LACINA, P. Využití plynové chromatografie s hmotnostně spektrometrickou detekcí pro posouzení kontaminace odpadních a povrchových vod rezidui léčiv [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2012.
Ing. Petr Lacina nastoupil na doktorské studium studijního oboru Chemie a technologie ochrany životního prostředí v roce 2009/2010, bezprostředně po ukončení magisterského studijního programu ve stejném studijním oboru. Přihlásil se k řešení problematiky, kterou již řešil dříve v rámci své diplomové práce, a to stanovení léčiv metodou GC/MS. Proto ve svých experimentech navazoval na výsledky své diplomové práce. Během doktorského studia splnil Ing. Petr Lacina veškeré pedagogické povinnosti předepsané v daném období studijním a zkušebním řádem DSP. Kromě toho se také aktivně zapojoval do veškerého dění na ústavu a na FCH VUT v Brně. V průběhu svého pedagogického působení participoval zejména na výuce v oblasti organické chemie a analytické chemie, kde vedl praktická a výpočtová cvičení. Kromě toho zajišťoval výuku některých speciálních úloh v rámci předmětů Praktická cvičení z instrumentální analýzy a Praktická cvičení z environmentální analýzy. Rovněž řešil dva projekty FRVŠ, jednou jako spoluřešitel, podruhé jako hlavní řešitel. Pro splnění cílů své doktorské disertační práce prostudoval značné množství odborné literatury a výborně se tak připravil na řešení experimentálních úkolů; pro získání maximálních teoretických i praktických poznatků z oblasti instrumentální analýzy se zúčastnil celé řady krátkodobých i dlouhodobých školení organizovaných VŠCHT v Praze, UK v Praze, MU v Brně a Akademií věd ČR, případně firmami dodávajícími příslušnou přístrojovou techniku, a to především v oblasti hmotnostní spektrometrie. Pro úspěšné řešení problematiky stanovení reziduí léčiv ve vodách musel Ing. Petr Lacina zvládnout velké množství preanalytických i analytických technik. V průběhu zpracování své diplomové a disertační práce disertace si dokonale osvojil veškerou laboratorní techniku, kterou pro svá měření používal, především techniku GC-GC/TOF-MS. Vzhledem k tomu, že patří na FCH k excelentním pracovníkům v oblasti separačních metod, pomáhal v průběhu svého doktorského studia celé řadě studentů při řešení jejich experimentů. Výsledky své práce průběžně prezentoval na seminářích, konferencích a sympoziích v ČR i v zahraničí, zde převážně formou posterů. Proto mohu konstatovat, že výsledky výzkumné i pedagogické činnosti Ing. Petra Laciny jsou přínosem nejen pro obor Chemie a technologie ochrany životního prostředí, v rámci kterého obhajuje svoji disertační práci, ale především také pro výzkumnou a edukační činnost prováděnou na celé FCH VUT v Brně. Na základě uvedených skutečností lze konstatovat, že Ing. Petr Lacina předložil hodnotnou disertační práci zaměřenou na problematiku stanovení reziduí léčiv přítomných ve vodním ekosystému, ve které je obsaženo značné množství prioritních výsledků. Na základě toho doporučuji přijmout jeho práci k obhajobě a jmenovanému udělit po jejím úspěšném průběhu vědeckou hodnost Ph.D. Brno, 18.5.2012 prof. RNDr. Milada Vávrová, CSc., školitel
Disertační práce Ing. Petra Laciny se zabývá aktuální otázkou výskytu reziduí nesteroidních protizánětlivých látek ve vodním ekosystému se zaměřením na odpadní vody v městě Brně a dvě moravské řeky, Svitavu a Svratku. Je sestavena jako poměrně rozsáhlý souborný spis (133 stran) se standardním strukturováním, které je plně vyhovující a jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují. Po stručném úvodu do problematiky je zařazena teoretická část (48 stránek), na kterou navazuje experimentální část popisující použité metody a postupy (8 stránek). Výsledky jsou prezentovány a diskutovány na 32 stránkách, poté následuje jednostránkový závěr. Seznam citovaných literárních zdrojů obsahuje 145 položek. V poslední části práce jsou specifikována odběrová místa a dále i ukázky chromatogramů a spekter. Po stránce formální je práce zpracována pečlivě, rovněž i jazyková úroveň je velice dobrá. Prohřešků proti pravidlům jazyka českého lze nalézt minimum, nejčastějším je špatné kladení čárek. Ke grafické úrovni rovněž nelze mít kritických připomínek. Jednotlivé kapitoly přeložené disertační práce jsou sepsány vyváženě a v rozsahu potřebném pro dostatečné uvedení čtenáře do studované problematiky. Jsou popsány vlastnosti léčiv (včetně zajímavého historického exkursu), je uvedena spotřeba léčiv v ČR za poslední období. Rovněž je diskutována otázka kontaminace vodního ekosystému rezidui léčiv a využívané metody analýzy těchto kontaminantů vodního ekosystému. Tato část je zpracována velmi přehledně a názorně. Z pohledu věcné správnosti bych v teoretické části vyslovil podiv nad uvedením čistícího zařízení jako součásti plynového chromatografu. U hmotnostního spektrometru je obvyklé hovořit o iontovém zdroji, nikoliv o ionizační komoře. Ve výčtu nosných plynů využívaných v plynové chromatografii uchazeč uvedl na druhém místě argon, který se využívá výjimečně, naopak se nezmínil o vodíku, který například se v laboratořích ÚCHTOŽP využívá hojně. Z popisu injektoru se jeví, jako by liner měl své vlastní vyhřívání (str. 50), tvrzení o nastavení teploty lineru o 50° nad teplotu kolony je nelogické. Jaký je rozdíl mezi teplotou lineru a teplotou nástřiku? Kolony s „mechanicky“ smočenou stacionární fází se dneska prakticky nepoužívají, byly vytlačeny kolonami s chemicky vázanými (imobilizovanými) stacionárními fázemi. V experimentální části je popsána vlastní aktivita disertanta, v jejímž rámci byla vyvinuta metoda pro stanovení vybraných nesteroidních protizánětlivých látek ve vodách, a to jak odpadních, tak i povrchových. Metoda založená na extrakci tuhou fází, derivatizaci a finální analýze pomocí kompletní dvojrozměrné plynové chromatografie byla v jednotlivých krocích pečlivě optimalizována a validována. Tato metoda byla pak použita pro analýzu vzorků povrchových vod ve dvou moravských řekách a odpadních vod na vstupu a výstupu z brněnské čistírny odpadních vod. Získané výsledky jsou pak prezentovány a diskutovány v závěrečné části práce, a to jednak v tabulkové formě, jednak i graficky. Tato část práce je zpracována velmi pečlivě a názorně. Při celkovém zhodnocení předložené disertační práce konstatuji, že autor prokázal svoji schopnost tvořivé vědecké práce, a to vyvinutím metody stanovení nesteroidních protizánětlivých látek ve vodách založené na izolaci sledovaných látek z matric pomocí extrakce tuhou fází, následované jejich derivatizací a finální analýzou využívající GCxGC-TOF MS. Optimalizovaná a validovaná metoda byla použita pro analýzu série reálných výsledků, čímž byly získány originální výsledky o kontaminaci vzorkovaných lokalit sledovanými kontaminanty. Jejich kvalitu dokládá skutečnost, že již byly předloženy odborné veřejnosti ve 4 publikacích v impaktovaných časopisech (ve dvou případech je uchazeč prvním autorem) a v 9 prezentacích na konferencích v tuzemsku i zahraničí. Vzhledem ke skutečnostem uvedeným v předchozím textu doporučuji, aby disertační práce byla přijata k obhajobě a po jejím úspěšném obhájení nechť je jejímu autorovi Ing. Petru Lacinovi v souladu příslušnými zákonnými ustanoveními udělen akademický titul „doktor“ (Ph.D.) ve studijním oboru Chemie a technologie ochrany životního prostředí.
Předložená dizertační práce se zaměřila na velmi aktuelní problematiku. Výskyt reziduí farmak ve vodním ekosystému je spojen s celou řadou ekotoxikologických rizik. Pro sledování průniku těchto nežádoucích kontaminantů do odpadních vod, které jsou jejich hlavním zdrojem, je samozřejmě nutné disponovat vhodnými analytickými postupy, které umožní identifikaci a kvantifikaci cílových analytů i na velmi nízkých hladinách. Dizertační práce, která přináší novou metodu pro stanovení v ČR hojně používaných nesteroidních protizánětlivých látek, je členěna do 8 kapitol dle běžných zvyklostí. Celkem je sepsána na 133 stranách, zahrnujících příslušné texty, tabulky, grafy a obrázky, v závěru jsou shrnuty publikační aktivity doktoranda. Vyváženě strukturovaná teoretická část přináší komplexní informace o problematice kontaminace vodního ekosystému rezidui léčiv. Popsány jsou podrobně i jejich fyzikálně chemické vlastnosti a léčebné efekty. Velká pozornost je věnována strategii stanovení léčiv ve složkách prostředí a podrobněji jsou prezentovány i nejvýznamnější techniky pro tento účel používané. Experimentální část je založena na volbě moderní analytické techniky – dvourozměrné plynové chromatografie spojené s hmotnostně spektrometrickou detekcí využívající průletový analyzátor (GCxGC/TOFMS). V rámci vývoje a validace analytické metody byly optimalizovány relevantní kroky včetně derivatizace analytů a jejich izolace / předkoncentrace pomocí techniky SPE. Ing. Lacina prokázal vysokou odbornou kompetenci jak při realizaci technicky náročných experimentů tak i při zpracování a interpretaci generovaných dat. Výstupy své práce prezentoval v rámci 4 publikací v impaktovaných časopisech, vystoupil i na různých odborných setkáních a symposiích. Celkové zhodnocení dizertační práce: V rámci dizertační práce byla vyvinuta nová originální metoda SPE-GCxGC/TOFMS pro stanovení významné skupiny léčiv, které znečisťují vodní ekosystém. Aplikace této metody umožnila získání řady zajímavých poznatků o kontaminaci různých typů vod a je vhodná nejen pro rutinní monitoring ale i pro posuzování funkce čistíren odpadních vod. I přes některé drobné připomínky hodnotím dizertační práci, jak z hlediska odborného tak i pokud jde o úroveň prezentace, jako výbornou. Závěr Předložená dizertační práce paní Ing. Petra Laciny splňuje po stránce vědecké, obsahové a formální požadavky stanovené příslušnými vyhláškami pro získání vědecko-akademické hodnosti. Na základě uvedeného navrhuji panu Ing. Petru Lacinovi po úspěšné obhajobě dizertační práce udělení vědecko-akademické hodnosti Ph.D. ve studijním oboru 2805V003 Chemie životního prostředí.
