Mgr Małgorzata Mościpan – II rok studiów




Oznaczanie związków endokrynologicznie czynnych w próbkach środowiskowych

Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr P. Wieczorek

Słowa kluczowe: ksenobiotyki, związki endokrynologicznie czynne, polimery z odciskiem molekularnym, unieruchomione membrany ciekłe


Cele projektu

Głównym celem projektu będzie opracowanie metod oznaczania związków endokrynologicznie czynnych przy wykorzystaniu zarówno klasycznych metod analitycznych, jak i z zastosowaniem specyficznych sorbentów, jakimi są polimery z odciskiem molekularnym.

Związki endokrynologicznie czynne (EDCs) są to substancje pochodzenia egzogennego wykazujące właściwości estrogenów. Stanowią one grupę związków chemicznych ingerujących w syntezę hormonów endogennych, ich wydzielanie, transport i usuwanie. Prowadzą do zaburzeń funkcjonowania układu dokrewnego, immunologicznego oraz sprzyjają rozwojowi niektórych typów nowotworów. Do EDCs należy wiele substancji znajdujących szerokie zastosowanie w przemyśle, rolnictwie czy gospodarstwie domowym (m.in. alkilofenole, ftalany, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, polichlorowane bifenyle, dioksyny oraz niektóre pestycydy). Obecne są w wodach, glebie i powietrzu. Wiele z nich charakteryzuje się dużą trwałością i kumulują się w środowisku oddziaływując na ekosystemy[1, 2].

Związki te występują jednak w środowisku w niewielkich stężeniach, a analizie poddawane są próbki o złożonym składzie matrycy – zatem konieczne jest opracowanie metod umożliwiających wydzielenie, oczyszczenie i zatężenie badanego analitu. Użyteczne do tego celu okazać się mogą polimery z odciskiem molekularnym, znajdujące zastosowanie jako selektywne sorbenty w ekstrakcji do fazy stałej.

Polimery tego typu uzyskiwane są poprzez wdrukowanie w syntetyczne usieciowane polimery miejsc rozpoznawania charakterystycznych dla określonej cząsteczki-wzorca. Miejsca te powstają w wyniku kopolimeryzacji monomerów funkcyjnych ze środkiem sieciującym w obecności cząsteczek matrycy. Z uzyskanego polimeru następnie usuwa się wzorzec, a utworzone w ten sposób miejsca rozpoznawania są wielkością i kształtem komplementarne do wzorca [3, 4].


Literatura:

[1]. A. Biłyk, G. Nowak – Piechota, Zanieczyszczenie środowiska substancjami powodującymi zakłócenie funkcji endokrynologicznych organizmu; Ochrona środowiska, nr 3, 2004r.;

[2]. D. O. Morris, J. A. Carr, Endocrine Disruption: Biological basis for health effect in wildlife and human, Oxford University Press;

[3]. A. G. Mayes, K. Mosbach, Molecularly Imprinted polymer: useful material for analytical chemistry?, Trends in Analitical Chemistry, vol. 16, no 6, 1997r.;

[4]. O. Rastrom, K. Mosbach, Synthesis and catalysis by molecularly imprinted materials, Current Opinion In Chemical Biology, 1999r., 759-764


Planowane metody i narzędzia badawcze

Do wydzielania, oczyszczania i zatężania związków endokrynologicznie czynnych zastosowane zostaną techniki ekstrakcyjne, w tym ekstrakcja do fazy stałej z wykorzystaniem polimerów z wdrukowanym śladem cząsteczki jako selektywnych sorbentów. MIPy dla związków endokrynnych jako wzorców zostaną zsyntezowane przy zastosowaniu odpowiednio dobranych monomerów funkcyjnych (kwas metakrylowy, winylopirydyna, akrylamid), środka sieciującego (dimetakrylan glikolu etylenowego, trimetakrylan trimetylopropanu) i środka porogennego (m.in. acetonitryl, chloroform, toluen, chlorek metylenu). Inną wykorzystywaną metodą będzie ekstrakcja membranowa z wykorzystaniem unieruchomionych membran ciekłych (Supported Liquid Membrane, SLM) w postaci włókien kapilarnych i płaskich arkuszy. Do analizy próbek wykorzystam wysokosprawną chromatografię cieczową HPLC.



Innowacyjność oraz przydatność dla rozwoju regionu

Znaczna część planowanego zakresu badań obejmować będzie opracowanie metody wydzielania związków endokrynnych z zastosowaniem zsyntezowanych polimerów z odciskiem molekularnym w ekstrakcji do fazy stałej oraz wykorzystanie unieruchomionych membran ciekłych.

Substancje takie jak alkilofenole (bisfenol A, nonylofenol), ftalany, związki polichlorowane i polibromowane są szeroko wykorzystywane w przemyśle tworzyw sztucznych. Znalazły zastosowanie przy wytwarzaniu wysokojakościowych wyrobów z przezroczystych plastików (np. butelek do karmienia niemowląt), a także jako składniki żywic wyścielających metalowe puszki na żywność. Z przeprowadzonych badań wynika, że związki te wykazują niekorzystny wpływ na układ hormonalny, prowadząc do groźnych powikłań zdrowotnych. Dlatego też tak ważnym zagadnieniem jest monitorowanie obecności tych związków m.in. w odżywkach, żywności oraz produktach przeznaczonych dla dzieci. Również na terenie naszego województwa funkcjonują zakłady zajmujące się produkcją odżywek i żywności przeznaczonej dla dzieci i niemowląt. Prowadzone badania przyczynić się mogą do opracowania prostej, niedrogiej i skutecznej metody oznaczania tych związków w produktach żywnościowych.

Związkami endokrynnie czynnymi są również niektóre pestycydy, znajdujące szerokie zastosowanie w rolnictwie, które w naszym regionie jest wysoko rozwinięte. Skutkuje to tym, że do środowiska dostają się duże ilości środków ochrony roślin, które w swoim składzie zawierać mogą substancje wykazujące potencjał endokrynny. Konieczne zatem staje się monitorowanie ich zawartości głównie w środowisku wodnym, gdzie mogą oddziaływać niekorzystnie na organizmy wodne.





dol