Master's Thesis

Determination of fluoroquinolone residues in fermented poultry manure and soil matrix

Final Thesis 3.24 MB

Author of thesis: Bc. Filip Cheníček

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Veronika Řezáčová, Ph.D.

Reviewer: Ing. Ludmila Mravcová, Ph.D.

Abstract:

The thesis deals with the issue of residues of drugs from the fluoroquinolone group in the environment, especially in the soil system and fertilizers such as turkey manure, optimization and validation of the method of determination using UHPLC–MS/MS and UHPLC-DAD. The theoretical part includes information on the issue and summarizes the risks and mechanisms of fluoroquinolones Enrofloxacin and Ciprofloxacin in the environment. The experimental part focuses on the analysis of Enrofloxacin and Ciprofloxacin in fermented poultry litter and soil matrix.

Keywords:

Antibiotics, fluoroquinolones, Enrofloxacin, Ciprofloxacin, poultry litter, soil matrix

Date of defence

28.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student formou prezentace představil svou diplomovou práci, její náplň a výsledky. Následovalo čtení posudků vedoucí a oponentky a byly zodpovězeny položené otázky. Do diskuze se zapojili i další členové komise s těmito dotazy: prof. Ing. J. Krajčovič, Ph.D. – Lze změnit podmínky průběhu fermentace? Jaké by mohly být produkty procesu? doc. Mgr. R. Komendová, Ph.D. – Jak jsou v reálu aplikována daná léčiva? doc. MVDr. H. Zlámalová Gargošová, Ph.D. – Jak byla zvolena koncentrace pro pokus? Byla fermentace kontrolována z hlediska počtu mikroorganismů? doc. Ing. T. Rozsypal, Ph.D. – Mohou se poločasy degradace zjištěné v práci a v reálném prostředí lišit? Diplomat odpověděl na všechny doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuze k dané problematice vzneseny. V diskuzi student prokázal výbornou orientaci v dané problematice. Po diskusi následovalo hodnocení závěrečné práce. Diplomant prokázal nejen výborné odborné znalosti, ale i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Environmental Chemistry and Technology (NPCP_ECHT)

Composition of Committee

doc. Mgr. Renata Komendová, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Michaela Vašinová Galiová, Ph.D. (předseda)
doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Jozef Krajčovič, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Másilko, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Pavel Krystyník, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Tomáš Rozsypal, Ph.D. (člen)

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

Student Bc. Filip Cheníček vypracoval kvalitní diplomovou práci zaměřenou na problematiku výskytu reziduí fluorochinolonových antibiotik v životním prostředí, konkrétně ve fermentované drůbeží podestýlce a půdním systému.
Tato diplomová práce byla vypracována v rámci projektu zaměřeného na antimikrobiální rezistenci v půdě a dalších složkách životního prostředí, řešeného pro Ministerstvo zemědělství ČR ve spolupráci s ÚKZÚZ.
Teoretická část práce je zpracována přehledně a systematicky. Shrnuje problematiku fluorochinolonových antibiotik od jejich chemických vlastností a farmakokinetiky až po environmentální dopady, včetně legislativního rámce a rizik spojených s antimikrobiální rezistence. Oceňuji zejména propojení chemických, environmentálních a legislativních aspektů, které přináší ucelený pohled na řešenou problematiku.
V experimentální části je shrnuta laboratorní činnost spojená s optimalizací dvoustupňové extrakční metody, validací analytických metod (výtěžnost, opakovatelnost, limity detekce apod.) a použití dvou analytických přístupů (UHPLC-MS/MS vs. UHPLC-DAD).
Ze získaných výsledků lze vyvodit několik dílčích závěrů, jak z pohledu analýzy (vhodnější je použití metoda UHPLC-MS/MS), tak z pohledu chování fluorochinolonů (vykazují vysokou perzistenci jak ve fermentované podestýlce, tak v půdě). Diskuse je vedena věcně, výsledky jsou také vhodně statisticky zpracovány a zhodnoceny v kontextu odborné literatury.
Student pracoval po celou dobu řešení práce samostatně, aktivně a se zájmem o řešenou problematiku. Během experimentální části prokázal zodpovědný přístup v laboratoři a schopnost řešit vzniklé problémy. Cíle diplomové práce (vyvinout, optimalizovat a validovat analytický postup pro stanovení enrofloxacinu a ciprofloxacinu v komplexních matricích a porovnat vhodnost využití metod UHPLC-MS/MS a UHPLC-DAD) byly jednoznačně splněny.
Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm A – výborně.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Studium literatury a její zpracování A
Využití poznatků z literatury A
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

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Ludmila Mravcová, Ph.D.

