Bachelor's Thesis

Optimization of simultaneous determination of ions using capillary isotachophoresis

Final Thesis 1.85 MB

Author of thesis: Bc. Martin Halcin

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Veronika Řezáčová, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Michaela Bahelková

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the optimization of a method for the simultaneous determination of selected anions in surface waters using capillary isotachophoresis. A selective electrolyte system using Bis-Tris propane and citric acid was experimentally developed, enabling the successful separation of analytes, specifically F-, NO2-, PO43-, NO3-a SO42- within 10 minutes. The proposed methodology was subsequently applied to real samples from the Svitava and Svratka rivers. The analytical results confirmed that both watercourses comply with the applicable legal limits for nitrate and sulfate content.

Keywords:

capillary isotachophoresis, surface water, anions, nitrates, sulfates, nitrate nitrogen, Svitava river, Svratka river

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student v rámci obhajoby bakalářské práce prezentoval náplň, získané výsledky a závěry práce. Dále byly přečteny posudky vedoucí a oponentky a byly detailně zodpovězeny otázky oponentky. V následné diskusi byly položeny dotazy: doc. MVDr. H. Zlámalová Gargošová Ph.D. – Jaké je časové hledisko použité metody? doc. Mgr. R. Komendová, Ph.D. – Jak byl reálný vzorek před analýzou upravován? doc. Ing. J. Malá, Ph.D. – Má vyvinutá metoda potenciál využití pro analýzu odpadních vod? Student odpověděl na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. V prezentaci i diskuzi student prokázal výbornou orientaci v dané problematice i vysokou míru zainteresovanosti. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Applied Analytical, Environmental and Forensic Chemistry (BPCP_AAEFCH)

Composition of Committee

doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (předseda)
doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Jitka Malá, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Veronika Řezáčová, Ph.D.

Student Martin Halcin předkládá svou BP na téma „Optimalizace simultánního stanovení iontů s využitím kapilární izotachoforézy“. Konkrétně se tato BP věnuje analýze anorganických aniontů v povrchových vodách. Práce byla prováděna na nově pořízeném Elektroforetickém analyzátoru EA 102 a metoda bude využita při výuce.  
Bakalářská práce má, jak je obvyklé, teoretickou i praktickou část. Teoretická část se věnuje shrnutí podkladů o vodě a dále elektromigračním metodám, při čemž využívaný princip izotachoforézy je komentován ve vlastní kapitole. Praktická část a výsledky pak představují systematicky zpracované a řádně zhodnocené optimalizační kroky a použití metody pro reálné vzorky říční vody. Navržená metodika je rychlá (analýza do 10 minut), vykazuje dobrou selektivitu, reprodukovatelnost i linearitu kalibrační závislosti a je vhodná pro praktické využití v monitoringu kvality povrchových vod.
Počas zpracování celé BP byl student pečlivý, samostatný a systematický. Při měření i vyhodnocení velmi oceňuji vlastní aktivitu a schopnost kritického myšlení.
Předkládaná BP splňuje zadání v celém svém rozsahu a splňuje všechny požadavky kladené na bakalářské práce. Vzhledem k přístupu k zadanému úkolu i dosaženým výsledkům doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm A/výborně.
Evaluation criteria Grade
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Závěry práce a jejich formulace A
Využívání konzultací při řešení práce A
Celkový přístup k řešení úkolů A
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Mgr. Michaela Bahelková

Student Martin Halcin se ve své bakalářské práci zabývá problematikou simultánního stanovení aniontů s využitím kapilární izotachoforézy pro následnou aplikaci metody k analýze vody z říčních toků. Zvolené téma je aktuální a z pohledu analytické chemie i environmentálního monitoringu prakticky významné. Práce byla odevzdána v řádném termínu a má experimentální charakter.

V teoretické části se autor věnuje popisu vody a jejích vlastností, jako je tvrdost a kvalita, včetně možností jejich stanovení. Dále se zaměřuje na základy elektromigračních metod s důrazem na izotachoforézu, kde shrnuje princip, instrumentální uspořádání, vhodné elektrolytické systémy a jejich aplikace, stejně jako výhody a nevýhody této techniky. Teoretická část dosahuje vysoké odborné úrovně, je logicky strukturovaná, přehledná a poskytuje čtenáři dostatek informací o daném tématu. Text je po jazykové stránce bez pravopisných chyb a překlepů.

V experimentální části autor popisuje použité přístrojové vybavení, přípravu standardů a odběr vzorků povrchových vod z brněnských řek Svitavy a Svratky. V této souvislosti by bylo vhodné věnovat odběru vzorků podrobnější pozornost, zejména co se týče zdůvodnění výběru lokalit a jejich reprezentativnosti. V práci se také vyskytuje nejednotný způsob uvádění jednotek (např. mol/l a mol·l⁻¹), což snižuje formální konzistenci textu.

Výsledková část představuje hlavní přínos práce. Student provedl testování elektrolytických systémů pro analýzu vybraných aniontů. Jednotlivé kroky experimentů pečlivě hodnotí a zdůvodňuje, čímž poskytuje komplexní vhled do vývoje metodiky. Oceňuji zejména interpretaci naměřených dat a snahu o řešení problémů spojených s nedostatečnou separací aniontů.

Výsledky jsou prezentovány chronologicky a v logické návaznosti. Z práce vyplývá, že bylo dosaženo uspokojivé separace analytů v relativně krátkém čase analýzy. Velmi pozitivně hodnotím následnou aplikaci metodiky na reálné vzorky povrchových vod, která výrazně zvyšuje praktickou hodnotu práce, stejně jako porovnání výsledků s legislativními limity České republiky pro obsah daných analytů v povrchových vodách. Za nedostatek však považuji absenci statistického zpracování dat, neboť není zřejmé, zda byla měření prováděna opakovaně a zda byla provedena odpovídající evaluace výsledků.

Formální stránka práce vykazuje drobné nedostatky. Bakalářská práce obsahuje 19 obrázků a 12 tabulek, které jsou seřazeny v seznamu obrázků a tabulek. Seznam obrázků je však nekompletní. Autor využil velké množství zdrojů, které však nejsou správně citovány. Styl citace je nekonzistentní a v mnohých případech neúplný, největším nedostatkem je však absence autorů citovaných prací.

I přes uvedené výtky práci hodnotím za velmi zdařilou. Je patrné, že student rozumí zkoumané problematice. Zadání bakalářské práce bylo splněno. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení práce: A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků B
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Využití literatury a její citace C
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. V práci není uvedeno, kolikrát byla jednotlivá měření provedena. Kalibrační křivky i výsledky analýz jsou prezentovány pouze jednotlivými hodnotami bez uvedení směrodatných odchylek či jiných statistických parametrů. Byla měření prováděna opakovaně?
  2. Mohl byste podrobněji popsat postup odběru vzorků povrchových vod? Byly při odběru zohledněny zásady správného vzorkování, například odběr z různých hloubek nebo různých částí toku?
  3. Z jakého důvodu byly pro odběr vzorků zvoleny právě lokality Bakalovo nábřeží a ulice Hladíkova? Byly tyto lokality vybrány z důvodu potenciálního znečištění, nebo byl výběr motivován jinými faktory?
  4. V odborné literatuře věnované izotachoforetickému stanovení se často uvádí tzv. RSH faktor. Mohl byste vysvětlit jeho význam a využití při hodnocení separace?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová