Mgr inż. Anna Chrzanowska



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

Wydzielanie i oznaczanie związków endokrynologicznie czynnych w próbkach środowiskowych

Słowa kluczowe: ksenobiotyki, związki endokrynologicznie czynne, fitoestrogeny, polimery z odciskiem molekularnym

Cele projektu

Zgodnie z definicją ksenobiotykiem nazywa się obcą substancję nie będącą naturalnym składnikiem organizmu, nie produkowaną przez niego ani nie przyjmowaną w normalnych warunkach wraz z pożywieniem.

Wśród ksenobiotyków ważną grupę stanowią związki endokrynologicznie czynne (ang. endocrine disrupting compounds EDCs), czyli substancje egzogenne, które poprzez swoje podobieństwo do naturalnych hormonów endogennych mogą mieć wpływ na ich prawidłowe działanie (transport, wchłanianie, wydalanie, itp.), a przez to zaburzać gospodarkę hormonalną organizmu [1,2].

Wśród EDCs można wyróżnić związki naturalne oraz syntetyczne. W ciągu ostatniego roku obiektem moich badań były związki naturalne, a w szczególności fitoestrogeny będące naturalnymi drugorzędowymi metabolitami roślin [3]. Ze względu na szereg właściwości jakie fitoestrogeny wykazują, zainteresowanie nimi na przełomie ostatnich kilku lat znacznie wzrosło. Prowadzone do tej pory badania nie potwierdziły jednoznacznie wpływu, jaki fitoestrogeny mogą wywoływać na organizm człowieka. Z jednej strony donosi się o ich korzystnym działaniu na choroby układu sercowo-naczyniowego i łagodzenie objawów osteoporozy i menopauzy. Z drugiej strony – jako związki endokrynologicznie czynne, mogą się przyczyniać do powstawania zaburzeń w zachowaniach seksualnych, w rozwoju układu rozrodczego, różnicowaniu seksualnym mózgu oraz mogą być jednym z czynników związanych z powstawaniem raka piersi (poprzez swoje podobieństwo do estradiolu). [4]

Planowane metody i narzędzia badawcze

Prowadzone przeze mnie badania podzielone są na dwa zasadnicze etapy:

Pierwszym etapem jest wydzielenie, oczyszczenie oraz zatężenie badanej próbki – czyli ogólnie etap jej przygotowania. Aktualnie jestem w trakcie opracowywania efektywnej metody ekstrakcji do fazy stałej (SPE) z zastosowaniem polimerów z odciskiem molekularnym (ang. molecularly imprinted polymers MIPs) jako selektywnych sorbentów. Szereg korzyści związanych z zastosowaniem MIP-ów (np. stabilność chemiczna, termiczna i mechaniczna czy prostota użycia) sprawia, że jest to jedna z najbardziej godnych uwagi i przetestowania metod oznaczania badanych przeze mnie substancji.

W ciągu najbliższego roku planuję również użycie unieruchomionych ciekłych membran (ang. supported liquid membranes SLM) w postaci płaskich arkuszy oraz włókien kapilarnych.

Obie wyżej wymienione techniki jak do tej pory nie były wykorzystywane lub były wykorzystywane w bardzo niewielkim stopniu w analizie fitoestrogenów, co otwiera przede mną możliwości opracowania metod innowacyjnych i nowatorskich.

Drugi etap badań obejmuje metody oznaczania badanych związków. Ponieważ w literaturze znaleźć można opracowania analizy fitoestrogenów z wykorzystaniem wysokosprawnej chromatografii cieczowej (ang. high pressure liquid chromatography HPLC) oraz elektroforezy kapilarnej (ang. capillary electrophoresis CE) z odpowiednimi detektorami, moja rola będzie polegała na zoptymalizowaniu opracowanych już warunków poprzez operowanie warunkami analizy (temperaturą, odpowiednim doborem eluentów, szybkością przepływu, itd.). Mam nadzieję, że pozwoli to na lepszy rozdział i skrócenie czasu analizy.

Wpływ realizacji projektu na wzrost innowacyjności gospodarki regionu poprzez zintensyfikowanie powiązań między nauką i przemysłem, w tym określenie możliwości zastosowania wyników badań w konkretnym sektorze bądź przedsiębiorstwie

Związki endokrynologicznie czynne, zarówno naturalne, jak i syntetyczne, są substancjami, z którymi mamy do czynienia na każdym kroku. Ponieważ nie ma możliwości wyeliminowania ich z otoczenia, konieczne jest przynajmniej monitorowanie ich obecności i ilości w środowisku i w organizmach żywych. Wiele spośród tych substancji nie podlega na chwilę obecną żadnym uregulowaniom prawnym – co więcej – wpływ wielu z nich na organizmy żywe nie jest jeszcze do końca poznany.

Ponieważ stosowane do tej pory metody przygotowywania próbek (takie jak ekstrakcja ciecz – ciecz), posiadają szereg wad i ograniczeń (jak np. znaczne zużycie rozpuszczalników czy czasochłonność procesu), poszukuje się nowych, lepszych metod lub modyfikuje już istniejące. Zarówno unieruchomione ciekłe membrany, jak i polimery z odciskiem molekularnym skupiają najkorzystniejsze cechy tradycyjnych ekstrakcji jak i klasycznych procesów membranowych, takich jak prostota, wysoka selektywność i stosunkowo niewielkie koszty.

Opracowane przeze mnie techniki efektywnego wydzielania i oznaczania fitoestrogenów, zarówno w odniesieniu do gospodarki regionu, jak i krajowej, docelowo mogą znaleźć zastosowanie w zakładach zajmujących się monitoringiem zanieczyszczeń środowiska (na terenie woj. opolskiego np. Wojewódzki Inspektorat Ochrony Środowiska), oczyszczalniach ścieków, itp.

Literatura

1. J.P. Sumpter, Toxicology Letters, 1998, 102, 337-342.

2. A. Biłyk, G. Nowak-Piechota, Ochrona środowiska, 2004, 26, 29-35.

3. B.J. Kariyil, Veterinary World, 2010, 3, 43-45.

4. H.B. Patisaul, W. Jefferson, Frontiers in Neuroendocrinology, 2010, 31, 400–419.





dol