Diplomová práce s názvem „Stanovení reziduí fluorochinolonů ve fermentované drůbeží podestýlce a půdní matrici“ je zpracována v rozsahu 90 stran a je standardně členěna na teoretickou a experimentální část. V práci bylo využito celkem 89 literárních zdrojů. Oceňuji také spolupráci s ÚKZÚZ Brno a Masarykovou univerzitou, která přispívá k odborné úrovni i praktickému významu předložené práce.
Teoretická část je zpracována na velmi dobré odborné úrovni a poskytuje přehled o problematice výskytu a chování fluorochinolonů v životním prostředí. Student prokázal schopnost práce s odbornou literaturou a vhodně shrnul současné poznatky vztahující se k dané problematice. Text je stylisticky kvalitní, jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují a vytvářejí ucelený přehled řešené problematiky. Pozitivně hodnotím také grafické zpracování práce, zejména zařazení přehledných a názorných obrázků vhodně doplňujících text. U části věnované degradaci antibiotik bych však doporučila větší důraz na rozlišení procesů probíhajících v kapalné a pevné matrici, což by mohlo přispět k lepší přehlednosti .
Kapitola zaměřená na analytické metody je zpracována spíše stručně a soustředí se především na jejich využití v rámci prováděné analýzy. Tento přístup nepovažuji za zásadní nedostatek, jelikož některé informace jsou dále rozpracovány v experimentální části. Pozor na rozdílné využití pojmů spektroskopie a spektrometrie.
Experimentální část přehledně popisuje přípravu standardů a vzorků i vlastní analytické postupy. V některých částech je popis přípravy jednotlivých roztoků velmi detailní a místy působí repetitivně. Na druhou stranu je zřejmé, že student věnoval značnou pozornost správnému nastavení experimentu a reprodukovatelnosti metodiky. Výsledky jsou zpracovány systematicky a vyhodnoceny z několika pohledů. Velmi pozitivně hodnotím využití kinetických modelů i statistického zpracování dat. Student získané výsledky vhodně interpretuje a diskutuje v kontextu dostupné literatury.
Z prezentovaných výsledků vyplývá, že by bylo zajímavé sledovat degradaci fluorochinolonů i v delším časovém horizontu, jelikož během realizace práce nebyla pozorována významná degradace sledovaných léčiv. Současně je však patrné, že rozsah experimentů byl limitován možnostmi projektu a časovým rámcem diplomové práce.
Celkově hodnotím předloženou diplomovou práci jako kvalitně zpracovanou odbornou studii. Student prokázal schopnost samostatné práce, orientaci v odborné problematice i schopnost kritického vyhodnocení získaných dat. Práce obsahuje pouze menší množství stylistických či formálních nepřesností, které nesnižují její odbornou úroveň.
Diplomovou práci doporučuji k obhajobě, všechny jednotlivé body hodnotím A a tedy navrhuji také její celkové hodnocení stupněm A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání A
Logické členění práce A
Kvalita zpracování výsledků A
Interpretace výsledků, jejich diskuse A
Využití literatury a její citace A
Úroveň jazykového zpracování A
Formální úroveň práce – celkový dojem A
Závěry práce a jejich formulace A
Topics for thesis defence:
  1. 1. Platí v České republice či EU konkrétní pravidla pro sledování reziduí antibiotik ve statkových hnojivech před jejich aplikací na půdu? Jakým způsobem je na běžné farmě nakládáno s chlévskou mrvou, případně drůbeží podestýlkou, před jejich využitím jako statkového hnojiva?
  2. 2. Z jakého důvodu byla pro metody UHPLC/DAD a UHPLC/MS/MS použita odlišná gradientová eluce? Mohlo by použití jiné chromatografické kolony napomoci lepší separaci interního standardu od analytů, případně od složek matrice? Jsou v dostupné literatuře popsány i jiné typy kolon vhodné pro stanovení fluorochinolonů?
  3. 3. Jaký další způsob kalibrace by mohl být pro daný typ analýzy využit? Byla tato možnost v rámci práce ověřena, případně z jakého důvodu nebyla použita?
  4. 4. Jsou v odborné literatuře dostupná data popisující degradaci enrofloxacinu a ciprofloxacinu ve statkových hnojivech a v půdě? Jaké jsou uváděné poločasy rozpadu těchto látek v uvedených matricích?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová