocholiny (DPPC) zmodyfikowaną metodą odwrócenia faz (mREV).

Praca zrealizowana w ramach umowy statutowej KNW-1-030/N/7/O.

43

Zastosowanie różnicowej kalorymetrii skaningowej

w badaniach oddziaływań albuminy surowicy krwi ludzkiej

z niesteroidowymi lekami przeciwzapalnymi

Anna Ploch1,2, Danuta Pentak1, Małgorzata Maciążek-Jurczyk1, Agnieszka Szkudlarek1, Barbara

Błońska-Fajfrowska2, Sławomir Wilczyński2

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

w Sosnowcu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Jagiellońska 4, 41-200 Sosnowiec 2Katedra i Zakład Podstawowych Nauk Biomedycznych, Wydział Farmaceutyczny z Oddziałem Medycyny

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

(email: aploch@sum.edu.pl)

Różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) jest metodą kalorymetryczną, należącą do metod

termoanalitycznych. Polega na badaniu różnicy ilości ciepła uwolnionych z badanej próbki i próby

odniesienia w funkcji czasu. DSC znalazło zastosowanie głównie w badaniu polimerów oraz tworzyw

sztucznych. Może być również wykorzystywane w badaniu farmaceutyków, a także żywności, m.in.

białek, węglowodanów, tłuszczów, wody zawartej w żywności i innych składników.

Celem pracy była analiza oddziaływania albuminy surowicy krwi ludzkiej (HSA) z niesteroidowymi

lekami przeciwzapalnymi: kwasem acetylosalicylowym, ibuprofenem i ketoprofenem.

Albumina surowicy krwi ludzkiej jest białkiem występującym w osoczu krwi ludzkiej w największym

stężeniu w porównaniu do pozostałych jego składników. Składa się z 585 reszt aminokwasowych, które

tworzą 9 pętli i 3 domeny. HSA pełni kluczową rolę w utrzymaniu homeostazy ustroju. Wykazuje

zdolność do wiązania wielu endo- i egzogennych ligandów, m.in. leków, substancji lekopochodnych

i ich metabolitów, kwasów tłuszczowych i witamin, co wpływa na ich efekt farmakologiczny.

Niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ) to grupa leków o właściwościach przeciwzapalnych,

przeciwbólowych, przeciwgorączkowych oraz hamujących agregację płytek krwi. Szeroki zakres

działania NLPZ oraz możliwość zakupu większości preparatów z tej grupy bez recepty sprawia, że

pacjenci chętnie je zażywają. Podstawą mechanizmu działania niesteroidowych leków

przeciwzapalnych jest hamowanie aktywności cyklooksygenazy – enzymu biorącego udział w syntezie

prostaglandyn z lipidów błon komórkowych.

W badaniach wykorzystano technikę różnicowej kalorymetrii skaningowej. Na podstawie uzyskanych

wyników stwierdzono, że zastosowane w badaniach leki stabilizują strukturę białka, hamując jego

agregację.

Praca zrealizowana w ramach umowy statutowej KNW-1-030/N/7/O i projektu badawczego:

NCN UMO-2015/19/B/NZ9/03348.

44

Identyfikacja kwasów tłuszczowych występujących we frakcjach

triacylogliceroli w oleju oliwkowym

Rafał Fiolka, Jolanta Zalejska-Fiolka

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

Olej oliwkowy, szczególnie extra virgin, jest znanym i cenionym olejem roślinnym szeroko stosowanym

w żywieniu człowieka [1]. Zainteresowanie badaczy wpływem oliwy na zdrowie człowieka wzrosło,

gdy A. Keys w publikacji, która ukazała się w 1970 roku, wykazał korzystny wpływ spożycia oliwy na

układ krążenia [2]. Oliwa ta zawiera wiele korzystnych dla zdrowia składników odżywczych m.in.

jednonienasycony kwas oleinowy, skwalen, α-tokoferol oraz β-sitosterol i związki fenolowe. Składniki

te wykazują ochronny wpływ przed rozwojem chorób cywilizacyjnych tj. choroby układu sercowo-

naczyniowego, czy cukrzyca [3-5]. Ze względu na swoje właściwości biologiczne i biochemiczne

stanowi przedmiot szerokich i uzasadnionych badań naukowych [6-8].

Celem niniejszej pracy było poznanie składu kwasów tłuszczowych występujących we frakcjach

triacyloglicerol w oliwie.

Zakres badań obejmował:

rozdział triacylogliceroli występujących w oliwie preparatywną chromatografią cienkowarstwową,

ekstrakcję i hydrolizę rozdzielonych frakcji,

identyfikację kwasów tłuszczowych występujących w rozdzielonych frakcjach techniką

chromatografii gazowej.

Wykazano zróżnicowany udział kwasów tłuszczowych w poszczególnych frakcjach triacylogliceroli.

Uzyskane dane stanowią wstęp do dalszych badań nad ustaleniem budowy analizowanych frakcji

triacylogliceroli.

Literatura

1 D. Boskou, Olive oil: minor constituents and health, str. 1-4, 21-24, 45-52, CRC Press, Boca Raton, 2009.

2 A. Keys, Am. J. Clin. Nutr. 61 (1995) 1321S–1323S.

3 V. Duboisa, S. Bretonb, M. Lindera, J. Fannia, M. Parmentiera, Eur. J. Lipid. Sci. Technol. 109 (2007) 710–

732.

4 M. Fito, R. Torre, M. Covas, Mol. Nutr. Food Res. 51 (2007) 1215–1224.

5 K. Esposito, R. Marfella, M. Ciotola, C. Di Palo, F. Giugliano, G. Giugliano, M. D'Armiento, F. D'Andrea, D.

Giugliano, JAMA 292 (2004) 1440–1446.

6 J. Zalejska-Fiolka, La Riv. Ital. delle Sostanze Grasse 7-8 (2000) 543–548.

7 J. Zalejska-Fiolka, La Riv. Ital. delle Sostanze Grasse LXXVII (2001) 343–346.

8 J. Zalejska-Fiolka, T. Wielkoszyński, W. Rokicki, N. Dąbrowska, J.K. Strzelczyk, A. Kasperczyk, A.

Owczarek, U. Błaszczyk, S. Kasperczyk, B. Stawiarska-Pięta, E. Birkner, A. Gamian, Biomed Res. Int. 2015

1–11; ID 827879.

45

Chromatograficzna analiza kwasów tłuszczowych występujących w olejach

z nasion wybranych gatunków rodzaju Oenothera L. (Onagraceae)

Jolanta Mol

Katedra Botaniki i Ochrony Przyrody, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska,

Uniwersytet Śląski w Katowicach

Rodzaj Oenothera jest ciekawym obiektem badań cytogenetycznych i taksonomicznych. Od wielu lat

obserwuje się duże zainteresowanie zastosowaniem oleju z wiesiołka w przemyśle farmaceutycznym,

kosmetycznym i spożywczym [1, 2]. Zasadniczym celem badań było porównanie zawartości kwasów

tłuszczowych w olejach z nasion wybranych gatunków wiesiołka. Zwrócono uwagę na różnice

występujące w składzie wyższych kwasów tłuszczowych w olejach z nasion. Dokonano analizy,

w jakim stopniu omawiany skład decyduje o wzajemnych stosunkach między badanymi gatunkami

w obrębie grupy wiesiołków z serii Oenothera. Zastosowano chromatografię gazową do ilościowego

oznaczania kwasów tłuszczowych w postaci ich estrów metylowych występujących w olejach

13 gatunków wiesiołka z rodzaju Oenothera L. serii Oenothera [3, 4]. Zwrócono szczególną uwagę

na różnice, które występują w obrębie niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT)

w stosunku do nasyconych kwasów tłuszczowych w olejach z poszczególnych gatunków wiesiołka [5].

Otrzymane wyniki pozwoliły na zaproponowanie nowej klasyfikacji olejów wiesiołka występujących

w badanym materiale roślinnym. Dane te stanowią próbę uzupełnienia badań chemotaksonomicznych

w obrębie rodzaju Oenothera L. (Onagraceae).

Literatura

1 E. Lamer-Zarawska, Zbiór Prac II Sympozjum n.t. Olej z nasion wiesiołka w profilaktyce i terapii, (1995) 35–

51.

2 E. Lamer-Zarawska, B. Hojden, Herba Polonica 35 (1989) 151–156.

3 A. Stołychwo, Zbiór Prac Sympozjum n.t.Olej z nasion wiesiołka w profilaktyce i terapii, (1992) 9–22.

4 J. Mol, J. Szulik, K. Rostański, XIII Seminarium Naukowe Katowice (1994) 21–22.

5 J. Mol, K. Rostański, J. Szulik, Riv. Ital. Sostanze Grasse 78 (2001) 35–40.

46

Wybrane wskaźniki ekofizjologiczne u roślin Silene vulgaris

uprawianych na glebie zanieczyszczonej kadmem

Aleksandra Nadgórska-Socha1, Marzena Dabioch2, Gabriela Barczyk1, Marta Kandziora-Ciupa1 1Katedra Ekologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski w Katowicach

2Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach Silene vulgaris (Moench) Garcke, lepnica rozdęta to roślina wieloletnia występująca na murawach,

brzegach zarośli, polach uprawnych i miejscach ruderalnych, także metalonośnych, zaliczana

do metalofitów fakultatywnych [1-4]. Przeprowadzono badania roślin Silene vulgaris, których nasiona

pozyskano z naturalnie występujących populacji na terenach zanieczyszczonych metalami ciężkimi

z otoczenia byłej Huty Metali Nieżelaznych w Szopienicach, z sąsiedztwa Huty Cynku „Miasteczko

Śląskie”, terenu starej hałdy w Bolesławiu w sąsiedztwie ZGH Bolesław, a także terenach po

eksploatacji złóż Zn/Pb w Dąbrowie Górniczej i uprawiano na glebie zanieczyszczonej kadmem oraz

kontrolnej. Gleba została zanieczyszczona dawkami Cd: 100 i 300 mg·kg-1.

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że biodostępne formy Cd stanowiły odpowiednio

2,85% i 8,35% zastosowanej dawki Cd do zanieczyszczenia gleby. Wraz ze wzrostem stężenia Cd

w podłożu wzrastała akumulacja tego pierwiastka w organach roślin. Największą bioakumulację Cd

(stężenie powyżej 70 mg·kg-1) stwierdzono w liściach roślin S. vulgaris populacji Miasteczko Śląskie

i Dąbrowa Górnicza oraz w korzeniach roślin S. vulgaris populacji Szopienice. Wyższe niż 1 wskaźniki

TF (stosunek stężenia Cd w liściach do stężenia Cd w korzeniu) u roślin populacji Miasteczko Śląskie,

Dąbrowa Górnicza i Bolesław wskazują na efektywną translokację tego pierwiastka z gleby do części

nadziemnych. Zwiększony poziom glutationu w liściach roślin wszystkich analizowanych populacji na

glebie zanieczyszczonej w stosunku do roślin kontrolnych potwierdza udział tego związku w procesach

detoksykacji. Porównywalna aktywność enzymów antyoksydacyjnych (SOD, CAT i POD) u roślin

z terenów zanieczyszczonych i roślin kontrolnych do roślin kontrolnych (z wyjątkiem roślin populacji

Dąbrowa Górnicza) wskazuje, że długotrwała ekspozycja na zanieczyszczenia nie spowodowała

mierzalnego stresu antyoksydacyjnego. Wykazano zwiększoną lub podobną zawartość P, Ca, Mg i K

w liściach roślin badanych populacji uprawianych na zanieczyszczonej glebie w stosunku do

stwierdzonej u roślin kontrolnych, co potwierdza podwyższoną tolerancję badanych metalofitów na Cd.

Literatura

1 M. Wierzbicka, A. Rostański, Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica 44 (2002) 7–19.

2 W.H.O. Ernst, Evolution of Adaptation Mechanisms of Plants on Metal- Enriched Soils, w: Physiological

Plant Ecology. Ecophysiology and Stress Physiology of Functional Group, red. Walter Larcher, Springer-

Verlag, 2003.

3 A. Nadgórska-Socha, R. Ciepał, Ecological Chemistry and Engineering A 16 (2009) 831–837.

4 B. Miras-Moreno, L. Almagro, M. Angeles Pedreño, M. Ángeles Ferrer, Anales de Biología 36 (2014) 55–60.

47

Szkła germanianowe zawierające jony Ce3+ i Pr3+ do zastosowań

w technologiach LED

Agata Górny1, Marta Sołtys2, Joanna Pisarska1, Wojciech A.Pisarski2

1Zakład Chemii Nieorganicznej, Metaloorganicznej i Katalizy, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski 2Zakład Chemii Materiałów i Technologii Chemicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski

Materiały emitujące światło białe zyskują coraz większą popularność głównie ze względu na ich

wykorzystanie m.in. w monitorach ciekłokrystalicznych i białych diodach LED (W-LED). Ponadto

możliwe jest zastępowanie konwencjonalnych źródeł światła, takich jak lampy żarowe i świetlówki,

ze względu na ich zalety, takie jak długa żywotność, mniejsze zużycie energii, większa niezawodność

oraz przyjazność dla środowiska [1]. W związku z tym są one uważane za materiały nowej generacji.

Nieorganiczne szkła domieszkowane jonami lantanowców stanowią alternatywę dla białych diod LED,

ponieważ emitują jednorodne światło oraz wykazują lepszą stabilność termiczną [2].

Dobrymi emiterami światła białego mogą być zarówno szkła pojedynczo, jak i podwójnie

domieszkowane jonami lantanowców. W szczególności układy szkliste zawierające jony Pr3+ są szeroko

badane pod kątem białej luminescencji. Na podstawie dotychczasowych badań stwierdzono, że szkła te

mogą emitować światło białe ze względu na nakładanie się niebieskiej, żółtej i czerwonej emisji

związanych z charakterystycznymi przejściami jonów Pr3+ [3]. Możliwość transferu energii pomiędzy

jonami lantanowców pozwala dodatkowo na zaobserwowanie emisji światła białego w szkłach

nieorganicznych [4].

Celem pracy była synteza szkieł germanianowych domieszkowanych jonami Ce3+ i Pr3+. Zarejestrowano

widma wzbudzenia oraz emisji dla jonów lantanowców, a także dokonano ich interpretacji. Podczas

wzbudzenia jonów ceru na widmie oprócz pasm luminescencyjnych charakterystycznych dla jonów

Ce3+ zarejestrowano także pasma odpowiadające przejściom charakterystycznym dla jonów Pr3+.

Wykonano także analizę kinetyki zaniku luminescencji. Otrzymane wyniki wskazują, że zachodzi

proces transferu energii między jonami Ce3+ i Pr3+ w szkłach germanianowych. Na podstawie

zarejestrowanych widm emisyjnych obliczono także współrzędne chromatyczności CIE 1931 (x, y).

Uzyskane wyniki wskazują na potencjalne możliwości zastosowania otrzymanych materiałów

zawierających jony Ce3+/Pr3+ w technologii LED.

Literatura

1 Ch.Zhu, Y.Yang, X.Liang, S.Yuan, J. Lumin. 126 (2007) 707–710

2 J. Hu, X.H. Gong, Y.J. Chen, J.H. Huang, Y.F. Lin, Z.D. Luo, Y.D. Huang, Opt. Mater. 38 (2014) 108–112.

3 D. Rajesh, M. Reza Dousti, Raja J. Amjad, A.S.S. de Camargo, J. Non-Cryst. Solids 450 (2016) 149–155.

4 W. Xu, Q. Yan, J. Ren, G. Chen, J. Lumin. 134 (2013) 75–78.

Badania zostały wykonane w ramach realizacji projektu NCN nr 2015/17/B/ST7/03730.

48

Generacja emisji przestrajalnej w zakresie światła widzialnego

w matrycach zol-żelowych współdomieszkowanych jonami Tb3+/Eu3+

do potencjalnych zastosowań w fotonice

Natalia Pawlik, Barbara Szpikowska-Sroka, Emilia Martula, Grzegorz Skrzyński,

Wojciech A. Pisarski

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

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

rozwojem badań nad materiałami aktywowanymi optycznie czynnymi jonami ziem rzadkich (RE3+) [1].

Obserwowana tendencja jest związana z szeregiem ich niewątpliwych zalet, wśród których można

wskazać m.in. wydajną emisję w szerokim zakresie fal elektromagnetycznych od UV do IR, będącą

efektem przejść elektronowych typu 4fn-4fn oraz 4fn-5dn-1, a także relatywnie długie czasy życia

poziomów wzbudzonych [2]. Wprowadzenie jonów RE3+ do matrycy skutkuje jej wzbogaceniem

o dodatkowe poziomy energetyczne, dzięki czemu możliwe w realizacji stają się procesy optycznego

pompowania, absorpcji czy też emisji. W efekcie materiały domieszkowane jonami RE3+ stały się

kluczowymi w rozwoju współczesnych technologii optycznych [3]. Innym, równie istotnym aspektem

badań nad materiałami inżynierskimi wykazującymi aktywność optyczną jest ukierunkowanie metod

syntezy na minimalizację zużycia energii. W konsekwencji coraz większym zainteresowaniem cieszą

się syntezy niskotemperaturowe, wśród których szczególną rolę przypisuje się technologii zol-żelowej

ze względu na wysoki stopień czystości i jednorodności produktów finalnych, jak również możliwość

otrzymywania materiałów o składach często nieosiągalnych innymi metodami [4].

Emisja przestrajalna jest najczęściej uzyskiwana w układach podwójnie i potrójnie domieszkowanych

jonami RE3+ ze względu na zachodzące procesy transferu energii po wzbudzeniu jonów donora. Jednym

z szeroko badanych układów spektroskopowych jest Tb3+/Eu3+ ze względu na możliwość dostrajania

wypadkowej barwy emisji (od zielonej, poprzez żółtą, pomarańczowo-czerwoną aż do czerwonej), co

jest skutecznie realizowane poprzez zmianę stężenia jonów Tb3+ i Eu3+ [5]. Z drugiej strony

przestrajalność emisji może być także uzyskiwana poprzez zmianę parametru ekscytacji w tym samym

układzie spektroskopowym, bez konieczności zmiany stężeń domieszek optycznie aktywnych.

W niniejszej pracy przedstawiono charakterystykę fotoluminescencyjną krzemionkowych materiałów

zol-żelowych pojedynczo oraz podwójnie domieszkowanych optycznie czynnymi jonami Tb3+ oraz

Eu3+. Otrzymane materiały zol-żelowe wykazują intensywną, przestrajalną luminescencję

w widzialnym zakresie widmowym po wzbudzeniu różnymi długościami fal z zakresu bliskiego UV.

Zarejestrowana fotoluminescencja odpowiada przejściom elektronowym w obrębie konfiguracji 4f6

jonów Eu3+ (5D0 → 7FJ, J = 0-4), a także 4f8 (5D4 → 7FJ, J = 6-3) jonów Tb3+. W ramach badań

przeprowadzono ponadto analizę kinetyki zaniku luminescencji w celu oszacowania wartości czasów

życia poziomów wzbudzonych domieszek (τm), tj. 5D4 (Tb3+), a także 5D0 (Eu3+). W efekcie

zachodzącego transferu energii Tb3+ → Eu3+ zaobserwowano wydłużenie czasu życia poziomu 5D0

jonów Eu3+ o ~24% po wzbudzeniu jonów Tb3+. Interpretacja uzyskanych wyników wskazuje

na możliwość potencjalnych zastosowań otrzymanych materiałów zol-żelowych w urządzeniach

optycznych pracujących w zakresie bliskiego UV.

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

2 F. Wang, X. Liu, Accounts Chem. Res. 47 (2014) 1378–1385.

3 A. Podhorodecki, M. Bański, J. Misiewicz, J. Serafińczuk, N.V. Gaponenko, J. Electrochem. Soc 157 (6)

(2010) H628–H632.

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

5 B. Li, X. Huang, H. Guo, Y. Zheng, Dyes Pigments 150 (2018) 67–72.

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

49

Otrzymywanie aerożeli krzemionkowych

Barbara Szpikowska-Sroka, Natalia Pawlik, Monika Żaba, Anna Rzyman, Katarzyna Stopa Zakład Chemii Materiałów i Technologii Chemicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski

Na przestrzeni ostatnich lat tempo rozwoju technologii izolacyjnych ciągle przyspiesza. Wiele gałęzi

przemysłu dąży do stosowania ergonomicznych rozwiązań i usprawniania procesów tak aby

minimalizując koszty otrzymać materiały najlepszej jakości. Nowoczesnym izolatorem termicznym

o wyjątkowych właściwościach są aerożele [1, 2].

Aerożele są materiałem, który składa się w 90,0 – 99,8% z pustych przestrzeni, pozostałą część stanowi

porowaty materiał tworzący jego strukturę. Jest to ciało stałe, lecz o bardzo małej gęstości, która wynosi

od 2 do 150 mg/cm3. Powstają przez utworzenie żelu z danej substancji, a następnie usunięcie z niego

cieczy. W efekcie tworzą bardzo bogatą mikrostrukturę, którą cechuje duża porowatość. To właśnie

dzięki tej strukturze są bardzo dobrymi termoizolatorami oraz wyróżniają się bardzo dobrą

wytrzymałością (do czterech tysięcy razy większą, niż waga samego materiału). Ponadto charakteryzują

się niskim współczynnikiem załamania światła oraz niską przewodnością cieplną i akustyczną [1-3].

W niniejszej pracy przedstawiono sposób otrzymywania aerożeli krzemionkowych stosując jako

prekursor tetraetoksysilan. Otrzymany materiał był poddany chemicznej modyfikacji w mieszaninie

trimetylochlorosilanu i n-heksanu, a następnie suszony w warunkach normalnych. Wyznaczono gęstość

otrzymanych materiałów metodą piknometryczną. Określono hydrofobowość, a także strukturę

i powierzchnię właściwą otrzymanych aerożeli. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono,

że aerożele wykazują bardzo dobre właściwości izolacyjne, są przeźroczyste i mogą znaleźć

zastosowanie jako materiał termoizolacyjny.

Literatura 1 J. E. Amonette, J. Matyas, Microporous Mesoporous Mater. 250 (2017) 100–119.

2 E. Cuce, P. M. Cuce, C. J. Wood, S. B. Riffat, Renewable and Sustainable Energy Reviews 34 (2014) 273–

299.

3 A. Dorcheh, M. Abbasi, J. Mater. Process. Technol. 199 (2008) 10–26

50

Właściwości luminescencyjne kompleksów RB-Fe(III)

w postaci cienkich folii polimerowych

Rozalia Czoik Zakład Chemii Materiałów i Technologii Chemicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

W badaniach środowiskowych istotną rolę pełnią czułe i selektywnie działające czujniki pozwalające

na wykrywanie obecności jonów różnych metali należących do mikroelementów o ważnym znaczeniu

biologicznym. Praca dotyczy badań właściwości luminescencyjnych kompleksów rodaminy B z jonami

Fe(III) w formie cienkich folii polimerowych (thin films) metodą spektroskopii fluorescencyjnej.

W badaniach wykorzystano barwnik organiczny (RB), który wykazuje dobre właściwości

luminescencyjne tj. szeroki zakres emitowanego promieniowania, wysoką fotostabilność i wydajność

kwantową oraz kationy żelaza na trzecim stopniu utlenienia mające zdolność zarówno do wzmacniania

jak i wygaszania fluorescencji. Połączenia kompleksowe otrzymywano na drodze ekstrakcji

rozpuszczalnikowej z chloroformem, jako fazą organiczną. Następnie tak uzyskane związki łączono

z granulatem poliwęglanowym (PC), który został wybrany głównie ze względu na swoją wysoką

przezroczystość i dobre właściwości mechaniczne. W celu sprawdzenia wpływu jonów żelaza(III)

na zdolności fluorescencyjne rodaminy B w formie cienkich filmów zarejestrowano zarówno widma

emisji dla samego barwnika jak i dla jego kompleksów z jonami Fe(III). W celu sprawdzenia wpływu

jonów żelaza(III) na zdolności fluorescencyjne rodaminy B w formie cienkich filmów zarejestrowano

widma emisji zarówno dla samego barwnika, jak i jego kompleksów z jonami metalu. Badania

prowadzono dla dwóch różnych stężeń fluoroforu, które było stałe w poszczególnych seriach i wynosiło

odpowiednio 0,2∙103 μg/mL oraz 0,5∙103 μg/mL i zmiennych stężeń jonów Fe3+ (1 μg/mL ÷40 μg/mL).

Pozwoliło to na określenie zależności intensywności fluorescencji RB od stężenia jonów metalu. Widma

emisji rejestrowano w zakresie promieniowania elektromagnetycznego (480÷750) nm, monitorując

próbki falą o długości 450 nm. Z wykreślonych widm odczytano maksymalną wartość natężenia

fluorescencji (I) i wyliczono wartość tzw. pola powierzchni pod pikiem (A). Na podstawie otrzymanych

wyników stwierdzono, że intensywność luminescencji dla wszystkich badanych cienkich folii

poliwęglanowych zawierających układ RB-Fe(III) zmniejsza się wraz ze wzrostem stężenia jonów

żelaza (III). Oznacza to, że w danych warunkach eksperymentalnych, w badanym zakresie stężeń

zachodzi proces wygaszania fluorescencji barwnika przez jony metalu. Zaletą układów opisanych

w pracy jest ich szybki i prosty sposób otrzymywania. Ponadto, z dokonanego przeglądu dostępnej

literatury wynika, że połączenia RB-Fe(III) w postaci cienkich folii poliwęglanowych nie zostały jak

dotąd opisane.

Literatura

1 R. Czoik, L. Żur, B. Szpikowska-Sroka, J. Połedniok, A. S. Swinarew, W. A. Pisarski, Journal of

Luminescence 139 (2013) 35–39.

2 N.R. Chereddy, K. Suman, P. S. Korrapati, S. Thennarasu, A. B. Mandal, Dyes and Pigments 95 (2012) 606–

613.

3 J.R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, third ed., Springer, New York, 2006.

4 U.S. Spichiger-Keller, Chemical Sensors and Biosensors for Medical and Biological Applications, Wiley-

VCH, Weinheim, 1998.

51

Badanie właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów z orzechów

Roksana Bernat, Justyna Polak, Mariola Bartoszek

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

Produkty żywnościowe pochodzenia roślinnego stanowią bogate źródło substancji o właściwościach

przeciwutleniających. Na szczególną uwagę zasługują orzechy, niegdyś uznawane za przekąskę

niezdrową z uwagi na dużą kaloryczność, wynikającą z dużej zawartości tłuszczu. Większość z nich to

jednak tłuszcze mononienasycone i wielonienasycone, czyli tzw. „dobre tłuszcze”, które obniżają

poziom cholesterolu o niskiej gęstości, a w konsekwencji chronią przed chorobą niedokrwienną serca

i innymi chorobami układu krążenia. Grupę związków przeciwutleniających występujących

w orzechach stanowią głównie polifenole, tokoferole oraz sterole, a także witaminy i składniki

mineralne. Na związki fenolowe wchodzące w skład orzechów składa się bardzo wiele różnych

substancji chemicznych, dlatego przedstawia się ich ilość jako całkowitą zawartość polifenoli (TPC).

Klasy polifenoli zidentyfikowane w orzechach obejmują: antocyjany, flawonoidy, lignany,

naftochinony, kwasy fenolowe, proantocyjanidyny, stilbeny i ulegające hydrolizie taniny.

Z uwagi na występujące w orzechach bogactwo różnorodnych związków o charakterze

przeciwutleniającym, tematem niniejszej pracy było określenie całkowitej zawartości związków

polifenolowych oraz wyznaczenie pojemności antyoksydacyjnej ekstraktów z ośmiu

najpopularniejszych gatunków orzechów [1,2,3].

Badania właściwości przeciwutleniających przeprowadzono dla ekstraktów wodno-etanolowych

(w różnych proporcjach) z orzechów brazylijskich, laskowych, pekan i włoskich oraz migdałów,

nerkowców i pistacji. Pojemność antyoksydacyjną TEAC wyznaczono przy użyciu spektroskopii

UV–vis i EPR. Wyniki wyrażono w ekwiwalentach troloxu (TE) - rozpuszczalnej w wodzie pochodnej

witaminy E. Otrzymane wartości pojemności antyoksydacyjnej TEAC zostały skorelowane z całkowitą

zawartością polifenoli, wyznaczoną metodą Folin-Ciocalteu’a (FC).

Wszystkie badane ekstrakty z orzechów wykazywały właściwości antyoksydacyjne. Pojemność

antyoksydacyjna wyznaczona metodą UV–vis mieściła się w zakresie 1.49 – 147.82 μmol TE/g

orzechów, a wyznaczona metodą EPR przyjmowała wartości 0.93 – 187.22 μmol TE/g orzechów.

Zaobserwowano wysoką korelację między pojemnością antyoksydacyjną TEAC i całkowitą zawartością

polifenoli TPC (r= 0.86 i r=0.95, odpowiednio).

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że zdecydowanie najlepszymi właściwościami

antyoksydacyjnymi cechuje się orzechy włoskie, a następnie orzechy pekan, co pokrywa się z danymi

literaturowymi [2]. Pozostałe gatunki cechują się relatywnie niższymi wartościami TEAC i TPC.

Stwierdzono także, że układ rozpuszczalników stosowany do ekstrakcji związków przeciwutleniających

ma duży wpływ na jej efektywność.

Literatura 1 H. Ciemniewska–Żytkiewicz, K. Krygier, J. Bryś, Postępy Techniki Przetwórstwa Spożywczego 1 (2014) 90–

96.

2 M. Kornsteiner, K.–H. Wagner, I. Elmadfa, Food Chem. 98 (2006) 381–387.

3 B.W. Bolling, D. L. McKay, J. B. Blumberg, Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition 19 (2010) 117–123.

52

Badanie właściwości antyoksydacyjnych ekstraktów warzywnych

Justyna Polak, Mariola Bartoszek, Roksana Bernat

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

Wysoką zawartością naturalnie występujących związków o działaniu antyoksydacyjnym cechują się

warzywa i owoce, powszechnie znane jako jedne z najbardziej wartościowych produktów, będących

źródłem witamin, błonnika i składników mineralnych. Warzywa i owoce powinny być nieodłącznym

elementem naszej codziennej diety. Za właściwości antyoksydacyjne roślin w dużej mierze

odpowiedzialne są związki polifenolowe. Polifenole stanowią liczną grupę związków, do której

zaliczamy: flawonoidy, kwasy fenolowe, stillbeny oraz lignany [1]. W związku z tym, tematem

niniejszej pracy jest badanie pojemności antyoksydacyjnych ekstraktów warzywnych oraz analiza

całkowitej zawartości związków polifenolowych.

Badania pojemności antyoksydacyjnej przeprowadzono dla ekstraktów wodno-etanolowych (w różnych

stosunkach objętościowych) z buraka ćwikłowego, kapusty czerwonej, brokułu, marchwi, papryki

czerwonej, ziemniaka słodkiego, natki pietruszki, brukselki, cebuli czerwonej i szpinaku.

Do wyznaczania pojemności antyoksydacyjnej TEAC zastosowano spektroskopie EPR i UV-vis

Pojemność antyoksydacyjna została wyrażona w jednostkach troloxu (TE) – rozpuszczalnej w wodzie

pochodnej witaminy E. Otrzymane wartości pojemności antyoksydacyjnej TEAC zostały skorelowane

z całkowitą zawartością polifenoli wyznaczonych metodą Folin-Ciocalteu’a (FC).

Wszystkie badane ekstrakty warzywne cechowały się właściwościami antyoksydacyjnymi. Pojemność

antyoksydacyjna TEAC wyznaczona metodą EPR przyjmowała wartości 0.34 – 11.76 μmol TE/g

warzywa, a wyznaczona metodą UV–vis była w zakresie 0.51 – 7.36 μmol TE/g warzywa.

Na podstawie przeprowadzonych badań właściwości antyoksydacyjnych warzyw można stwierdzić,

że warzywami o najwyższej zawartości polifenoli są natka pietruszki i szpinak. Natomiast

zdecydowanie najwyższą wartość pojemności antyoksydacyjnej odnotowano w przypadku ekstraktu

z kapusty czerwonej. Słabymi właściwościami antyoksydacyjnymi charakteryzowały się ziemniak

i brokuł. Znajduje to potwierdzenie w danych dostępnych w literaturze [2,3,4]. Ponadto, wykazano

wysoką dodatnią korelację między pojemnością antyoksydacyjną TEAC i całkowitą zawartością

polifenoli TPC (r= 0.90). Wartości całkowitej pojemności antyoksydacyjnej wyznaczone metodą

spektroskopii EPR są wyższe niż wartości otrzymane metodą spektroskopii UV-vis.

Literatura 1 B. Wawrzyniak, N. Krotki, B. Stoparczyk, Medycyna Rodzinna 1 (2011) 19–23.

2 T. Bahorun, A. Luximon-Ramma, A. Crozier, O.I. Aruoma, Journal of the Science of Food and Agriculture

84 (2004), 1553–1561.

3 N. Pellegrini, M. Serafini, B. Colombi, D. Del Rio, S. Salvatore, M. Bianchi, F. Brighenti, Journal of Nutrition

7 (2016) 2812–2819.

4 A.A. Gaafar, H.F. Aly, Z.A. Salama, K.M. Mahmoud, World Journal of Pharmaceutical Research 3 (2014)

171–186.

53

Kolorymetryczne i fluorescencyjne oznaczanie miedzi przy wykorzystaniu

nowej zasady Schiffa

Sandra Senkała, Jarosław Polański

Zakład Chemii Organicznej, Instytut Chemii, Wydział Matematyki Fizyki i Chemii, Uniwersytet Śląski

Zasady Schiffa są najczęściej stosowanymi azotowymi związkami organicznymi. Wykorzystywane

są, jako barwniki, pigmenty, katalizatory, stabilizatory polimerowe oraz znajdują zastosowanie

w farmacji, syntezie organicznej i chemii analitycznej [1]. Istnieje wiele różnych metod syntezy zasad

Schiffa jednak pierwszą i bardzo popularną metodą jest reakcja kondensacji pierwszorzędowych amin

z aldehydami lub ketonami, opracowana po raz pierwszy przez Hugo Schiffa [1,2]. Zasady Schiffa

tworzą stabilne związki kompleksowe z jonami metali, w których mogą zachowywać się jak ligandy

chelatujące jak i jednofunkcyjne. Donorami elektronów są głównie atomy azotu grupy iminowej

a ponadto występujące w jej pobliżu grupy hydroksylowe, tiolowe oraz aromatyczne heterocykle [2,3].

Przeprowadzone badania skupiały się na oznaczaniu zawartości miedzi w roztworach wodnych a także

w rozpuszczalnikach organicznych z wykorzystaniem otrzymanej zasady Schiffa. W przeprowadzonych

badaniach posługiwano się spektroskopią fluorescencyjną oraz spektroskopią UV-VIS. W środowisku

wodnym (PBS/ACN) możliwe jest kolorymetryczne oznaczanie miedzi, natomiast w środowisku

acetonitrylu fluorescencyjne (Rys. 1). Postęp syntezy zasad Schiffa kontrolowano cienkowarstwową

chromatografią cieczową (TLC). Strukturę otrzymanych związków potwierdzono metodą

magnetycznego rezonansu jądrowego - 1H i 13C NMR oraz analizą elementarną. Ponadto zbadano

termiczną stabilność związków (TGA i DTGA) oraz skaningową kalorymetrie różnicową (DSC).

a)

300 400 500 600 700 800

0

50

100

150

200

250

300

350

PL

in

ten

sity [a

.u.]

Wavelength [nm]

MK-5:Me 1:4

c=10-5 mol/dm

3

400V

ACN

Al3+

, Ba2+

, Co2+

, Cr3+

,

Fe2+

, Fe3+

, Mn2+

, Ni2+

,

Pb2+

, Sr+, Zn

2+

Cu2+

b)

Rys. 1. a) widmo fluorescencyjne zasady Schiffa z różnymi jonami w acetonitrylu, b) próbki badanej

zasady Schiffa ze wzrostem ilości miedzi w acetonitrylu.

Literatura 1 M. C. Mandewale, B. Thorat, U. Patil, R. Yamgar, IJCPS 3 (2015) 1919–1928.

2 R. D. Patil, S. Adimurthy, Asian J. Org. Chem. 2 (2013) 726–744.

3 A. Xavier, N. Srividhya, IOSR Journal of Applied Chemistry 7 (2014) 6–15.

54

Modyfikacja syntezy pochodnych bezwodnika 3-nitro-1,8-naftalenowego

w poszukiwaniu nowych związków cytotoksycznych

Roksana Rzycka-Korzec, Jarosław Polański Uniwersytet Śląski, Wydział Matematyki Fizyki i Chemii, Instytut Chemii, Zakład Chemii Organicznej

Jedną z koncepcji w poszukiwaniu nowych cytotoksyków jest otrzymanie oraz zbadanie aktywności

i toksyczności biologicznej nowych związków zbudowanych z dwóch jednostek tj.: bezwodnika

3-nitro-1,8-naftalenowego oraz tiosemikarbazydów (Rys. 1). Zgodnie z doniesieniami literaturowymi

obydwie jednostki wykazują właściwości przeciwnowotworowe. W otrzymaniu tych związków

zaproponowano dwie ścieżki. W pierwszej, bezwodnik 3-nitro-1,8-naftalenowy kondensuje się

z odpowiednią aminą (tiosemikarbazydem) a następnie redukuje się grupę nitrową (hydrazyna z Pd/C

w etanolu). W drugiej ścieżce, najpierw redukuje się bezwodnik 3-nitro-1,8-naftalenowy (SnCl2/HCl w

etanolu) a następnie podstawia się go aminą. Związki udało się otrzymać postępując zgodnie

z pierwszą ścieżką syntezy. Otrzymano 8 nowych związków, które obecne są w trakcie badań

biologicznych oraz fizykochemicznych. Budowę związków potwierdzono 1H, 13C NMR oraz wykonano

badania stabilności termicznej (TGD i DTGA).

OOO

OH

N

O

O

OH

N

O

O

ONO

R

OOO

CH3

NH2

ONO

R

CH3

NH2

N O

R

O

I A

I B

II A

II B

VI

CH3

R2

Rys 1. Modyfikacje syntezy nowych pochodnych naftalenoimidowych.

Literatura 1 L. Ingrassia, F. Lefranc, R. Kiss, T. Mijatovic, Current Medicinal Chemistry 16 (2009) 1192–1213.

2 X. Zhang, W. Shi, X. Chen, Z. Xie, Sensors and Actuators B 255 (2018) 3074–3084.

3 P. Zhou, J. Yao, G. Hu, J. Fang, ACS Chemical Biology 11 (2016) 1098–1105.

4 Z. Chen, X. Liang, H. Zhang, H. Xie, J. Liu, Y. Xu, W. Zhu, Y. Wang, X. Wang, S. Tan, D. Kuang, X. Qian,

Journal of Medicinal Chemistry 53 (2010) 2589–2600.

55

Zastosowanie spektroskopii 1H NMR oraz FTIR do badań obecności

międzycząsteczkowych wiązań wodorowych w azopolimerach

Karolina Bujak1, Jolanta Konieczkowska2, Ewa Schab-Balcerzak1,2

1Zakład Chemii Polimerów, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach 2Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych, Polska Akademia Nauk, Zabrze

Wśród metod wykorzystywanych do badania wiązań wodorowych, kluczową rolę odgrywają metody

spektroskopowe 1H NMR oraz FTIR. Obie techniki umożliwiają identyfikację zarówno

międzyłańcuchowych jak i między- i wewnątrzcząsteczkowych wiązań wodorowych. W przypadku

spektroskopii jądrowego rezonansu magnetycznego (1H NMR), utworzenie wiązania wodorowego

powoduje zmianę przesunięć chemicznych protonów biorących w nim udział, na skutek zmniejszenia

gęstości elektronowej tegoż protonu. Wartość i kierunek przesunięcia chemicznego zależne są

od temperatury, rozpuszczalnika, a także stężenia roztworu [1]. Podstawą wnioskowania o utworzeniu

się wiązania wodorowego w spektroskopii w podczerwieni, jest zmiana absorpcji oraz częstości drgań

rozciągających, grup zaangażowanych w utworzenie tego wiązania [2].

W pracy przedstawiono serię trzech azopoliimidowych układów typu „gość-gospodarz” opartych

na matrycach poliamidoimidowych i pochodnych azobenzenu (rys. 1). Zaprojektowane polimery,

pozwoliły na zbadanie wpływu miejsca przyłączenia pierścieni pirydyny w łańcuchu polimerowym

(stanowiących ugrupowania boczne (PAI-I-a) lub fragment łańcucha głównego (PAI-II-a, PAI-III-b))

oraz grup hydroksylowych w azobarwnikach na możliwość tworzenia wiązań wodorowych. Obecność

wiązań wodorowych, zarówno międzyłańcuchowych, jak i międzycząsteczkowych tworzących się

między matrycą polimerową i chromoforem, potwierdzono eksperymentalnie za pomocą spektroskopii

FTIR i 1H NMR [3].

Rys. 1. Budowa chemiczna matryc polimerowych, barwników azowych i oznaczenia badanych

polimerów.

Literatura

1. W. Zieliński, A. Rajcy, Metody spektroskopowe i ich zastosowania do identyfikacji związków organicznych,

Wydaw. Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2000.

2. G. A. Jeffrey, An introduction to hydrogen bonding, Oxford University Press, New York, 1997

3. J. Konieczkowskaa, A. Kozanecka-Szmigiel, H. Janeczek, J. Małecki, M. Wójtowicz, E. Schab-Balcerzak,

Dyes and Pigments, DOI: 10.1016/j. dyepig.2018.04.017

Badania zostały częściowo dofinansowane przez Narodowe Centrum Nauki, w ramach Grantu nr

2016/21/N/ST5/03037.

56

Zastosowanie spektroskopii 2D NMR w analizie

4-bromo-N,N-bis-(4-decyloksyfenylo)aniliny

Aleksandra Fabiańczyk1, Sławomir Kula1, Alfred Błaszczyk2, Ewa Schab-Balcerzak1,3

1Zakład Chemii Polimerów, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach 2Wydział Towaroznawstwa, Uniwersytet Ekonomiczny w Poznaniu

3Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych Polskiej Akademii Nauk w Zabrzu

Związki zawierające strukturę trifenyloaminy (TPA) znajdują szerokie zastosowanie jako bloki

budulcowe w syntezie organicznej. Ze względu na właściwości elektroluminescencyjne, wybrane

pochodne trifenyloaminy mogą być stosowane przy konstrukcji diod OLED [1]. Związki oparte

na TPA badane są także pod kątem zastosowania ich w fotowoltaice m.in. jako barwniki

w barwnikowych ogniwach (DSSC) [2-3], czy też jako materiały transportujące dziury (HTL)

w ogniwach perowskitowych [4-5].

Celem pracy było otrzymanie 4-bromo-N,N-bis-(4-decyloksyfenylo)aniliny, stanowiącej związek

wyjściowy do dalszych syntez ukierunkowanych na przygotowanie nowych barwników dla ogniw

DSSC. Pierwszy etap pracy obejmował syntezę 1-decyloksybenzenu, który następnie poddano reakcji

z 4-bromoaniliną w obecności 1,10-fenantroliny, CuCl i KOH (schemat 1) [6]. Produkt oczyszczano

przy pomocy chromatografii kolumnowej. Otrzymaną 4-bromo-N,N-bis-(4-decyloksyfenylo)anilinę

poddano szczegółowej analizie spektroskopowej: 1H, 13C NMR, a także H-H COSY, H-C HMQC

oraz H-C HMBC, co pozwoliło na potwierdzenie budowy chemicznej, a także na uzyskanie

podstawowych informacji o jej czystości.

O

H21C10

I +

NH2

Br

1,10 - fenantrolina, CuCl, KOH, toluen, rfx, 16h

N

O

O

H21C10

H21C10

Br

Schemat 1. Schemat reakcji otrzymywania 4-bromo-N,N-bis-(4-decyloksyfenylo)aniliny.

Literatura 1 X. Du, J. Zhao, W. Liu, K. Wang, S. Yuan, C. Zheng, H. Lin, S. Tao, H. Zhang, J. Mater. Chem. C 4 (2016)

10301–10308.

2 A. Błaszczyk, Dyes and Pigments 149 (2018),707–718.

3 S. H. Kim, J. Choi, C. Sakong, J. W. Namgoong, W. Lee, D. H. Kim, B. Kim, M. J. Ko, J. P. Kim, Dyes and

Pigments 113 (2015) 390–401.

4 J. Wu, C. Liu, X. Deng, L. Zhang, M. Hu, J. Tang, W. Tan, Y. Tian, B. Xu, RSC Adv. 7 (2017) 45478.

5 R. Pineda, J. Troughton, M. Planells, , I. Santos, F. Muhith, G. S. Nichol, S. Haque, T. Watson, N. Robertson,

Phys.Chem.Chem.Phys. 20 (2018) 1252.

6 T. Li, C. Su, S. B. Akula, W. Sun, H. Chien, W. Li, Org. Lett. 18 (2016) 3386−3389.

57

Charakterystyka spektroskopowa azometin

zawierających strukturę tiofenu

Paweł Gnida1, Agnieszka Pająk1, Sonia Kotowicz1, Ewa Schab-Balcerzak1, 2

1Zakład Chemii Polimerów, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach 2Centrum Materiałów Polimerowych i Węglowych, Polska Akademia Nauk, Oddział w Zabrzu

Zainteresowanie nowymi, funkcjonalnymi materiałami organicznymi o szerokich możliwościach

aplikacyjnych wciąż wzrasta. W celu identyfikacji nowo syntezowanego związku chemicznego

wykorzystuje się powszechnie między innymi spektroskopię jądrowego rezonansu magnetycznego

(NMR) oraz spektroskopię w podczerwieni (IR) [1,2].

Jedną z grup związków, które charakteryzują się wszechstronnym zastosowaniem dzięki ich

unikatowym właściwościom są azometiny, czyli związki zawierające wiązanie/a iminowe ‒HC=N‒,

które badane są pod kątem aplikacji w medycynie i farmacji, a także w analizie chemicznej i syntezie

jako katalizatory. Ponadto dzięki swoim dobry własnościom optycznym mogą znaleźć zastosowanie

w komputerach optycznych, jako barwniki w ogniwach fotowoltaicznych, czy też jako komponenty

warstw aktywnych w diodach elektroluminescencyjnych [3,4].

Celem naukowym pracy było otrzymanie symetrycznych oraz niesymetrycznych azometin

zawierających pierścień tiofenowy. Budowę chemiczną syntezowanych imin potwierdzono za pomocą

odpowiednich metod spektroskopowych, takich jak: 1H NMR, 13C NMR oraz FT-IR. Dodatkowo,

budowę chemiczną azometin potwierdzono za pomocą analizy elementarnej, wykazując dobrą zgodność

teoretycznej zawartości procentowej węgla, azotu oraz wodoru z wartościami otrzymanymi. Otrzymane

związki różniły się budową chemiczną podstawnika występującego przy wiązaniu iminowym.

W widmach NMR oraz FT-IR imin symetrycznych nie zaobserwowano sygnałów pochodzących od

grupy aldehydowej (-CHO) oraz aminowej (-NH2), natomiast w związkach niesymetrycznych

obserwowano sygnał grupy aminowej pochodzący od wyjściowej diaminy. Stwierdzono wpływ budowy

chemicznej podstawników przy wiązaniu iminowym na położenie zarówno sygnału protonu w nim

znajdującego się jak i pasma absorpcji pochodzącego od drgań rozciągających grupy CH=N. W widmie 1H NMR sygnały protonu grupy iminowej zarejestrowano w przedziale 7,92 - 9,28 ppm. Natomiast

pasmo absorpcji w podczerwieni grupy CH=N mieściło się w zakresie 1709 - 1645 cm-1. Obserwowane

różnice mogą świadczyć o zmianach koniugacji grupy iminowej z pierścieniem tiofenowym [5].

Literatura

1 R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, tł. S. Jankowski, M. Potrzebowski, M. Sochacki,

Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2007.

2 J. McMurry, Chemia organiczna (część 2 i 3), str. 393, 406–414, 424–433, Wydawnictwo Naukowe PWN,

2013.

3 K. Brodowska, E. Łodyga-Chruścińska, Chemik 68(2) (2014) 129–134.

4 A. Bolduc, C. Mallet, W. G. Skene, Science China Chemistry 56(1) (2013) 3–23.

5 D. Sęk, M. Grucela-Zając, M Krompiec, H. Janeczek, Optical Materials 34 (2012) 1333–1346.

58

Profil korozyjny stali AISI304L w wybranym rozpuszczalniku

aprotonowym

Aleksandra Świetlicka1, Joanna Kozłowska1, Dominika Bożek1, Patryk Małecki1, Magdalena Osoba1,

Paulina Dybał1, Violetta Kozik1, Andrzej Bąk1, Sławomir Kuś2 1Zakład Syntezy Organicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

2 Honeywell Process Solutions, 11201 Greens Crossing Blvd, Suite 700 Houston, TX 77067

Rozpuszczalniki to grupa związków chemicznych rozpowszechnionych w chemii organicznej.

Z założenia rolę rozpuszczalników mogą pełnić substancje o stosunkowo niskiej reaktywności

chemicznej. Uwzględniając charakter chemiczny rozpuszczalniki dzieli się na protonowe (protyczne)

i aprotonowe (aprotyczne). Sulfolan to pięcioczłonowy heterocykliczny związek siarkoorganiczny

z grupy sulfonów (ArSO2), który zawiera apolarny szkielet węglowodorowy oraz polarną grupę

funkcyjną. Sulfolan został zaprojektowany w latach 40 XX w. jako niereaktywny rozpuszczalnik

aprotonowy. Po raz pierwszy został on użyty do ekstrakcji związków aromatycznych (dearomatyzacji)

oraz usuwania „kwaśnych” gazów ze strumienia gazu ziemnego [1]. Czysty sulfolan w warunkach

standardowych jest trwałą, przezroczystą, bezbarwną cieczą, która nie wykazuje właściwości

niszczenia struktury metali (korozji). W temperaturze około 200°C następuje proces rozkładu sulfolanu

prowadzący do powstawania SO2 i tworzenia H2SO3, którego dalsze utlenianie prowadzić może do

tworzenia się H2SO4 i kwasowej korozji instalacji przemysłowych [2]:

C4H8SO2 + O2 + H2O → H2SO3 + C3H7COOH (1)

Dekompozycji sulfolanu sprzyja obecność wody, tlenu oraz niektórych soli, głównie chlorków.

Celem badań było określenie wpływu temperatury, zawartości wody, soli oraz tlenu na szybkość korozji

elektrod wykonanych ze stali nierdzewnej AISI304L zanurzonych w sulfolanie. Pomiary korozyjne

wykonano za pomocą przemysłowej sondy elektrochemicznej Honeywell CET5500 Corrosion

Transmitter. Monitorowano cztery zmienne: ogólną szybkość korozji, miejscowy potencjał korozyjny,

współczynnik Sterna-Geary’ego oraz pojemność korozji [3]. W wyniku przeprowadzonych

eksperymentów nie stwierdzono bezpośredniej zależności parametrów korozji dla stali 304L

od zawartości wody, jonów chlorkowych oraz tlenu. Agresywny charakter produktów rozpadu sulfolanu

wzrasta wraz z temperaturą. Wykonane badania mogą posłużyć w odpowiednim doborze materiałów

i projektowaniu instalacji do przeprowadzenia procesów przebiegających w wysokich temperaturach

z udziałem sulfolanu.

Literatura 1 Sulfolane technical assistance and evaluation report, Alaska Department of Environmental Conservation,

(2010), str.10.

2 S. Kus, S. Srinivasan, K. M. Yap, H. Li, V. Kozik, A. Bąk, P. Dybał, On-Line, Real Time Electrochemical

Corrosion Monitoring in Low Conductive Fluids – Sulfolane Aromatic Extraction, str.2-4.

3 S. Kus, S. Srinivasan, Dr. R. Kane, D. Kasperczyk, V. Kozik, A. Bak, K. Barbusinski, Monitoring Corrosion

in Continuous Bio-degradation of Sulfur-containing, Volatile Organic Compounds, str.4.

59

Potencjalne promotory wchłaniania

Monika Jakubik1, Aleksandra Krystkowska1, Michał Kublin1, Andrzej Bąk1, Violetta Kozik1,

Adam Smoliński2, Josef Jampilek3

1Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach 2Główny Instytut Górnictwa w Katowicach

3Wydział Farmacji, Uniwersytet Komeńskiego w Bratysławie

W związku z problemami związanymi z podawaniem leków (faza farmaceutyczna), ich

rozpuszczalnością i rozprowadzaniem w organizmie (faza farmakokinetyczna) oraz samym

mechanizmem oddziaływana z receptorem/enzymem (faza farmakodynamiczna) szereg nowych

terapeutyków nie jest dostępny dla pacjentów. W złożonym procesie działania leku w organizmie

żywym wyróżnić można trzy zasadnicze fazy: farmaceutyczną, farmakokinetyczną oraz

farmakodynamiczną. W badaniach nad mechanizmem działania leków wiele uwagi poświęcono

zmianom zachodzącym w strukturze błony komórkowej. Ruch cząsteczek leku od miejsc podania,

poprzez kolejne fazy wodne i lipidowe, do miejsc działania jest procesem złożonym. Uwzględnić należy

tu równocześnie zjawiska adsorpcji i desorpcji leku na powierzchniach stałych, a także przemiany

biochemiczne jakim cząsteczka leku może ulec w czasie transportu.

Przenikanie przez błony i wchłanianie leku można modyfikować stosując substancje pomocnicze, tzw.

promotory wchłaniania. Promotory wchłaniania mogą zwiększać rozpuszczalność leku w przewodzie

pokarmowym i w konsekwencji ułatwiać przeniesienie leku do krwioobiegu, co powoduje polepszenie

wchłaniania terapeutyku w organizmie pacjenta. Obecnie coraz większe znaczenie terapeutyczne mają

preparaty aplikowane na skórę. Podanie przezskórne leku przy wykorzystaniu promotorów wchłaniania,

umożliwia wprowadzenie substancji aktywnej do głębiej położonych tkanek jak i krwioobiegu.

Przezskórne podanie leku w celu osiągnięcia efektu ogólnego lub celowanego posiada szereg zalet:

eliminuje potencjalny rozkład terapeutyku i ewentualne działania niepożądane w przewodzie

pokarmowym,

pozwala uniknąć efektu pierwszego przejścia – mechanizm wątrobowy,

eliminuje interakcje substancji leczniczej ze składnikami pokarmu i innymi lekami podawanymi

doustnie,

pozwala zmniejszyć częstotliwość aplikacji leków o krótkim okresie półtrwania, szczególnie ważne

w terapii chorób przewlekłych,

pozwala uzyskać efekt terapeutyczny po wchłonięciu niższych dawek, a szybkość wchłaniania

zależy od szybkości uwalniania substancji aktywnej.

Mechanizm działania promotorów wchłaniania zależy od ich polarności. W zależności od właściwości

fizykochemicznych mogą zaburzać uporządkowany układ lipidów międzykomórkowych warstwy

rogowej, upłynniać lub rozpuszczać lipidy międzykomórkowe, zmieniać hydratację grup polarnych

lipidów. Dzięki własnej rozpuszczalności w lipidach zwiększają rozpuszczalność leku.

Promotory wchłaniania poddane badaniom to pochodne kwasów cholowych. Spełniają one kryteria

stawiane potencjalnym promotorom wchłaniania i nie są toksyczne. Testowane były poprzez

przezskórną aktywność penetracji oraz w stosowaniu dojelitowym.

Zastosowane wielowymiarowe metody chemoinformatyczne analiz typu aktywność biologiczna–

struktura chemiczna (mD-QSAR) i wyniki przeprowadzonych badań empirycznych wskazują

uprzywilejowane motywy strukturalne, które mogą wpływać na zwiększenie mocy działania

terapeutyku.

Wykorzystanie promotorów wchłaniania i poznanie szlaków penetracji transdermalnej wydaje się być

obiecujące w kontekście stosowania nowych fotosensybilizatorów w terapii i diagnostyce

fotodynamicznej.

Literatura 1 A. Bąk, V. Kozik, A. Smoliński, J. Jampilek, RSC Adv. 6 (2016) 76183–76205.

60

Aktywowane światłem właściwości bakteriobójcze kopolimerów

zawierających analog błękitu metylenowego

Daniel Swoboda, Aleksandra Płuciennik, Jakub Wantulok Zakład Fizyki Chemicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Błękit metylenowy i jego analogi wykazują działanie bakteriobójcze aktywowane czerwonym światłem

widzialnym [1]. Właściwość ta opiera się na wzbudzeniu cząsteczki fotouczulacza poprzez absorpcję

energii promieniowania elektromagnetycznego i przekazania jej na cząsteczkę tlenu.

W wyniku tego przejścia powstaje bardzo silny utleniacz - tlen singletowy 1O2, który jest bezpośrednim

czynnikiem bakteriobójczym. Zaletą materiałów polimerowych zawierających analogi błękitu

metylenowego jest zatem zdolność do samodezynfekcji (Ryc. 1).

Rys. 1 Schemat ideowy samodezynfekcji polimerów zawierających analogi błękitu metylenowego;

R1= H, R2 = R3 = Me – błękit metylenowy; R1 = Me, R2 = H, R3 = Et – nowy błękit metylenowy

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań nad kopolimerami zawierającymi tzw. nowy błękit

metylenowy (NMB, z ang. New Methylene Blue), który wykazuje polepszoną zdolność wytwarzania

tlenu singletowego w stosunku do błękitu metylenowego. Wydajność produkcji 1O2 oznaczono

spektrofotometrycznie, badając w czasie odbarwienie 1,3-difenyloizobenzofuranu (DPBF). Wykonane

testy jakościowe z wykorzystaniem bakterii Staphylococcus epidermidis (Gram-dodatnia) oraz

Escherichia coli (Gram-ujemna) pozwoliły na wyciągnięcie wniosków, dotyczących zależności

właściwości bakteriobójczych badanych materiałów od stosowanej matrycy polimerowej, zawartości

NMB, intensywności naświetlania oraz Gram-typu bakterii [2].

Literatura

1 M. Wainwright, D.A. Phoenix, J. Marland, D.R.A. Wareing, F. J. Bolton, FEMS Immunol. Med. Microbiol.

19 (1997) 75–80.

2 M. Wainwright, M.N. Byrne, M.A. Gattrell, J. Photochem. Photobiol. B. Biol. 84 (2006) 227–230.

61

Synteza i identyfikacja pochodnych aldehydowych chinoliny

Jakub Wantulok1, Marcin Szala2, Tadeusz Paździorek3, Daniel Swoboda1, Jacek Nycz1

1Zakład Fizyki Chemicznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach 2Instytut Technologii Polimerów i Barwników, Politechnika Łódzka

3 Laboratorium Kryminalistyczne, Wojewódzka Komenda Policji w Katowicach

Chinoliny są jedną z ważniejszych grup pośród N-heteroaromatycznych związków. Ich struktura

zbudowana jest z pierścienia pirydynowego przyłączonego do pierścienia benzenowego. Chinolina i jej

pochodne znajdują szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach chemii i farmacji [1,2]. Wprowadzenie

grupy karbonylowej do struktury pochodnych chinoliny powinno pozwolić na otrzymanie wielu

interesujących molekuł zarówno z punktu widzenia chemii syntetycznej jak i farmaceutycznej. Jednak

metody formylowania są do tej pory stosunkowo słabo poznane oraz niejednoznaczne. Dlatego

postaramy się przedstawić nowe spojrzenie na syntezę tych ważnych i słabo dostępnych związków.

Rys. 1. Widmo masowe 8-hydroksychinolino-5-aldehydu.

Otrzymaliśmy i w pełni scharakteryzowaliśmy wiele aldehydów pochodnych chinoliny. Przykładowy

8-hydroksychinolino-5-karbaldehyd zaprezentowaliśmy na Rys. 1.

Literatura

1 A. Marella, O. Prakash Tanwar, R. Saha, M. R. Ali,S. Srivastava, M. Akhter, M. Shaquiquzzaman, M. M.

Alam, Saudi Pharmaceutical Journal 21 (2013) 1–12.

2 Volker Radtke, Quinophthalone Pigments, str. 331-340 w Edwin B. Faulkner, Russell J. Schwartz, High

Performance Pigments, Wiley, 2009.

62

Wpływ temperatury zacierania ziarna na właściwości fizykochemiczne

piwa gatunku Pale Ale

Wojciech Synoradzki1, Marzena Dzida1, Edward Zorębski1, Monika Żarska1, Michał Zorębski1,

Michał Daszykowski2, Małgorzata Musiał 1, Łukasz Burchacki3

1Zakład Chemii Fizycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach 2Zakład Chemii Ogólnej i Chromatografii, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

3Anton Paar Poland sp. z o.o., ul. Osmańska 14, 02-823 Warszawa

Browary konkurują między sobą w opracowywaniu wyjątkowych receptur przygotowania piwa, które

zostaną docenione przez konsumentów i zapewnią im uznanie oraz korzyści finansowe. W badaniach

dąży się zatem głównie do optymalizacji parametrów procesu produkcji w celu poprawy jakości

produktu i zarazem zmniejszenia kosztów. Prowadzone są badania zarówno właściwości surowców

z których otrzymywane jest piwo, jak i całego procesu, np.: temperatury przerwy scukrzającej, czasu

zacierania, pH zacieru, stopnia rozdrobnienia ziarna, stosunku wody do słodu, wpływu zasypu słodu

bazowego na fermentowalność brzeczki i wydajność procesu zacierania. Zarnkow [1] wykazał,

że znajomość temperatury kleikowania słodu (pękanie ziaren skrobi) może być pomocna

w optymalizowaniu procesu zacierania. Przedmiotem pracy jest piwo gatunku Pale Ale umiarkowanie

chmielone angielskimi odmianami chmielu East Kent Goldings i Fuggles. Celem pracy jest określenie

wpływu temperatury zacierania ziarna na właściwości fizykochemiczne piwa. Przygotowane zostały

trzy próbki, zacierane w temperaturze zalecanej wynoszącej 67°C oraz w temperaturach o 5°C niższej

i wyższej. Odtworzono proces produkcji piwa, podobny do przeprowadzanego w dużych browarach

przemysłowych, czy rzemieślniczych, lecz w mniejszej skali. Proces fermentacji prowadzony był

w komorze klimatycznej Binder KB 240. Oznaczona została zawartość alkoholu, ekstraktu pozornego,

ekstraktu brzeczki podstawowej, ekstraktu rzeczywistego oraz rzeczywisty stopień odfermentowania.

Wyznaczono krzywą fermentacji oraz zmierzono gęstość, prędkość propagacji ultradźwięków,

kwasowość ogólną, wskaźnik stabilności koloidalnej, barwę, zawartość dwutlenku węgla, pH w oparciu

o Polskie Normy dotyczące badania jakości piwa. Próbki badano za pomocą miernika alkoholu

i zawartości ekstraktu typu Alex 500 oraz przyrządu DSA 5000M firmy Anton Paar. Po upływie

6 tygodni (proces dojrzewania piwa) wykonano dodatkowy, końcowy pomiar zawartości alkoholu,

ekstraktu brzeczki podstawowej oraz ekstraktu pozornego urządzeniem Alcolyzer firmy Anton Paar.

Stwierdzono, że temperatura zacierania ziarna ma wpływ na wyżej wymienione parametry oraz

zauważono różnice we właściwościach fizykochemicznych piwa otrzymanego w różnych temperaturach

zacierania ziarna. Właściwości próbek zacieranych w 62°C i 67°C są podobne lecz różnią się wyraźnie

od właściwości próbki piwa zacieranego w temperaturze 72°C. Zależności te mogą być wykorzystane

w modernizacji technologii produkcji, aby otrzymać produkt podobnej jakości zaoszczędzając przy tym

zużycie energii.

Literatura

1 M. Zarnkow, Agro Przemysł 6 (2007) 33–36.

Autorzy serdecznie dziękują firmie Anton Paar za wypożyczenie przyrządów Alex 500, DSA 5000M

oraz Alcolyzer.

63

Właściwości antyoksydacyjne roślinnych ekstraktów kosmetycznych

analiza metodą CUPRAC

Marta Skorek1, Katarzyna Pytlakowska2, Teresa Kowalska1, Mieczysław Sajewicz1

1Zakład Chemii Ogólnej i Chromatografii, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

2Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Wolne rodniki będące przede wszystkim reaktywnymi formami tlenu i azotu, powstają w organizmie

w wyniku działania szkodliwych czynników zewnętrznych jak, np. promieniowanie UV. Ich działanie

może w konsekwencji prowadzić do m.in. zmian nowotworowych czy przyspieszać proces starzenia

[1,2]. Wolne rodniki występujące w odpowiednich ilościach w organizmie, pełnią w nim szereg

pozytywnych funkcji [2,3]. W przypadku zaburzenia równowagi między ilością wolnych rodników

w organizmie a naturalnie występującymi substancjami stabilizujących ich stężenie, powstaje wysoce

niepożądane zjawisko nazywane stresem oksydacyjnym. Antyoksydanty (zwane też

przeciwutleniaczami) to związki chemiczne pełniące funkcję wymiataczy wolnych rodników. Zadaniem

przeciwutleniaczy jest m.in. neutralizacja reaktywnych form tlenu i azotu [2]. Bogatym źródłem

przeciwutleniaczy są głównie warzywa i owoce [3]. Surowce roślinne bogate w antyoksydanty są

wykorzystywane jako przeciwzmarszczkowe składniki kosmetyków. Celem badań było określenie

i porównanie potencjału antyoksydacyjnego roślinnych surowców kosmetycznych.

Zastosowano metodę spektrofotometryczną CUPRAC (ang. Cupric Reducing Antioxidant Capacity).

CUPRAC jest metodą oznaczania zdolności redukowania jonów miedzi Cu(II) do barwnego kompleksu

zawierającego miedź Cu(I), którego absorpcja jest mierzona. Metoda ta może być wykonana dwoma

sposobami z wykorzystaniem bathokuproiny (2,9-dimetylo-4,7-difenylo-1,10-fenantrolina) lub

neokuproiny (2,9-dimetylo-1,10-fenantrolina), które tworzą barwny kompleks w wyniku reakcji z Cu(I).

[4] Metodę CUPRAC charakteryzuje szybkość wykonania, stosunkowo niewielkie koszty analizy, mała

zależność od rodzaju badanego materiału, a przede wszystkim w porównaniu do metody FRAP duża

selektywność. [4] Otrzymane wyniki przeliczano w stosunku do ilości kwasu galusowego w jednostce

objętości próbki.

Literatura 1 G. Bartosz, Druga twarz tlenu. Wolne rodniki w przyrodzie, Wyd. PWN, Warszawa, 2008

2 A.I. Stolarzewicz, J. Ciekot, A.U. Fabiszewska, E. Białecka –Florjańczyk, Roślinne i mikrobiologiczne źródła

przeciwutleniaczy, SGGW, Warszawa, 2013.

3 L. Czerwiecki, Współczesne poglądy na rolę przeciwutleniaczy roślinnych w praktyce chorób cywilizacyjnych,

Roczniki Państwowego Zakładu Higieny, Warszawa, 2009.

4 A. Pękal, Wpływ procedury analitycznej na wyznaczanie właściwości antyutleniających próbek żywności,

Warszawa, 2014.

64

Zastosowanie metody TLC z trzykrotnym lub jednokrotnym rozwijaniem

chromatogramu do jakościowego i ilościowego oznaczania wybranych

antocyjanin w produktach spożywczych

Eliza Łata, Agnieszka Fulczyk, Teresa Kowalska, Mieczysław Sajewicz Zakład Chemii Ogólnej i Chromatografii, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Jedną z grup barwników roślinnych stanowią antocyjaniny i do niej należą antocyjanidyny oraz

antocyjany. Antocyjanidyny to cząsteczki bezcukrowe zwane aglikonami, a z przyłączenia do nich

prostych grup cukrowych powstają glikozydy, czyli antocyjany [1-3]. Szerokie rozpowszechnienie

barwników roślinnych w przyrodzie zapewnia łatwo dostępny i różnorodny materiał do badań.

Głównym źródłem antocyjanidyn i antocyjanów są owoce, płatki kwiatów, liście, łodygi, a nawet

korzenie [2,3]. Dodatkowym atutem związków z grup antocyjanin są ich właściwości prozdrowotne,

do których można zaliczyć właściwości antyoksydacyjne, przeciwbakteryjne oraz przeciwwirusowe.

Ponadto związki te są wykorzystywane w terapii chorób oczu, nadciśnienia, zaburzeń krzepnięcia krwi

oraz dysfunkcji wątroby [2].

Przedmiotem prowadzonych badań była analiza jakościowa i ilościowa wybranych antocyjanin w takich

produktach spożywczych, jak syropy, soki oraz napary. Analizie poddano produkty deklarowane przez

producentów jako w 100% naturalne. Należały do nich przetwory z aronii, czarnej porzeczki, czarnego

bzu, borówki amerykańskiej, jeżyny, róży oraz hibiskusa. Próbki spożywcze analizowano pod kątem

obecności w nich następujących związków: cyjanidyno-3,5-di-O-glukozydu, cyjanidyno-3-O-

rutynozydu, pelargonidyny oraz delfinidyny (do identyfikacji i oceny ilościowej stosując odpowiednie

wzorce). Badania przeprowadzono z wykorzystaniem chromatografii cienkowarstwowej (TLC),

stosując trzykrotne lub jednokrotne rozwijanie chromatogramów oraz detekcję densytometryczną.

Wyniki badań potwierdzają skuteczność przedstawionej metody w identyfikacji oraz oznaczaniu

zawartości antocyjanin w próbkach spożywczych.

Literatura 1 M. Szaniawska, A. Taraba, K. Szymczyk, Nauki Inżynierskie i Technologie 2 (17) (2015) 63–78.

2 E. Piątkowska, A. Kopeć, T. Leszczyńska, ŻYWNOŚĆ. Nauka. Technologia. Jakość 4 (77) (2011) 24–35.

3 E. Łata, A. Fulczyk, T. Kowalska, M. Sajewicz, J. Chromatogr. A 1530 (2017) 211–218.

65

Wpływ klarowania octów roślinnych na parametry jakości finalnego

produktu

Joanna Orzeł Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski, Katowice

Ocet jest jedną z najpopularniejszych przypraw na świecie. Zgodnie z regulacjami jest to produkt

otrzymywany wyłącznie z surowców pochodzenia roślinnego [1] w wyniku dwuetapowej fermentacji.

Pierwszy etap to fermentacja alkoholowa prowadząca do przekształcenia cukrów zawartych w roślinach

w alkohol etylowy. Etap ten zachodzi dzięki drożdżom (rodzina Saccharomycetaceae). W drugim etapie

fermentacji biorą udział bakterie octowe (rodzina Acetobacteraceae), które powstały alkohol

przekształcają w kwas octowy. Na jakość finalnego produktu – octu – wpływają dwa czynniki wybór

surowca roślinnego oraz metody produkcyjnej. Najczęściej używanymi do produkcji octu surowcami są

owoce (najpopularniejszy produkt to ocet jabłkowy), ziarna zbóż (najpopularniejszy produkt to ocet

ryżowy) czy inne półprodukty roślinne (np. wino – ocet winny lub moszcz owocowy pozostający po

produkcji wina – ocet balsamiczny). Rzadziej do produkcji octu wykorzystuje się warzywa [2].

Proces przygotowania octu może ograniczać się do zalania rozdrobnionego surowca wodą (lub wodą

z dodatkiem sacharozy) i pozostawienia całości na co najmniej 2 miesiące do zakończenia procesu

fermentacji, a następnie odfiltrowania gotowego do użytkowania płynnego produktu. Jest to metoda

otrzymywania octu domowego lub ekologicznego. Z drugiej fermentacja może być przeprowadzona

w specjalnych kadziach do których dodatkowo dostarczany jest tlen, przyspieszający cały proces.

Półprodukt jest następnie filtrowany i/lub klarowany z wykorzystaniem metod fizycznych i/lub

chemicznych. Etap klarowania wykonywany jest ze względu na preferencje klientów. Przeprowadza się

go głównie dla produktów uzyskiwanych z owoców. Zawarte w nich pektyny powodują, że uzyskany

produkt jest mętny. W większości przypadków odpowiednia ilość czasu wystarcza do uzyskania

klarownego produktu, w którym pierwotnie zawieszony w całej objętości osad pod wpływem działania

siły grawitacji opada na dno. Jednak w przemyśle często nie ma czasu na takie działania i stosuje się

szybsze metody klarowania octu jak np. destylacja czy metody adsorpcyjne. Opisane działania

przemysłowe mają nie rzadko wpływ na jakość uzyskiwanego produktu.

W podjętych badaniach dokonano oceny wpływu etapu klarowania octów owocowych na parametry

jakości definiowane jako zabarwienie, kwasowość oraz całkowita zawartość związków polifenolowych.

Przygotowano octy owocowe – jabłkowy oraz z owoców pigwowca, a następnie mętne produkty

klarowano używając destylacji lub czynnika adsorpcyjnego. Parametry jakości wyznaczono dla próbek

przed i przeprowadzeniu procesów klarowania.

Literatura 1 Polska Norma: Ocet - Produkt otrzymany z surowców pochodzenia rolniczego - Definicje, wymagania,

znakowanie (nr PN-EN-13188_2002P).

2 L. Solieri, P. Giudici, Vinegars of the World, Springer 2009.

66

Strategia tworzenia klasyfikatorów w wariancie jednoklasowym w oparciu

o obrazy hiperspektralne przetwarzalnych odpadów plastikowych

Łukasz Pieszczek, Michał Daszykowski

Zakład Chemii Ogólnej i Chromatografii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Technika obrazowania hiperspektralnego (HSI) pozwala na kompleksową eksplorację i charakteryzację

powierzchni próbek stałych. Obrazy rejestrowane przy pomocy nowoczesnych, wysokorozdzielczych

matryc CCD i CMOS, są w istocie wielowymiarowymi skorelowanymi zbiorami danych. Badania nad

nowymi sposobami przetwarzania i analizy obrazów hiperspektralnych umożliwiają aplikowanie

techniki do rozwiązywaniu nowych problemów jakościowych w chemii analitycznej.

Jednym z współcześnie potwierdzonych obszarów zastosowań metod obrazowania hiperspektralnego

w bliskiej podczerwieni (NIR-HSI) jest przemysł recyklingowy. W literaturze opisane są sposoby

rozpoznawania próbek popularnych, przetwarzalnych plastików z wykorzystaniem modeli

dyskryminacyjnych [1,2]. Takie podejście może mieć uzasadnienie tylko wtedy, gdy materiał badawczy

jest wstępnie wyselekcjonowany i wszystkie potencjalne klasy przynależności próbki są znane.

W efekcie zastosowanie modeli dyskryminacyjnych jest ograniczone do wspomagania identyfikacji

próbek pochodzących ze znanego źródła. Dlatego do szerokiej gamy problemów analitycznych,

w szczególności w procesach kontroli jakości i badania pochodzenia próbek, rekomendowane jest

stosowanie klasyfikatorów w wariancie jednoklasowym [3]. Podejście klasyfikacyjne polega na

opracowaniu modelu dla klasy obiektów, wyłącznie w oparciu o wiedzę o próbkach przynależących do

badanej klasy. Opisana strategia tworzenia klasyfikatora może być nazywana podejściem ścisłym

(rigorous approach). Niestety, stosując podejście ścisłe do rozwiązywania problemów jakościowych,

można oszacować jedynie błąd pierwszego rodzaju, który jest reprezentowany liczbowo przez parametr

jakim jest czułość modelu. By uzyskać informacje o błędzie drugiego rodzaju, a więc odporności modelu

na próbki spoza modelowanej klasy, należy zastosować koncepcje klasyfikatora podporządkowanego

(compliant approach). Klasyfikatory podporządkowane są preferowane i z założenia bardziej skuteczne,

gdy modelowane grupy próbek charakteryzują się wysokim podobieństwem, w szczególności kiedy

rozkłady ich zbiorów zredukowanych widm spektroskopowych częściowo się pokrywają [4].

W pracy przedstawiono strategię budowy klasyfikatorów podporządkowanych, na podstawie informacji

zawartej w obrazach hiperspektralnych. W badaniach posłużono się próbkami plastikowych odpadów

codziennego użytku wykonanych z polipropylenu i polietylenu. Efektywne sortowanie poliolefin, do

których należą dwa obrane polimery, jest ciągle problemem przemysłu przetwórczego. Metodą

wykorzystaną do budowy klasyfikatorów był jednoklasowy wariant metody częściowych najmniejszych

kwadratów (OC-PLS). Otrzymane klasyfikatory charakteryzowały się wysokimi procentami poprawnej

klasyfikacji (CCR), przekraczającymi 90%. Zaproponowana strategia budowy modeli klasyfikacyjnych,

może ułatwić implementacje metod obrazowania hiperspektralnego do rozwiązywania szerszej grupy

problemów analitycznych związanych z odpadami plastikowymi.

Literatura

1 M. Vidal, A. Gowen, J. M. Amigo, NIR news 23 (2012) 13–15.

2 S. Serranti, A. Gargiulo, and G. Bonifazi, Waste Manag. 31 (2011) 2217–2227.

3 L. Pieszczek, H. Czarnik-Matusewicz, M. Daszykowski, Meat Science 139 (2018) 15–24.

4 O. Y. Rodionova, P. Oliveri, A. L. Pomerantsev, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 159 (2016)

89–96.

67

Porównanie metod do analizy zmian profili metabolicznych w czasie

Paweł Matuszewski1, Piotr Młynarz2, Ivana Stanimirova1 1Zakład Chemii Teoretycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach 2Zakład Chemii Bioorganicznej, Wydział Chemiczny, Politechnika Wrocławska

Monitorowanie zachodzących w czasie zmian profili metabolicznych płynów ustrojowych organizmów,

na które działa pewien bodziec, to zagadnienie rozpatrywane w metabolomice. Jednym z aspektów

badań jest monitorowanie zmian w profilach metabolicznych organizmów należących do określonej

grupy. Próbki takie jak mocz lub krew są pobierane w różnych odstępach czasu i analizowane

z wykorzystaniem technik instrumentalnych. Ze względu na równoległe zmiany stężeń wielu

metabolitów zawartych w próbkach, zgromadzone dane są złożone, a ekstrakcja informacji z nich

wymaga użycia zaawansowanych metod chemometrycznych. W tym celu często stosuje się metody bez

nadzoru takie jak analiza czynników głównych (PCA) [1] i metody wielowymiarowej dekonwolucji

sygnałów, np. MCR [2]. Jednakże w przypadku dużej różnorodności organizmów w obrębie grupy

analiza z użyciem wspomnianych metod może być nieoptymalna, gdyż wariancja osobnicza jest

włączana w proces modelowania zmian profili w czasie. Alternatywne podejście zakłada użycie

wielowymiarowych metod z nadzorem, w których początkowo jest przeprowadzona analiza wariancji

dla kazdego metabolitu, ANOVA, a nastepnie analiza czynników głównych, PCA, jednoczesna analiza

czynników, SCA, lub projekcja docelowa, TP [3,4]. W przypadku eksperymentu, który generuje dane

zgodnie z omawianym sposobem, stosownym wariantem analizy wariancji jest analiza wariancji

z powtórzonymi pomiarami [5]. Umożliwia ona oddzielenie wariancji osobniczej od tej, która jest

rezultatem działającego w czasie bodźca.

Celem pracy było zaimplementowanie analizy wariancji z powtórzonymi pomiarami do trzech metod

analizy z nadzorem ANOVA-PCA, ASCA i ANOVA-TP [4] oraz porównanie uzyskanych przy użyciu

tychże metod wyników modelowania profili metabolicznych próbek moczu osób po transplantacji nerki.

Porównano zbiory zidentyfikowanych metabolitów, które w największym stopniu przyczyniły się do

powstania różnic w profilach ze względu na określony czynnik.

Literatura 1 S. Wold, K. Esbensen, P. Geladi, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 2 (1987) 35–52.

2 R. Tauler, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 30 (1995) 133–146.

3 I. Stanimirova, K. Michalik, Z. Drzazga, H. Trzeciak, P. D. Wentzell, B. Walczak, Analytica Chimica Acta

689 (2011) 1–7.

4 F. Marini, D. de Beer, E. Joubert, B. Walczak, Journal of Chromatography A 1405 (2015) 94–102.

5 D. C. Montgomery, Design and Analysis of Experiments, John Wiley & Sons, 2005.

68

Datowanie plam krwawych z wykorzystaniem spektroskopii Ramana

Alicja Menżyk1, Alessandro Damin2, Agnieszka Martyna1, Grzegorz Zadora1,3, Gianmario Martra2,

Marco Vincenti2, Eugenio Alladio2

1Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach 2Dipartimento di Chimica, Universita degli Studi di Torino, Turyn, Włochy

3Instytut Ekspertyz Sądowych im. Jana Sehna, Kraków

Odciski linii papilarnych, włókna z odzieży, fragmenty naskórka, włosy czy płyny biologiczne to tylko

niektóre spośród materiałów dowodowych niosących nieme świadectwo zdarzeń będących

przedmiotem postępowania sądowego. To materiały, które nie zapominają, nie ulegają emocjom czy

uprzedzeniom. To w końcu przedmioty, które pozbawione odpowiedniej analizy stają się całkowicie

bezużyteczne. Nikogo nie powinny więc dziwić nieustające poszukiwania coraz to skuteczniejszych

narzędzi, które - w oparciu o zabezpieczone dowody - pozwolą zrekonstruować obraz minionych

zdarzeń. Niestety, pomimo wysiłków badaczy, obraz ten zazwyczaj pozostaje niepełny. A to dlatego, że

idea opierania prawa karnego na rzetelnie przeanalizowanych dowodach jest względnie nowa, przez co

wachlarz narzędzi badawczych, którymi dysponuje współczesny wymiar sprawiedliwości, wciąż nie

pozwala rozstrzygnąć wielu kluczowych kwestii. Wśród owych nierozwikłanych zagadnień pozostaje

pytanie o czas powstania śladów krwawych.

Wieloletnie badania nad strukturą hemoglobiny (Hb) ujawniły jednak, że konwersja pomiędzy jej

różnymi formami - stanowiąca główny mechanizm starzeniowy plam krwawych (PK) - znajduje

odzwierciedlenie w widmach Ramana [2]. Owo odkrycie położyło podwaliny pod niedawno

zapoczątkowany nurt ramanowskich badań nad zmianami starzeniowymi krwi [3]. I choć spektroskopia

Ramana (RS) wydaje się być jednym spośród najlepszych kandydatów do datowania PK, to jej

umiejętne zastosowanie w analizie materiałów biologicznych wciąż stanowi wyzwanie. Trudność ta

wynika przede wszystkim z niejednorodności nieustannie ewoluującej PK, która spotęgowana jest przez

wyjątkową podatność próbki na fotodegradację, wywołaną promieniowaniem laserowym [1]. Dlatego

też celem niniejszych badań było zaproponowanie procedury, która - mierząc się ze wspomnianymi

przeszkodami - pozwoliłaby na ujawnienie ramanowskiego obrazu degradacji Hb, reprezentatywnego

dla całej powierzchni degradującej próbki.

Plamy krwawe sporządzono nanosząc na podłoże aluminiowe 20 μl krwi kapilarnej wolnej od dodatku

antykoagulantów, które to następnie przechowywano przez 30 dni w klimatyzowanym pomieszczeniu

(T: 24,6 1,6 °C, RH: 26 5%). W celu monitorowania zmian starzeniowych krwi, widma

ramanowskie rejestrowano każdego dnia za pomocą spektrometru inVia firmy Renishaw, wykorzystując

laser o długości linii wzbudzającej 785 nm. Dodatkowo, aby zapobiec fotodegradacji Hb, wynikającej

z miejscowego nagrzewania próbki podczas naświetlania, poza konwencjonalnymi pomiarami

punktowymi, widma rejestrowano w trakcie rotowania PK, korzystając z magnetycznego stolika

obrotowego. Rozwiązanie to pozwoliło nie tylko na użycie większej mocy lasera aniżeli w przypadku

pomiarów statycznych, ale przede wszystkim zwiększyło reprezentatywność uzyskiwanych widm

w stosunku do całej powierzchni analizowanej próbki.

Uzyskane wyniki potwierdziły występowanie zależności pomiędzy sygnałem ramanowskim

a upływającym czasem. Nie oznacza to jednak, że RS jest gotową receptą na problem datowania PK.

Dopiero połączenie RS z metodami chemometrycznymi pozwoli w pełni czerpać z potencjału

informacyjnego ukrytego w widmach Ramana, dlatego też kolejny etap badań obejmować będzie

chemometryczną interpretację uzyskanych sygnałów. Wstępne ustalenia pozwalają jednak

przypuszczać, że ów impas, w którym znalazły się współczesne nauki sądowe, tak naprawdę nie jest

nieodwołalną rzeczywistością, a jedynie tymczasową przeszkodą na drodze wiodącej ku odpowiedziom

na pytania o czas powstania plam krwawych.

Literatura

1 G. Zadora, A. Menzyk, TrAC (2018) doi: 10.1016/j.trac.2018.04.009.

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.

69

Hybrydowe modele ilorazu wiarygodności w interpretacji

chromatogramów dla potrzeb wymiaru sprawiedliwości

Agnieszka Martyna1, Grzegorz Zadora2, Daniel Ramos3

1Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach, Katowice 2Instytut Ekspertyz Sądowych im. Prof. dra Jana Sehna w Krakowie, Kraków

3Audias: Audio, Data Intelligence and Speech, Universidad Autonoma de Madrid, Hiszpania

Metody chromatograficzne, dostarczające wielu informacji o budowie, składzie i strukturze

analizowanego materiału, są często stosowane w praktyce biegłego sądowego do opisu materiału

dowodowego. Polimery, stanowiące istotny materiał dowodowy zabezpieczany na miejscu wypadków

drogowych, mogą być przedmiotem tzw. problemu porównawczego, który skupia się na weryfikacji

hipotezy o potencjalnie wspólnym pochodzeniu próbki dowodowej i porównawczej (np. zabezpieczonej

z samochodu podejrzanego o udział w potrąceniu). Udzielenie rzetelnej odpowiedzi na tak

sformułowany problem wymaga oceny podobieństwa między cechami fizykochemicznymi próbek (np.

zarejestrowanymi dla nich chromatogramami), ich częstości występowania oraz zmienności wewnątrz

próbek i pomiędzy próbkami. Teoria ilorazu wiarygodności (ang. likelihood ratio,

LR=Pr(E|H1)/Pr(E|H2), [1]) staje się więc tu rekomendowanym sposobem oceny wartości dowodowej,

przede wszystkim ze względu na umożliwienie obiektywnej interpretacji wyników analizy (E)

w kontekście dwóch przeciwstawnych hipotez (H1 (H2): próbka dowodowa i porównawcza pochodzą

(nie pochodzą) z tego samego źródła). Jednakże problem dla modeli LR stanowią dane o dużej

wymiarowości, takie jak chromatogramy, gdzie liczba zmiennych jest zdecydowanie większa niż liczba

próbek. Wówczas pojawiają się przeszkody o charakterze czysto matematycznym jak np. niemożność

uzyskania odwrotności macierzy wariancji-kowariancji. Utrudnieniem jest też znaczne podobieństwo

między rejestrowanymi sygnałami dla próbek z różnych źródeł, które jedynie w niewielkich partiach

wykazują istotne różnice. Dlatego też bogactwo danych chromatograficznych, mimo iż niewątpliwie

cenne, może stać się uciążliwe. Problem oceny wartości dowodowej wielowymiarowych danych można

rozwiązać stosując nowe, tzw. hybrydowe modele LR [2], które łączą wyniki uzyskane stosując metody

chemometryczne z modelami LR. Oprócz redukcji wymiarowości, dodatkowym zadaniem metod

chemometrycznych jest wspomaganie efektywności modeli LR, które działają najlepiej, gdy pomiary

dla próbek są zdecydowanie bardziej podobne niż pomiędzy próbkami. Przejście z reprezentacji

zmiennych do reprezentacji wzajemnych podobieństw próbek (np. stosując odległość Euklidesa)

zapewniło redukcję wymiarowości danych, natomiast drugi cel został osiągnięty stosując metody

ANOVA simultaneous component analysis, regularized MANOVA oraz ANOVA target-projection,

wyznaczające kierunki, wzdłuż których zmienność międzyobiektowa jest zmaksymalizowana,

a zmienność wewnątrzobiektowa zminimalizowana. Efektywność skonstruowanych modeli zostanie

zaprezentowana dla danych uzyskanych techniką pirolitycznej chromatografii gazowej sprzężonej ze

spektrometrem mas dla 25 próbek materiałów polipropylenowych zabezpieczanych na miejscu

wypadków drogowych pochodzących z karoserii samochodów (np. zderzaków) oraz opakowań

produktów codziennego użytku. Niskie poziomy wskazań fałszywie pozytywnych i negatywnych oraz

satysfakcjonujące wykresy empirycznej entropii krzyżowej [1,2] pokazały, że stosowane rutynowo

wizualne porównywanie chromatogramów w celu oceny ich podobieństwa może zostać z powodzeniem

zobiektywizowane.

Literatura

1 G. Zadora, A. Martyna, D. Ramos, C. Aitken, Statistical analysis in forensic science: evidential value of

multivariate physicochemical data, John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2014.

2 A. Martyna, G. Zadora, D. Ramos: J. Anal. Appl. Pyrolysis, doi: 10.1016/j.jaap.2018.03.024.

Badania finansowane były w ramach projektu Preludium 6 Narodowego Centrum Nauki

(2013/11/N/ST4/01547) oraz tematów badawczych IES (VI/K/2012-14 oraz IV/K/2015-17).

70

Grupowanie populacji komórkowych w cytometrii przepływowej

Danuta Liberda, Beata Walczak

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Cytometria przepływowa jest techniką analityczną, która pozwala na identyfikacje różnorodnych

populacji komórkowych. Każda populacja komórkowa może zostać scharakteryzowana za pomocą

indywidualnego zbioru antygenów. Z antygenami znajdującymi się na powierzchni komórki związane

są tzw. fluorochromy, czyli związki zdolne do fluorescencji. W cytometrii przepływowej komórki

kolejno przechodzą przez wiązkę lasera. Mierzone jest rozproszenie światła na komórce oraz

intensywność fluorescencji fluorochromów. Identyfikacja populacji komórkowych polega na

utworzeniu tzw. bramek tzn., obszarów, w których znajdują się populacje komórkowe.

Celem niniejszych badań była konstrukcja szybkiego algorytmu służącego do automatycznego

bramkowania oraz grupowania populacji komórkowych. Niniejszy algorytm bramkuje bądź grupuje

populacje komórkowe wykorzystując dwuwymiarowe (2D) histogramy, które przetwarzane są na obraz.

Następnie stosowany jest algorytm ‘dział wodny’ [1], który dzieli obszary histogramu 2D na

grupy/bramki. W celu przeanalizowania sprawności działania algorytmu oraz czasu jego obliczeń

wykorzystano dane symulowane oraz dane referencyjne [2]. Na podstawie wyników uzyskanych

w oparciu o wspomniane dane można stwierdzić, że proponowany algorytm jest jednym z najszybszych

algorytmów stosowanych do bramkowania populacji komórkowych. Proponowany algorytm

z powodzeniem może być stosowany do grupowania bądź bramkowania populacji komórkowych

o nieregularnych kształtach oraz zróżnicowanej gęstości.

Literatura

1 M. Fernand, Signal Processing 38 (1994) 113–125.

2 N. Aghaeepour et al., Nat. Methods 10 (2013) 228–238.

71

Modyfikowane membrany celulozowe w analizie specjacyjnej arsenu

Ewa Łukojko, Rafał Sitko 1Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Ważnym kierunkiem we współczesnej chemii analitycznej są badania dotyczące nowych, skutecznych

sposobów zatężania pierwiastków śladowych, w tym również ich specjacja. W przypadku analizy

specjacyjnej na szczególną uwagę zasługują te pierwiastki, których toksyczność oraz mobilność

w środowisku zależy od formy chemicznej w jakiej występują. Do takich pierwiastków należy między

innymi arsen, gdzie jego nieorganiczne związki są bardziej toksyczne niż organiczne połączenia

występujące w środowisku [1,2]. Celem badań była synteza i zastosowanie modyfikowanych membran

celulozowych jako stałych sorbentów w ekstrakcji do fazy stałej do zatężania i specjacji jonów arsenu

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, czas kontaktu

i objętości próbki, jonów obcych, siłę jonową oraz pojemność sorpcyjną membran.

Literatura 1 M. Jabłońska, i in., Ochrona Środowiska 34(3) 25–32.

2 Sitko R., Łukojko E., i in., Anal. Chim. Acta 1008 (2018) 57–65.

72

Wykorzystanie techniki EDXRF oraz metod chemometrycznych

w nieorganicznej analizie chińskich herbat z prowincji Yunnan

Marcin Musielak, Beata Walczak, Rafał Sitko

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Chiny są największym eksporterem większości rodzajów herbat na świecie. W prowincji Yunnan

w Chinach znajdują się największe ogrody herbaciane Camellia sinesis. To tu uprawiane są herbaty

czarne, czerwone (Pu Erh), zielone, niebieskie (Oolong), żółte oraz białe. Do Europy najczęściej trafiają

czarne, czerwone oraz zielone, do Polski zaś herbaty czarne, choć w ostatnim czasie obserwuje się

wzrost zainteresowania herbatami zielonymi. Narastający procent spożycia herbaty chińskiej

w ostatnich latach oraz znikome restrykcje dotyczące jakości importowanych herbat, skłaniają

do prowadzenia szerszych badań pod kątem analizy ilościowej pierwiastków zawartych w liściach

herbat [1,2].

W niniejszych badaniach przeprowadzono nieorganiczną analizę herbat czarnych oraz zielonych

wykorzystując rentgenowską spektrometrię fluorescencyjną z dyspersją energii (EDXRF). Przebadano

26 herbat pochodzących z chińskiej prowincji Yunnan: 13 czarnych oraz 13 zielonych herbat (różnych

odmian). Pomiary EDXRF zostały przeprowadzone na herbatach liściastych, zmielonych w młynie

planetarno-kulowym oraz zmielonych i sprasowanych w pastylki. Otrzymane wyniki zestawiono

i porównano z certyfikowanym materiałem odniesienia.

W badaniach wykorzystano również metody chemometryczne, aby stwierdzić czy proces fermentacji

herbat ma znaczący wpływ na zawartość pierwiastków w liściach. W tym celu zastosowano metodę

ANOVA Simultaneous Component Analysis (ASCA) oraz przeprowadzono test randomizacji [3,4].

Literatura

1 L. K. Heilbrun, A. Nomura, G. N. Stemmermann, Brit. J. Cancer 54 (1986) 677−683.

2 J. Gao, Y. Xiang, W. Xu, C. Shao, Z. Ruan, J. Cheng, X. Shu, Chinese J. Epidem. 26 (2005) 323−327.

3 J. Jansen, H. Hoefsloot, J. Greef, M. Timmerman, J. Westerhuis, A. Smilde, J. Chemometr. 19 (2005)

469−481.

4 R. Ken, L. Thomas, UW Biostatistic (2008) 3−4.

73

Nano-grafit z osadzonymi nanocząstkami tlenku glinu w zatężaniu,

oznaczaniu i w analizie specjacyjnej jonów chromu

Anna Baranik, Beata Zawisza

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Analiza specjacyjna chromu jest ważnym zagadnieniem w chemii analitycznej. Cr(III) to niezbędny

i podstawowy mikroelement wspomagający procesy metaboliczne [1]. Podczas gdy, jony Cr(VI) mają

właściwości rakotwórcze i mogą powodować nieodwracalne uszkodzenia narządów wewnętrznych [1].

Zgodnie z wytycznymi Światowej Organizacji Zdrowia maksymalne dopuszczalne zapotrzebowanie

Cr(III) u osoby dorosłej wynosi 0,5 - 2 µg kg-1, a maksymalne dopuszczalne stężenie chromu

całkowitego w wodzie pitnej nie może przekroczyć 50 µg L-1 [2].

Praca przedstawia syntezę nowego nanokompozytu węglowego jakim jest nano-grafit z osadzonymi

nanocząstkami tlenku glinu (Al2O3/nano-G). Zsyntezowany nanokompozyt Al2O3/nano-G

charakteryzuje się selektywnymi właściwościami adsorpcyjnymi w stosunku do jonów Cr(III).

Wyznaczona maksymalna pojemność sorpcyjną (qmax) wynosi 32,8 mg g-1.

Al2O3/nano-G wykorzystany został do opracowania dyspersyjnej ekstrakcji do mikro fazy stałej

w połączeniu z rentgenowską spektrometrią fluorescencyjną z dyspersją energii (DMSPE/EDXRF).

W pracy, przebadano wpływ następujących czynników na proces adsorpcji Cr(III): czas kontaktu analitu

z nanokompozytem, wpływ objętości próbki, wpływ jonów współwystępujących w wodach naturalnych

i kwasu humusowego. Dokładność metody wyznaczona została w oparciu o analizę Certyfikowanego

Materiału Odniesienia. Al2O3/nano-G zastosowany również został do sorpcji Cr(III) w układzie

przepływowym i pozwolił na uzyskanie wysokich wartości odzysków.

Literatura

1 World Health Organization, Chromium in Drinking-water. Background document for development of WHO

Guidelines for Drinking-water Quality, 2003.

2 World Health Organization, Guidelines for Drinking-water Quality, str. 340, 2011.

74

Badanie właściwości sorpcyjnych nowo zsyntezowanego nanotlenku

cyrkonu

Joanna Niedbała, Anna Baranik, Beata Zawisza Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Praca przedstawia syntezę nanotlenku cyrkonu (IV) (nano-ZrO2). Nano-ZrO2 otrzymano w wyniku

reakcji propanolanu cyrkonylu z poliwinylopirolidonem (PVP) [1]. Zsyntezowany nano-ZrO2

charakteryzuje się selektywnymi właściwościami adsorpcyjnymi w stosunku do chromu. Jony Cr(III)

adsorbowane są ilościowo z roztworów o pH 7, natomiast jony Cr(VI) o pH 3. Wyznaczone maksymalne

pojemności sorpcyjne wynoszą odpowiednio 49,5 i 16,5 mg g-1 dla Cr(III) i Cr(VI).

W pracy przebadano wpływ czynników, które mogą wpływać na proces adsorpcji Cr(III) i Cr(VI) na

nano-ZrO2 takich jak: czas adsorpcji, wpływ jonów obcych (m in. Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Al3+, PO43,

Cl-) oraz kwasu humusowego (HA).

Nano-ZrO2 wykorzystano jako sorbent do opracowania dyspersyjnej ekstrakcji do mikro fazy stałej

(DMSPE) pozwalającej na zatężanie i oznaczanie śladowych ilości chromu w próbkach wodnych.

Po zatężeniu chromu i osadzeniu sorbentu na sączku Millipore, próbki były bezpośrednio mierzone za

pomocą rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej z dyspersją energii (EDXRF) bez konieczności

ich wymywania. Opracowana metoda analityczna DMSPE/EDXRF charakteryzuje się niskimi

granicami wykrywalności (LODs), które wynoszą 0,14 i 0,16 ng mL-1 dla Cr(III) i Cr(VI).

Współczynniki korelacji (R) są powyżej 0,999. Względne odchylenie standardowe (RSD) opracowanej

metody analitycznej jest poniżej 3%.

Literatura 1 Z. Wang, D. Tao, G. Guo, S. Jin, F. Wei, W. Qian, S. Hong, J. Guo, Mater. Lett. 60 (2006) 3104–3108.

75

Zastosowanie układu węgiel aktywny – batofenantrolina

w oznaczaniu jonów chromu na różnych stopniach utlenienia

Małgorzata Kocz, Barbara Feist Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Chrom w przyrodzie występuje głównie w postaci minerałów, a związki chromu w środowisku wodnym

obecne są na dwóch stopniach utlenienia – (III) i (VI). Obie formy pierwiastka mają znaczący wpływ

na zdrowie człowieka. Cr(III) ułatwia kontrolę poziomu glukozy, a także uczestniczy w procesach

metabolizmu białek oraz lipidów. Cr(VI) uznawany jest za pierwiastek o właściwościach

kancerogennych, silnie toksyczny [1,2].

Chrom wpływa także na właściwości materiałów budowlanych. Badana jest woda używana do wiązania

cementu i twardnienia betonu. Użycie nieodpowiedniej może zmniejszyć jego wytrzymałość, a także

odporność na oddziaływanie środowiska zewnętrznego [3]. Także zawartość Cr(VI) w cemencie

i preparatach zawierających cement uznaje się za podstawowy czynnik zagrożenia alergicznego.

Dyrektywy i rozporządzenia wprowadzają ograniczenia zawartości rozpuszczalnego w wodzie Cr(VI)

do 0,0002% masowo.

Celem badań było oznaczanie jonów chromu z zastosowaniem węgla aktywnego jako sorbentu

w dyspersyjnej ekstrakcji do fazy stałej (DSPE). Użyto czynnik chelatujący – batofenantrolinę.

Zakresem badań był dobór optymalnych warunków sorpcji kompleksów batofenantroliny z jonami

chromu na (III) i (VI) stopniu utlenienia, na powierzchni utlenionego węgla aktywnego. W oparciu

o uzyskane wyniki stwierdzono, że jony Cr(III) i Cr(VI) sorbują przy różnych wartościach pH, dzięki

czemu możliwa jest specjacja. Dla jonów Cr(III) i Cr(VI) przebadano wpływ rodzaju i stężenia eluentu,

czasu mieszania, objętości próbki, precyzję metody, współczynnik zatężania, wpływ obcych jonów oraz

granicę wykrywalności i oznaczalności. Granica wykrywalności (LOD) dla jonów Cr(III) wynosi 46,83

ng/L, natomiast dla Cr(VI) – 35,48 ng/L. Wyznaczono pojemność sorpcyjną otrzymanego złoża dla

jonów chromu zgodnie z uzyskaną izotermą sorpcji Langmuira i Freundlicha. Wyniki uzyskano dzięki

zastosowaniu techniki emisyjnej spektrometrii atomowej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie

sprzężonej (ICP-OES).

Literatura 1 G.R. Babu, B.M. Reddy, N. V. Ramana, Proceedings 5 (2018) 1313–1320.

76

Specjacja chromu na węglu aktywnym

z zastosowaniem 4,7-difenylo-1,10 fenantroliny

Bartosz Kowalik, Adrian Gocyła, Barbara Feist Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Chrom jest powszechnym zanieczyszczeniem, które dostaje się do ekosystemu w wyniku różnych

działań przemysłowych, np. galwanizacja, garbarstwo, górnictwo, barwienie tekstyliów,

konserwowanie drewna oraz obróbka metali [1]. Najbardziej stabilnymi i powszechnymi w środowisku

są formy trój- oraz sześciowartościowe. Chrom na szóstym stopniu utlenienia, który występuje przede

wszystkim w postaci chromianu i dichromianu, jest bardziej toksyczny dla organizmów żywych niż na

trzecim stopniu utlenienia ze względu na wysoki potencjał utleniania i łatwe przedostawanie się przez

błony komórkowe [2]. Sześciowartościowy chrom uważa się za silny czynnik kancerogenny, który

może powodować raka przewodu pokarmowego, płuc oraz wiele innych schorzeń. Jednak

trójwartościowy chrom tworzy trudno rozpuszczalne wodorotlenki, które są mniej toksyczne dla

organizmów żywych. Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) maksymalny dopuszczalny limit

całkowitego chromu w wodzie pitnej wynosi 5,0 μg L-1 [3], dlatego dokładne i czułe oznaczanie chromu

jest bardzo ważne w chemii analitycznej. Różne techniki spektrometryczne mogą oznaczyć tylko

całkowitą ilość chromu, stąd prowadzi się badania nad procedurami specjacji chromu opartymi na

separacji i wstępnym zatężaniu takich jak: współstrącanie, ekstrakcja do fazy stałej, wymiana jonowa

oraz wiele innych.

W pracy wykorzystano dyspersyjną ekstrakcję do fazy stałej (DSPE) w użyciem utlenionego węgla

aktywnego impregnowanego 4,7-difenylo-1,10 fenantroliną, a wyniki uzyskano przy zastosowaniu

techniki emisyjnej spektrometrii atomowej ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-

OES). Do celów badań należało określenie optymalnych warunków sorpcji. Z uzyskanych wyników

można wnioskować, że Cr(III) dobrze sorbuje się przy pH=3 i 6, a Cr(VI) tylko przy pH=3, co pozwala

na wykorzystanie badanego sorbentu do specjacji chromu. W pracy zbadano wpływ rodzaju eluentu,

maksymalną objętość próbki, czas jej mieszania, granice wykrywalności oraz wpływ obcych jonów.

W oparciu o izotermy adsorpcji wyznaczono również pojemności sorpcyjne.

Literatura 1 S. D. Kim, K. S. Park, M. B. Gu, J. Hazard. Mater. 93 (2002) 155–164.

2 M. S. Hosseini, A. R. R. Sarab, Int. J. Environ. Anal. Chem. 87 (2007) 375–385.

3 WHO (World Health Organization), Guidelines for Drinking Water Quality (vol. II): Health Criteria and

Supporting Information, World Health Organization, Geneva, Switzerland, 1984.

77

Badanie zawartości chromu w herbatach

Aleksandra Krystkowska, Monika Jakubik, Barbara Feist Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Chrom występuje na dwóch stopniach utlenienia: Cr(III) oraz Cr(VI). Cr(III) jest pierwiastkiem

niezbędnym do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Jego działanie obejmuje regulację poziomu

glukozy we krwi, gdyż zwiększa jej przenikanie do tkanek. Ze względu na właściwości mówi się,

że można stosować chrom na odchudzanie. Chrom często dodawany jest do herbat na odchudzanie.

Celem badań było oznaczenie zawartości Cr(III) w herbatach odchudzających będących suplementami

diety. Chrom oznaczano w naparach przy zastosowaniu techniki optycznej spektrometrii emisyjnej ze

wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-OES). Chrom przed oznaczeniem zatężano

metodą dyspersyjnej ekstrakcji do fazy stałej. W tym celu jony Cr wiązano w kompleks kationowy

z batofenantroliną i sorbowano na utlenionym węglu aktywnym. Dokładność oznaczenia sprawdzono

metodą dodatku wzorca.

78

Ocena zawartości pierwiastków w grzybach jadalnych oraz w glebie

pochodzącej z terenów województwa śląskiego

Aleksandra Krzeczek, Marzena Dabioch Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Grzyby są organizmami, które na równi z roślinami oraz zwierzętami tworzą odrębne królestwo – Fungi.

Stanowią szeroko rozpowszechnioną grupę liczącą od 1,5 do 10 mln gatunków. Występują na

wszystkich kontynentach i we wszystkich strefach klimatycznych. Spotkać je można także w wodach,

a ich zarodniki mogą unosić się w powietrzu nawet kilka kilometrów nad ziemią. Grzyby różnią się od

roślin tym, że nie posiadają chlorofilu, są więc heterotrofami, które żyją saprofitycznie, pasożytniczo

lub w symbiozie z roślinami autotroficznymi. W związku z tym, że należą do plechowców w ich ciele

nie wyróżniamy tkanek oraz organów. Większość grzybów kapeluszowych ma zdolność do akumulacji

różnych pierwiastków metalicznych i metaloidów, w tym metali ciężkich. Procesy wchłaniania metali

ciężkich z podłoża do owocnika uzależnione są od wielu czynników, w tym genetycznych

i środowiskowych jak gleba, klimat oraz czynniki antropogeniczne. Grzyby odgrywają znaczącą rolę

w recyklingu składników odżywczych roślin, utrzymaniu struktury gleby, detoksykacji szkodliwych

chemikaliów, kontroli szkodników roślin oraz regulacji wzrostu roślin i ich interakcji ze środowiskiem

glebowym. Należą do organizmów, które efektywnie akumulują metale śladowe. Z powodzeniem

odnajdują się w analizie stanu środowiska, gdzie postrzegane są jako cel badawczy i na ich podstawie

można określać stopień bogactwa biologicznego, dlatego mogą być używane jako organizmy

wskaźnikowe określonych parametrów środowiska. Niektóre gatunki wykorzystywane są w przemyśle

spożywczym oraz farmaceutycznym. Grzyby uważane są również za zdrowe źródło pożywienia, jako

niskokaloryczny przysmak, posiadają wysoki poziom niektórych składników odżywczych, szczególnie

witamin z grupy B, ergosterolu (prowitaminy D2) oraz polisacharydów tworzących błonnik pokarmowy

[1-5].

Celem badań była ocena i porównanie składu pierwiastkowego (Al, Mg, Ca, Sr, Ba, Fe, Mn, Cu, Cr, Zn,

Ni, Pb, Cd, As, Se) w próbkach grzybów oraz gleby zebranych z 18 miejsc zlokalizowanych na obszarze

województwa śląskiego. Stężenie wybranych pierwiastków badano przy pomocy techniki optycznej

spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej indukcyjnie (ICP-OES). Służy ona do

szybkiego i jednoczesnego oznaczania pierwiastków głównych i śladowych. Technika ta jest czuła,

selektywna oraz cechuje ją dobra precyzja i stosunkowo niska granica wykrywalności, która dla

większości pierwiastków mieści się w zakresie 0,1-10 ppb [6].

Próbki grzybów (n=4), po wysuszeniu i zmieleniu, przeprowadzono do roztworu przy pomocy

65% HNO3 stosując mineralizację w systemie otwartym z użyciem mineralizatora M-9. Natomiast

próbki gleby (n=4), po wysuszeniu, przeprowadzono do roztworu przy pomocy 37% HCl i 65% HNO3

w stosunku objętościowym 3:1 przy zastosowaniu mineralizacji prowadzonej w systemie otwartym

z wykorzystaniem mineralizatora M-9.

Na podstawie otrzymanych wyników próbek grzybów stwierdzono najwyższą zawartość Ca, Mg, Al,

Fe, natomiast najmniejsze stężenie odnotowano dla takich pierwiastków jak Ni, As, Co, Se.

W przypadku próbek gleby stwierdzono najwyższą zawartość Fe, Al, Ca, Mg, natomiast najmniejsze

stężenie odnotowano dla Co i Se.

Literatura 1 K. Kucharczyk, A. Rossa, Encyklopedia grzybów w Polsce, PWN, Warszawa 2015.

2 M. Svrček, B. Vančura, Grzyby środkowej Europy, PWRiL, Warszawa 1987.

3 P. Kalač, Food Chem. 122 (2010) 2–15.

4 J. Łuszczyński, Możliwości i sposoby wykorzystania grzybów w monitoringu środowiska, Regionalny

Monitoring Środowiska Przyrodniczego 3, 53–55, Kielce 2002.

5 A. Szweykowska, J. Szweykowski, Botanika (tom 2), PWN, Warszawa 2003.

6 A. Cygański, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa 2008.

79

Badanie akumulacji pierwiastków w liściach pokrzywy zwyczajnej

(Urtica dioica L.) przy wykorzystaniu techniki ICP-OES

Natalia Kruk, Marzena Dabioch Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Fitoterapia obecnie cieszy się dużym zainteresowaniem ludzi na całym świecie, coraz częściej

zaczynamy sięgać po naturalne produkty, wykorzystując je jako leki, przyprawy czy składniki

kosmetyków. Jak wynika z badań około 26% Europejczyków stosuje medycynę alternatywną,

w większości jako terapię uzupełniającą konwencjonalne sposoby leczenia [1]. Istotnym zagadnieniem

dotyczącym powszechnego stosowania ziołolecznictwa jest ścisła kontrola jakości ziół dopuszczonych

do celów leczniczych lub pielęgnacyjnych, bowiem obecność zanieczyszczeń chemicznych w roślinach,

nie tylko obniża ich walory zdrowotne, ale również może stanowić poważne zagrożenie dla zdrowia

i życia człowieka [2]. Pokrzywa zwyczajna (Urtica dioica L.) jest rośliną wieloletnią, dwupienną,

należącą do rodziny pokrzywowatych. W dużych skupiskach zasiedla gleby bogate w związki fosforu

i azotu [3]. Współcześnie Urtica dioica cieszy się dużą popularnością jako środek wspomagający,

stosowany w leczeniu chorób skóry, stanów zapalnych przewodu pokarmowego, dróg moczowych,

w kamicy nerkowej czy cukrzycy [4].

Celem badań było oznaczenie zawartości wybranych pierwiastków tj. Zn, Fe, Al, Mn, Ni, Pb i Cu

za pomocą techniki optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie sprzężonej

indukcyjnie (ICP-OES). Materiał roślinny pobrano z 10 miejsc zlokalizowanych na terenie

województwa śląskiego oraz Czech o zróżnicowanym stopniu zanieczyszczenia powietrza i gleby.

W badaniach oznaczono również stężenia pierwiastków w 5 preparatach zakupionych w aptekach

i marketach na terenie Katowic.

Zebrany materiał roślinny przemyto wodą dejonizowaną, podzielono na liść, łodygę, korzeń i suszono

na powietrzu, a następnie roztarto w młynku agatowym i przechowywano do analizy w polietylenowych

pojemnikach. Zakupione próbki wysypano z papierowych torebek i przechowywano w plastikowych

pojemnikach. Próbki bezpośrednio przed analizą suszono do stałej masy (T=60°C), a następnie na wadze

analitycznej odważono około 0,25 g roztartych liści. Przeprowadzono mineralizację na mokro

w systemie otwartym (n=6) z wykorzystaniem 5 mL 65% HNO3 (T=100°C, t=20h), następnie dodano

1 mL H2O2 (T=120°C, t=1h). Mineralizat przeniesiono ilościowo do kolbki o pojemności 25 mL

i przesączono, a następnie analizowano techniką ICP-OES.

W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dla próbek środowiskowych rozkład zawartości

większości pierwiastków malał w szeregu Fe>Al>Zn>Mn>Cu>Ni>Pb, natomiast dla próbek

zakupionych przedstawiał się następująco: Al>Fe>Mn>Zn>Cu>Ni>Pb. Podsumowując otrzymane

wyniki stwierdzono, iż w próbkach środowiskowych oznaczono największą zawartość Fe, przy czym

w próbkach zakupionych dominował Al. Stężenia pierwiastków takich jak Zn, Mn, Cu, Ni odnotowano

na średnim poziomie. Z kolei Pb oznaczono tylko dla próbek pobranych z terenów zanieczyszczonych,

w zakupionym materiale roślinnym stężenie tego pierwiastka było poniżej granicy wykrywalności.

Przeprowadzone badania pokazały, że zioła mogą stanowić źródło cennych pierwiastków przyczyniając

się do prawidłowego funkcjonowania naszego organizmu, jednakże konieczne jest aby stosowane

preparaty były przebadane pod kątem zawartości metali ciężkich.

Literatura 1 L. Kemppainen, T. Kemppainen, J. Reippainen, S. Salmenniemi, P. Vuolanto, Scand. J. Public Health 4 (2017)

1–8.

2 M. Markiewicz, Eliksir 4 (2016) 19–22.

3 M. Pieszak, P. Mikołajczak, Postępy Fitoterapii 4 (2010) 199–204.

4 K. Jakubczyk, K. Janda, S. Szkyrpan, I. Gutowska, J. Wolska, Pom. J. Life Sci. 61 (2015) 191–198.

80

Oznaczenie zawartości pierwiastków w glebie terenu poprzemysłowego

z zastosowaniem techniki ICP-OES

Michał Kublin, Marzena Dabioch

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Gleba terenu poprzemysłowego pochodzi z miejsca, w którym przez blisko dwieście lat funkcjonowała

jedna z największych w Polsce hut. Zajmowała się ona produkcją wszelkich wyrobów z miedzi

i mosiądzu. Gleba składa się z części mineralnej oraz organicznej i stanowi powierzchniową warstwę

skorupy ziemskiej. Możemy wyróżnić w niej trzy fazy – stałą, ciekłą i gazową. To właśnie w części

stałej znajdują się związki mineralne oraz organiczne mające wpływ na procesy życiowe wielu

organizmów żywych.

Celem badań było oznaczenie zawartości wybranych pierwiastków (Al, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, Se,

Sr, Zn) w glebie terenu poprzemysłowego Huty Metali Nieżelaznych w Katowicach Szopienicach.

Próbki zostały pobrane losowo z czterech punktów kwadratu o wymiarach 1 m2 z głębokości około

15-20 cm. Glebę suszono na powietrzu przez okres jednego miesiąca, a następnie rozdrobniono oraz

przesiano przez sito o średnicy 2 mm i suszono w suszarce w temperaturze 105°C do stałej masy.

Następnie przeprowadzono dwa eksperymenty, w których zastosowano technikę ekstrakcji

sekwencyjnej BCR uzyskując pierwsze trzy frakcje biodostępne tj. metali przyswajalnych i związanych

z węglanami, metali wbudowanych w tlenki żelaza i manganu oraz metali frakcji organicznej

i siarczkowej. Ekstrakcja sekwencyjna polegała na potraktowaniu 1 g odważki gleby (n=6) kolejnymi

ekstrahentami o wzrastającej mocy ługowania. W pierwszym etapie zastosowano 0,11 mol·L-1 kwas

octowy, w drugim 0,5 mol·L-1 chlorowodorek hydroksyloaminy o pH=1,5, natomiast w trzecim

30% nadtlenek wodoru i 1 mol·L-1 octan amonu o pH=2. W pierwszym eksperymencie zastosowano

godzinny czas wytrząsania dla każdej frakcji (przed frakcją trzecią próbkę poddano godzinnemu

działaniu perhydrolu w temperaturze 85°C w łaźni wodnej), a w drugim eksperymencie dla wszystkich

frakcji zastosowano 30 minut łaźni ultradźwiękowej, w tym godzinne działanie 30% nadtlenku wodoru

na frakcję trzecią. Stężenia pierwiastków w przesączu powstałym po każdym etapie frakcjonowania

zbadano dzięki zastosowaniu techniki optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie

sprzężonej indukcyjnie (ICP-OES).

Na podstawie przeprowadzonych badań można wysunąć kilka wniosków. Dla pierwiastków takich jak

Al, Cr, Cu, Fe eluenty o wzrastającej mocy ługowania pozwalały na oznaczanie coraz to większych

stężeń tych pierwiastków w kolejnych frakcjach. Dla pozostałych nie można zaobserwować takiej

zależności, co może być spowodowane występowaniem tych pierwiastków w formie minerałów (soli),

które ulegały wymyciu i oznaczeniu we wcześniejszych etapach. Porównując pierwszy eksperyment

z drugim można stwierdzić że dla większości pierwiastków poziom ich stężeń wzrósł pod wpływem

zastosowania ultradźwięków. W klasycznej technice BCR próbkę należy poddać wytrząsaniu przez

16 godzin dla każdej frakcji, co czyni eksperyment bardzo czasochłonnym. Wykorzystanie

ultradźwięków pozwala na uzyskanie porównywalnych wartości stężeń jednakże w o wiele krótszym

czasie.

Literatura 1 https://pl.wikipedia.org/wiki/Huta_Metali_Nie%C5%BCelaznych_Szopienice (dostęp 18.04.2018r.).

2 A. Kabata-Pendias, H. Pendias, Biogeochemia pierwiastków śladowych, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa

1999.

3 K. Kovács, G. Halász, A. Takács, G. Heltai, É. Széles, Z. Győri, M. Horváth, Microchem. J. 136 (2018) 80–

84.

81

Specjacje nieorganicznych form chromu metodą rentgenowskiej

spektrometrii fluorescencyjnej z dyspersją energii

Agata Jabłonka, Barbara Hachuła, Katarzyna Pytlakowska

Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Chrom jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach przemysłu, przede wszystkim w metalurgii,

garbarstwie, galwanizacji oraz pigmentacji. Jest również wykorzystywany jako środek kontrolny

w procesie korozji [1]. W przyrodzie chrom nieorganiczny występuje głównie w dwóch formach:

trój- oraz sześciowartościowej. Uważa się, że Cr(III) ma pozytywny wpływ na prawidłowe

funkcjonowanie organizmów żywych i stanowi niezbędny pierwiastek śladowy w metabolizmie

człowieka. Ponadto jest mniej toksyczny i słabiej rozpuszczalny, łatwo ulega za to reakcjom

kompleksowania z różnymi substancjami obecnymi w środowisku. Z kolei Cr(VI) jest znacznie bardziej

toksyczny i niebezpieczny dla człowieka, może powodować m.in. zapalenie płuc, astmę, a w kontakcie

ze skórą - silne alergie [2,3]. Według badań przeprowadzonych przez Międzynarodową Agencję Badań

nad Rakiem (IARC) związki chromu (VI) wykazują działanie wysoce kancerogenne oraz mutagenne

dla człowieka. Oprócz tego związki te posiadają silne właściwości utleniające i mają zdolność

do tworzenia wolnych rodników podczas redukcji Cr(VI) do Cr(III) zachodzącej w komórkach,

co znacząco wpływa na ich toksyczność [3]. Ponadto związki Cr(VI) są bardziej ruchliwe, lepiej

rozpuszczalne i bioprzyswajalne co sprawia, że łatwo akumulują się w wodzie i osadach dennych,

stanowiąc poważne zagrożenie środowiska naturalnego, a także życia człowieka [4]. Ze względu na

znaczne różnice we właściwościach toksykologicznych Cr(III) i Cr(VI), ich biodostępności oraz

konieczności rozróżnienia obydwu form stosuje się analizę specjacyjną, która odgrywa bardzo istotną

rolę w chemii, przez co wciąż jest obiektem rozważań wśród naukowców [5].

Celem niniejszych badań było zastosowanie rentgenowskiej spektrometrii fluorescencyjnej z dyspersją

energii (EDXRF) do jednoczesnego oznaczania jonów Cr(III) oraz Cr(VI) w próbkach roztworowych.

Jako sorbent użyto nanokompozyt tlenku grafenu z osadzonymi nanocząsteczkami siarczku molibdenu

(MoS2-rGO), którego strukturę potwierdzono spektroskopią w podczerwieni (FTIR) i komplementarną

do niej spektroskopią Ramana. W celu określenia optymalnych warunków adsorpcji Cr(III) i Cr(VI) na

zsyntetyzowanym nanomateriale zbadano wpływ pH, czasu mieszania oraz objętości analizowanej

próbki. Dla wybranych warunków wykonano walidację metody, w tym wyznaczono granicę

wykrywalności i oznaczalności oraz precyzję opracowanej procedury analitycznej.

Literatura

1 S. Kushwaha, B. Sreedhar, P. P. Sudhakar, Bioresource Technol. 116 (2012) 15–23.

2 A. Ohta, H. Kagi, H. Tsuno, M. Nomura, T. Okai, Geochem J. 46 (2012) 409–420.

3 M. Jabłońska, M. Kostecki, S. Szopa, A. Łyko, R. Michalski, Ochr. Sr. 34 (2012) 25–32.

4 R. M. Rosales, A. Faz, M. Gómez-Garrido, M. A. Muñoz, F. J. Murcia, V. González, J.A. Acosta, J. Soil.

Sediment. 17 (2017) 1437–1448.

5 A. Kot, J. Namieśnik, Trends Anal. Chem. 19 (2000) 69–79.

82

Zastosowanie nanokompozytu tlenku grafenu z osadzonymi nanocząstkami

siarczku molibdenu do zatężania metali ciężkich

Marta Komarnicka, Barbara Hachuła, Katarzyna Pytlakowska Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszą się materiały dwuwymiarowe (2D). Ich ogromna

popularność wynika z unikalnych właściwości fizyko-chemicznych, które związane są z obecnością

silnych wewnątrzwarstwowych wiązań kowalencyjnych i słabych międzywarstwowych oddziaływań

van der Waalsa. Przykładem tego typu materiału jest monowarstwowy disiarczek molibdenu (MoS2).

MoS2 jest quasi-dwuwymiarowym (2D) kryształem, składającym się z dwóch atomowych warstw blisko

upakowanych atomów S oddzielonych jedną szczelnie zamkniętą warstwą atomową Mo (S-Mo-S).

Ze względu na zmienność reaktywności atomów siarki na powierzchni arkusza i jego krawędziach,

łatwo i trwale można osadzać jego cząsteczki na innych materiałach tworząc kompozyty o atrakcyjnych

właściwościach. Ponadto duża powierzchnia właściwa jak również obecność atomów siarki stwarza

możliwość zastosowania MoS2 jako adsorbentu do zatężania metali ciężkich [1].

Celem niniejszej pracy było zastosowanie nanokompozytu tlenku grafenu z osadzonymi nanocząstkami

siarczku molibdenu (MoS2-rGO) do zatężania metali ciężkich, tj.: Cr(III), Ni(II), Co(II), Zn(II), Cu(II),

Pb(II). MoS2-rGO otrzymano w wyniku reakcji hydrotermalnej molibdenianu sodu z L-cysteiną

w obecności tlenku grafenu (GO) [2]. Strukturę uzyskanego nanomateriału potwierdzono metodami

spektroskopii w podczerwieni (FTIR) i Ramana, a techniką rentgenowskiej spektrometrii

fluorescencyjnej z dyspersją energii (EDXRF) określono jego skład. Użyteczność zsyntetyzowanego

nanosorbentu potwierdzono opracowując procedurę analityczną opartą na połączeniu dyspersyjnej

ekstrakcji do mikro-fazy stałej (DSMPE) z rentgenowską spektrometrią fluorescencyjną z dyspersją

energii. W ramach badań wstępnych określono wpływ pH, czasu mieszania i objętości próbki na proces

zatężania wybranych metali ciężkich na powierzchni MoS2-rGO. Dla optymalnych warunków

przeprowadzono walidację metody, w tym wyznaczono zakres liniowości, granice wykrywalności

i oznaczalności, a także precyzję.

Literatura 1 C. Liu, F. Jia, Q. Wang, B. Yang, S. Song, Appl. Mater. Today 9 (2017) 220–228.

2 M. J. Aghagoli, F. Shemirani, Microchim. Acta 184 (2017) 237–244.

83

Nanomateriały węglowe modyfikowane β-cyklodekstrynami

jako efektywne adsorbenty w zatężaniu jonów toru

Klaudia Koniusz, Karina Kocot, Rafał Sitko Zakład Chemii Analitycznej, Instytut Chemii, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Unikalne spektroskopowe i magnetyczne właściwości pierwiastków bloku f przyczyniły się do ich

powszechnego wykorzystania w różnych dziedzinach przemysłu, w tym w medycynie, farmacji,

elektronice, hutnictwie i energetyce jądrowej [1]. Bezpośrednia analiza próbek zawierających

lantanowce i aktynowce jest utrudniona bądź wręcz niemożliwa ze względu na zbyt niskie stężenia,

w jakich pierwiastki te występują w środowisku, matrycę próbki charakteryzującą się złożonym

składem oraz podobne właściwości fizyko-chemiczne pierwiastków bloku f [2]. Wśród technik

stosowanych do wstępnej izolacji lub/i wzbogacania jonów lantanowców i aktynowców największą

popularnością cieszy się ekstrakcja do fazy stałej [3]. Klasyczne adsorbenty stosowane w ekstrakcji

coraz częściej zastępowane są przez różnego rodzaju nanomateriały, które charakteryzują się dużą

powierzchnią właściwą oraz pojemnością sorpcyjną. Nanomateriały umożliwiają szybką i ilościową

sorpcję analitów, a także, co jest niezwykle istotne podczas analizowania próbek ciekłych, wysoki

stopień dyspersji w roztworach.

Celem prowadzonych badań było opracowanie metody zatężania i oznaczania śladowych ilości jonów

Th opartych na połączeniu dyspersyjnej ekstrakcji do mikro-fazy stałej (DMSPE) oraz rentgenowskiej

spektrometrii fluorescencyjnej z dyspersją energii (EDXRF). W charakterze adsorbentów zastosowane

zostały utlenione wielościenne nanorurki węglowe oraz tlenek grafenu modyfikowany

β-cyklodekstrynami. Dla uzyskania najlepszego odzysku oznaczanych pierwiastków sprawdzony został

wpływ takich parametrów jak pH, objętość próbki, masa adsorbentu oraz czas prowadzenia procesu

sorpcji. Przebadany został także mechanizm sorpcji jonów Th na powierzchni nanomateriałów

węglowych (izotermy adsorpcji, pojemność adsorpcyjna, kinetyka).

Literatura 1 X. Du, T. E. Geaedel, Sci. Rep. 145 (2011) 1–4

2 Y. Yang, J. Liu, L. Yang, K. Li, H. Zhang, L. Shunzhong, L. Rao, Dalton Trans. 44 (2015) 8959–8970

3 K. Pyrzyńska, A. Kubiak, I. Wysocka, Talanta 154 (2016) 15–22