Jak se měří VZDUCH | LabRulez LCMS

Jak se měří VZDUCH

Kvalita ovzduší se u nás dlouhodobě zlepšuje, ale stále je na čem pracovat. Vědci nyní přicházejí s inkubátorem na sledování znečištění.
Video placeholder
  • Foto: Pixabay/alyoshine: Jak se měří VZDUCH
  • Video: Týden vědy a techniky AV ČR: Adaptace lidské populace na prostředí jako mechanismus redukce civilizačních chorob

Silnicemi kličkují troubící motorky, auta, autobusy a náklaďáky. Dieselové motory za sebou nechávají oblaka tmavého dýmu. Vozidla, z nichž velká část už má leccos za sebou, se pohybují po rozkopaných cestách. Vedle jedovatého koktejlu zplodin z výfuků se do ovzduší dostává také spousta prachu. Vozovky navzdory tomu lemují prodavači oblečení a dalších drobností, kteří trpělivě sedí a doufají, že se u nich některý kolemjdoucí zastaví. Na vystavené zboží se přitom vytrvale snáší šedivý prach. Jak asi vypadají plíce prodejců, raději ani nepřemýšlet.

NEUSTÁLE PŘEKRAČUJÍ LIMITY

Takový obrázek nabízí Káthmándú, hlavní město Nepálu. Zdejší ovzduší patří mezi celosvětově nejvíce znečištěné. Každý rok v této zemi kvůli špatné kvalitě ovzduší zemře skoro deset tisíc lidí. Nejen v Nepálu ale stojí za to věnovat se zkvalitnění toho, co dýcháme. Z údajů Světové zdravotnické organizace vyplývá, že s velmi znečištěným vzduchem se globálně potýká devět z deseti lidí a ročně způsobí úmrtí sedmi milionů lidí. Patří do první desítky nejčastějších příčin předčasné smrti. Ve srovnání s Čínou, Indií nebo Pákistánem je na tom Česká republika samozřejmě dobře. Někdo by si mohl myslet, že až tak dobře, že v tomto směru není potřeba mít žádné obavy. To ale není úplně pravda, byť se u nás dlouhodobě kvalita ovzduší zlepšuje. Na řadě míst koncentrace znečišťujících látek s negativními dopady na lidské zdraví každoročně překračují stanovené limity.

JAKÉ LÁTKY V OVZDUŠÍ NÁM ŠKODÍ 

V České republice dělá v ovzduší hlavní problém několik látek. Jde o polycyklický aromatický uhlovodík benzo(a)pyren, který je silně karcinogenní a mutagenní. Poškozuje mnoho tkání, orgánů, nervový či imunitní systém. Vyskytuje se v uhelném dehtu, výfukových plynech, při spalování organických materiálů – třeba v tabáku nebo grilovaných potravinách.

Našim plicím a kardiovaskulárnímu systému škodí také pevné částice označené jako PM 10 a PM 2,5. I ony vznikají při spalování a jsou součástí výfukových plynů, patří mezi ně ale také prašnost nejrůznějšího typu, související například se stavební činností. Uvedená čísla 10 nebo 2,5 udávají maximální velikost částic v mikrometrech neboli miliontinách metru. Pozor bychom si měli dát rovněž na přízemní ozon. Způsobuje pokles kapacity plic v závislosti na jeho koncentraci a na hloubce dýchání. Ozon může vést ke vzniku zánětlivých onemocnění plic a snížení jejich funkce. Všechny uvedené látky se standardně monitorují.

Existují také rizikové chemické sloučeniny, které se běžně nesledují. Konkrétně 3-nitrobenzantron, obsažený ve výfukových plynech naftových motorů. Ze všech známých látek má přitom jeden z nejvyšších mutagenních účinků. I v tomto směru může posloužit nový inkubátor, který umožňuje sledovat dopady rizikových látek na živé buňky.

Podle Českého hydrometeorologického ústavu jsou dlouhodobě nejvíce zatíženy aglomerace měst Ostrava/Karviná/Frýdek-Místek a některé lokality na střední Moravě. K regionům se zhoršenou kvalitou ovzduší patří i hlavní město Praha, dále Brno a střední, severovýchodní a severozápadní Čechy. Za jeden ze zásadních problémů současné doby tento stav považuje také Radim Šrám, předseda Komise pro životní prostředí AV ČR: „Prokazatelně negativně působí na lidské zdraví, zejména na těhotné ženy a na vývoj plodu, ale také na centrální nervový systém, což ovlivňuje i stárnoucí populaci.“

JAKO KRABIČKA NA SVAČINU

V Ústavu experimentální medicíny AV ČR proto vznikl malý pomocník, který přispěje k monitorování toho, co dýcháme. Vypadá jako krabička na svačinu a také je podobně velký. Ve srovnání s ní je ale mnohem těžší a nahoře má zahnu-tou bílou hadičku. Málokoho by napadlo, že se jedná o nově patentovaný přístroj, který pomáhá sledovat kvalitu ovzduší. Řeč je o toxikologickém inkubátoru. Vznikal dva roky ve spolupráci s Fakultou strojní ČVUT, jež měla na starosti technickou část výroby. Zařízení dokáže vytvořit podmínky, za kterých je možné sledovat vliv škodlivých částic, a hodí se zejména na přesné měření škodlivosti emisí spalovacích motorů v reálném provozu. Díky své velikosti se dá snadno přenášet.

Toxikologický inkubátor se testoval v experimentální provozovně ČVUT. Vývojáři ještě chtějí zjistit, jak funguje přímo v terénu. Vědci ho již letos v létě patentovali, přesto ale nečekají, že by o něj projevila zájem komerční sféra, třeba automobilky. Práce s ním totiž není jednoduchá, vyhodnocování výsledků je expertní záležitostí. Poptávka by tak mohla přijít spíše od výzkumných institucí.

Za správné fungování biologické části inkubátoru zodpovídal Pavel Rössner z Ústavu experimentální medicíny AV ČR. Podle jeho slov u nás existují tři hlavní skupiny znečišťovatelů – průmyslové podniky, lokální topeniště a automobilová doprava. Hlavním problémem je právě automobilová doprava, která stále narůstá. Průměrné stáří osobních vozů je u nás patnáct let, což se negativ-ně odráží na produkci výfukových plynů.

INKUBÁTOR JAKO UMĚLÉ PLÍCE

Vědci z Ústavu experimentální medicíny AV ČR dosud zachytávali částice ze vzduchu na speciální filtry, z nichž je potom chemicky extrahovali a ve sterilním prostředí testovali na buňkách. Tyto „in vitro“ testy však mají tendenci obrázek zhoršovat, protože využívají pouze extrakty škodlivin. Inkubátor naproti tomu pracuje s reálným složením ovzduší a do jisté míry simuluje plíce. Nabízí tak skutečnou představu toho, co dýchá člověk, když jde třeba po ulici. Inkubátor simuluje lidskou dýchací soustavu. Podobně jako plíce používá i tekutinu. Přístroj nasává vzduch do trubic, které do něj vedou a ústí v jamkách s kultivačním médiem. V nich jsou narostlé například buňky odvozené z bronchiální tkáně dárců. Vědci pak sledují, jak zasažené buňky na různé látky reagují.

AVČR/ČVUT/ČZU: Přenosný inkubátor pro testování toxicity látek v ovzduší

Hovoří se především o vlivu naftových motorů. A informace jsou leckdy protichůdné – jednou se můžeme dočíst, jak moc jsou škodlivé, jindy zase, že ty současné už tolik závadné nejsou. „Je pravda, že díky katalyzátorům produkují moderní dieselové motory méně pevných částic než benzinové, produkce oxidů dusíku je ale u dieselových motorů stále vyšší,“ uvádí Pavel Rössner informace na pravou míru.

O DVA ROKY MÉNĚ

Na rizika spojená se životem ve znečištěných oblastech dlouhodobě upozorňuje už zmíněný genetik Radim Šrám. V devadesátých letech minulého století založil a koordinoval vědecký projekt nazvaný Program Teplice, který se zabýval dopady znečištěného životního prostředí na zdraví obyvatel v pánevních oblastech. Se zdravotními potížemi se tamní obyvatelé potýkají dodnes. „Je nutné analyzovat, jaké změny zdravotního stavu byly v období před třiceti lety identifikovány, a navrhnout opatření, která by měla současnou situaci zlepšit,“ konstatuje.

V osmdesátých letech 20. století byla pánevní oblast v severozápadních Čechách spolu s přilehlými částmi Polska a tehdejší Německé demokratické republiky územím s nejvíce znečištěným ovzduším v Evropě. Právem se mu říkalo černý trojúhelník. Lidé dýchali vzduch s vysokou koncentrací karcinogenního benzoapyrenu a dalších látek. Postupně došlo k významnému zlepšení na úroveň jiných oblastí republiky, ale důsledky předchozí situace ovlivňují zdraví obyvatel i nadále. „Proto je nutné považovat populaci pánevních okresů Ústeckého kraje za trvale poškozenou,“ poznamenává Radim Šrám. Zdravotní stav obyvatel Ústeckého kraje se tak ještě i dnes významně liší od tuzemského průměru. Střední délka života tu činí o dva roky méně. Ženy zde čelí nejvyšší spontánní potratovosti v České republice. Radim Šrám proto doporučuje věnovat v těchto oblastech další prostředky do výzkumu, zdravotní a sociální péče i do školství.

ZÁTĚŽOVÝ TEST

Ústav experimentální medicíny AV ČR se mezitím účastní evropského projektu, který zjišťuje vliv znečišťujících látek ve vzduchu na neurodegenerativní onemocnění, hlavně Alzheimerovu chorobu. Vědci k měření využijí i nový toxikologický inkubátor. Budou sledovat chování buněk při vystavení různým znečišťujícím látkám z dieselových emisí. Nanočástice mohou pronikat z krevního oběhu do mozku. Ačkoli nemusí nutně Alzheimerovu ne-moc přímo způsobovat, mohou její nástup urychlit. Kromě toho by se výsledky z toxikologického inkubátoru mohly v budoucnu stát důležitým podkladem i pro politická rozhodnutí o emisních limitech a podpoře alternativních pohonů a paliv.

V tomto smyslu by bylo dobré rozšířit toxikologický inkubátor i za české hranice. Mohl by pomáhat v zemích, kde jsou na tom lidé s kvalitou ovzduší mnohem hůř než my. Jeho nasazení třeba v ulicích Káthmándú, plných smogu, by vědci mohli brát jako zátěžový test.

RNDr. PAVEL RÖSSNER, Ph.D. (Ústav experimentální medicíny AV ČR)

Je vedoucím oddělení nanotoxikologie a molekulární epidemiologie, kde studuje toxicitu polutantů v ovzduší, zejména ultrajemných částic a nanočástic. Dosud publikoval bezmála stovku odborných článků v zahraničních časopisech. Vystudoval Přírodovědeckou fakultu UK, obor molekulární biologie a genetika. Postgraduální studium absolvoval v Ústavu molekulární genetiky AV ČR. V letech 2003 až 2005 působil jako postdoktorand na Kolumbijské univerzitě v New Yorku.

AVČR: RNDr. PAVEL RÖSSNER, Ph.D. (Ústav experimentální medicíny AV ČR)

Akademie věd České republiky
 

Mohlo by Vás zajímat

Simultaneous analysis of drug substances according to USP assay and impurity methods

Aplikace
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
HPLC
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

Matrix Matching or Isotope Dilution? A Comparison of Two Quantitation Approaches to Determine PFAS in Dairy Milk

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Food Metabolomics of Alcoholic Beverage Using Single-Quadrupole Mass Spectrometer — Oligosaccharide and Polysaccharide Profiling —

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Demonstrating the Applicability of the ACQUITY™ Premier Binary System for Long Shallow Gradient Peptide Mapping Analysis

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
HPLC
Výrobce
Waters
Zaměření
Proteomika

Qualitative Analysis of the Components in Foods Using DART and the Quadrupole Time- of-flight Mass Spectrometer

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, DART
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Video | Článek

Planeta věda - Hmotnostní spektrometrie

Tento díl Planety věda se bude věnovat hmotnostní spektrometrii. Podívejte se záznam pořadu a názor prof. Havlíčka z MBÚ v roce 2006. Byly jeho představy o dalším vývoji hmotnostních spektrometrů správné?
Článek | Zdraví

Ke zkoumání nemocí potřebujeme lepší data. Získáme je v Brně.

Martin Bobák zkoumá, co může za civilizační nemoci jako je Alzheimerova choroba, ADHD nebo alergie. Nový projekt CETOCOEN Excellence (RECETOX), dá jemu i dalším vědcům přesnější data nutná k pokroku ve výzkumu.
Video | Přednáška

TVT 2020 - Mechanismy genotoxických a epigenetických účinků cizorodých látek

Škodlivé látky ve znečištěném ovzduší způsobují změny v DNA, a to jak na úrovni mutací, tak na úrovni aktivity jednotlivých genů. Čemu všemu je lidské tělo vystaveno? Může se na znečištěné ovzduší adaptovat?
 

Mohlo by Vás zajímat

Simultaneous analysis of drug substances according to USP assay and impurity methods

Aplikace
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
HPLC
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

Matrix Matching or Isotope Dilution? A Comparison of Two Quantitation Approaches to Determine PFAS in Dairy Milk

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Food Metabolomics of Alcoholic Beverage Using Single-Quadrupole Mass Spectrometer — Oligosaccharide and Polysaccharide Profiling —

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Demonstrating the Applicability of the ACQUITY™ Premier Binary System for Long Shallow Gradient Peptide Mapping Analysis

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
HPLC
Výrobce
Waters
Zaměření
Proteomika

Qualitative Analysis of the Components in Foods Using DART and the Quadrupole Time- of-flight Mass Spectrometer

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, DART
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Video | Článek

Planeta věda - Hmotnostní spektrometrie

Tento díl Planety věda se bude věnovat hmotnostní spektrometrii. Podívejte se záznam pořadu a názor prof. Havlíčka z MBÚ v roce 2006. Byly jeho představy o dalším vývoji hmotnostních spektrometrů správné?
Článek | Zdraví

Ke zkoumání nemocí potřebujeme lepší data. Získáme je v Brně.

Martin Bobák zkoumá, co může za civilizační nemoci jako je Alzheimerova choroba, ADHD nebo alergie. Nový projekt CETOCOEN Excellence (RECETOX), dá jemu i dalším vědcům přesnější data nutná k pokroku ve výzkumu.
Video | Přednáška

TVT 2020 - Mechanismy genotoxických a epigenetických účinků cizorodých látek

Škodlivé látky ve znečištěném ovzduší způsobují změny v DNA, a to jak na úrovni mutací, tak na úrovni aktivity jednotlivých genů. Čemu všemu je lidské tělo vystaveno? Může se na znečištěné ovzduší adaptovat?
 

Mohlo by Vás zajímat

Simultaneous analysis of drug substances according to USP assay and impurity methods

Aplikace
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
HPLC
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

Matrix Matching or Isotope Dilution? A Comparison of Two Quantitation Approaches to Determine PFAS in Dairy Milk

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Food Metabolomics of Alcoholic Beverage Using Single-Quadrupole Mass Spectrometer — Oligosaccharide and Polysaccharide Profiling —

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Demonstrating the Applicability of the ACQUITY™ Premier Binary System for Long Shallow Gradient Peptide Mapping Analysis

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
HPLC
Výrobce
Waters
Zaměření
Proteomika

Qualitative Analysis of the Components in Foods Using DART and the Quadrupole Time- of-flight Mass Spectrometer

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, DART
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Video | Článek

Planeta věda - Hmotnostní spektrometrie

Tento díl Planety věda se bude věnovat hmotnostní spektrometrii. Podívejte se záznam pořadu a názor prof. Havlíčka z MBÚ v roce 2006. Byly jeho představy o dalším vývoji hmotnostních spektrometrů správné?
Článek | Zdraví

Ke zkoumání nemocí potřebujeme lepší data. Získáme je v Brně.

Martin Bobák zkoumá, co může za civilizační nemoci jako je Alzheimerova choroba, ADHD nebo alergie. Nový projekt CETOCOEN Excellence (RECETOX), dá jemu i dalším vědcům přesnější data nutná k pokroku ve výzkumu.
Video | Přednáška

TVT 2020 - Mechanismy genotoxických a epigenetických účinků cizorodých látek

Škodlivé látky ve znečištěném ovzduší způsobují změny v DNA, a to jak na úrovni mutací, tak na úrovni aktivity jednotlivých genů. Čemu všemu je lidské tělo vystaveno? Může se na znečištěné ovzduší adaptovat?
 

Mohlo by Vás zajímat

Simultaneous analysis of drug substances according to USP assay and impurity methods

Aplikace
| 2022 | Thermo Fischer Scientific
Instrumentace
HPLC
Výrobce
Thermo Fischer Scientific
Zaměření
Farmaceutická analýza

Matrix Matching or Isotope Dilution? A Comparison of Two Quantitation Approaches to Determine PFAS in Dairy Milk

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
Výrobce
Waters
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Food Metabolomics of Alcoholic Beverage Using Single-Quadrupole Mass Spectrometer — Oligosaccharide and Polysaccharide Profiling —

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/MS, LC/SQ
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství

Demonstrating the Applicability of the ACQUITY™ Premier Binary System for Long Shallow Gradient Peptide Mapping Analysis

Aplikace
| 2022 | Waters
Instrumentace
HPLC
Výrobce
Waters
Zaměření
Proteomika

Qualitative Analysis of the Components in Foods Using DART and the Quadrupole Time- of-flight Mass Spectrometer

Aplikace
| 2022 | Shimadzu
Instrumentace
LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, DART
Výrobce
Shimadzu
Zaměření
Potraviny a zemědělství
 

Podobné články

Video | Článek

Planeta věda - Hmotnostní spektrometrie

Tento díl Planety věda se bude věnovat hmotnostní spektrometrii. Podívejte se záznam pořadu a názor prof. Havlíčka z MBÚ v roce 2006. Byly jeho představy o dalším vývoji hmotnostních spektrometrů správné?
Článek | Zdraví

Ke zkoumání nemocí potřebujeme lepší data. Získáme je v Brně.

Martin Bobák zkoumá, co může za civilizační nemoci jako je Alzheimerova choroba, ADHD nebo alergie. Nový projekt CETOCOEN Excellence (RECETOX), dá jemu i dalším vědcům přesnější data nutná k pokroku ve výzkumu.
Video | Přednáška

TVT 2020 - Mechanismy genotoxických a epigenetických účinků cizorodých látek

Škodlivé látky ve znečištěném ovzduší způsobují změny v DNA, a to jak na úrovni mutací, tak na úrovni aktivity jednotlivých genů. Čemu všemu je lidské tělo vystaveno? Může se na znečištěné ovzduší adaptovat?
Další projekty
Sledujte nás
Další informace
WebinářeO násKontaktujte násPodmínky užití

LabRulez s.r.o. Všechna práva vyhrazena.