Predložená dizertačná práca Ing. Petra Lacinu predstavuje samostatný súborný vedecký spis s klasickým členením na úvod, teoretickú časť (48 strán), experimentálnu časť (8 strán), výsledky a diskusia (32 strán) a záver. V siedmych prílohách sú podrobnejšie zdokumentované experimentálne výsledky a ukážky z experimentu. V súčasnej dobe sa vo svete venuje zvýšená pozornosť problematike rezíduí liečiv nielen v potravinovom reťazci, ale aj v ekosystéme, ako sú odpadové a povrchové vody. Preto aj dizertačná práca sa zaoberá vysoko aktuálnou a zaujímavou problematikou analýzy rezíduí liečiv v odpadových a povrchových vodách s využitím najmodernejších metód, ako je dvojrozmerná plynová chromatografia s hmotnostno-spektrometrickou detekciou. V úvode autor konštatuje, že skupina nesteroidných protizápalových látok (NSAD), ako skupina liečiv s najväčšou spotrebou v celosvetovom meradle, sa stáva vážnym problémom už aj pre ekosystém. A z toho vyplýva aj potreba sledovania týchto látok v životnom prostredí. Autor v úvode zároveň uvádza cieľ a zameranie štúdie. Práca je zameraná na vývoj a optimalizáciu metódy na stanovenie NSAD (analgetík) v odpadových a povrchových vodách. V teoretickej časti o liečivách autor popisuje rozdelenie týchto látok, základné údaje o jednotlivých analgetikách, ktoré sú ďalej predmetom práce. V niekoľkých grafoch uvádza zaujímavé údaje o spotrebe jednotlivých analgetík v ČR za obdobie rokov 2006 až 2010. Dotýka sa problematiky liečiv, ktoré sa vylučovaním z organizmu dostavajú do životného prostredia, ich osudom a ekotoxickými účinkami. V analytickej časti tejto kapitoly sú uvedené teoretické poznatky extrakčných metód, ako je extrakcia na tuhej fáze, ktorá je v súčasnosti predstavuje kľúčovú metódu úpravy, spracovania a zakoncentrovania analytických vzoriek. A nakoniec samotná plynová chromatografia (GC) s teoretickými poznatkami o ortogonalnej komplexnej dvojrozmernej plynovej chromatografii s hmotnosne spektrometrickou detekciou. Táto časť je vynikajúco doplnená obrázkami, schémami kolobehu liečiv, analytických zariadení a analytických postupov. Zvolené metódy a postupy spracovania uvedené experimentálnej časti sú adekvátne zameraniu štúdie. Osobitná pozornosť je venovaná optimalizácii derivatizácie a optimalizácii účinnosti SPE. Podrobne sú popísané postupy a metódy od odberu vzorky až po analýzu GCxGC-MS TOF. Výsledky dizertačnej práce a nové poznatky Doktorand pomerne rozsiahlym systematickým štúdiom získal cenné pôvodné poznatky v predmetnej oblasti, ktoré svedčia o správnosti výberu a perspektívach uvedených postupov. Práca prináša nové poznatky v oblasti stopovej analýzy liečiv s využitím dvojrozmernej plynovej chromatografii s hmotnostno spektrometrickou detekciou. Značná časť práce je venovaná výberu a optimalizácii derivatizačného činidla a optimalizácii účinnosti SPE. Obrázky, grafy a tabuľky sú prehľadné a dobre skomentované. Metódy merania a spracovania výsledkov boli zvolené správne a štatisticky vyhodnotené. V závere sú zhodnotené dosiahnuté výsledky. Konštatujem, že stanovené ciele, ako sú popísané a komentované vo výsledkoch, boli všetky splnené. Dizertačná práca predstavuje nepochybne vedecký a technický prínos v podobe nových poznatkov a aplikácie navrhnutej metódy pre stanovenie rezíduí liečiv v odpadových a povrchových vodách. Zároveň výsledky dizertácie dizertant publikoval v impakt faktorových časopisoch ako 1. autor 2x a spoluautor tiež 2x. Abstrakty a príspevky konferencií predstavujú 9 publikácií. Dizertačná práca Ing. Petra Lacinu prináša nové poznatky v oblasti plynovej chromatografie s MS detekciou pri stanovení vybraných liečiv v odpadových a povrchových vodách. Jednoznačne poukazuje na zvládnutie metodiky vedeckej práce a schopnosť samostatne tvorivo vedecky pracovať. Vyššie uvedené pripomienky k dizertačnej práci neznižujú jej pozitíva a dosiahnuté výsledky. Preto na základe uvedených skutočností doporučujem dizertačnú prácu Ing. Petra Lacinu k obhajobe a na základe úspešnej obhajoby udeliť akademický titul doktor, „philosophiae doctor“ v skratke „PhD“ v doktorandskom študijnom programe „Chemie a technologie ochrany životního prostředí“.
eVSKP id 57447