Master's Thesis

Determination of residues of selected drugs in honey and bees.

Final Thesis 5.68 MB

Author of thesis: Bc. Kamila Súkeníková

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. MVDr. Helena Zlámalová Gargošová, Ph.D.

Reviewer: Mgr. Lenka Mádi, Ph.D.

Abstract:

The global increase in pharmaceutical consumption and their subsequent accumulation in the environment pose a significant environmental and health threat. Drug residues, which can be incorporated into bee products via honeybees, represent a direct risk to food safety. This diploma thesis focuses on the optimization and comparison of analytical methods for the determination of selected pharmaceuticals in honey, beeswax, and honeybee matrices. The main objective of the thesis was to identify an extraction procedure that provides an optimal balance between analyte recovery, extract purity, and economic efficiency of sample preparation. For each matrix, specific physicochemical properties were considered, with increased attention paid to sample homogenization and the elimination of interfering substances in beeswax and honeybee matrices. The functionality and selectivity of the optimized methods were subsequently verified by analyzing real-world samples of honey, beeswax, and honeybees collected from various locations with suspected environmental exposure. All samples were analyzed using the UHPLC-ESI-TQ system and evaluated using the TASQ software. The results provide a robust methodological framework for monitoring contaminants in these specific biological matrices and contribute to raising food safety standards for bee products.

Keywords:

pharmaceuticals, honey, beeswax, honeybee, QuEChERS, SPE, UHPLC-ESI-TQ, matrix effect, environmental analysis

Date of defence

27.05.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

1. Studentka seznámila členy komise s náplní a cílem diplomové práce. 2. Byly přečteny posudky na diplomovou práci. 3. Studentka akceptovala všechny připomínky oponentky a odpověděla na otázky. Diskuse: prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. Existují nějaké referenční materiály pro některé z použitých matric? Jaké jsou rizika při kumulaci antibiotik? Jaké množství antibiotik se nachází v medu? Dostávají se nějaké látky přímo z včelích těl do medu? Odkud jste získávala vzorky medu a včelích těl? O jaký typ medu se jednalo? Jaký by byl praktický výstup pro populaci z Vaší závěrečné práce? doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. V práci uvádíte, že jste naměřili nulu s odchylkou nula, myslíte si, že je to možné? Jak si vysvětlujete tak vysoké výtěžnosti, přes 300 %? Z jakého důvodů zahrnujete i kyselinu salicylovou? Jaký postup navrhujete k dokončení validaci metod? prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. Myslíte, že je možné, že se antibiotika dostávají do včel cíleně od včelařů? Kolik vzorků jste odebírali? doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. Byly Vámi použité vzorky medu komerční? Jakým způsobem se do medu a do včel dostávají léčiva? Mgr. Ondřej Vašíček, Ph.D. Zmínila jste, že je to enviromentální problém, ale zaměřila jste se na lokální výrobce, můžete to objasnit? Z jakého důvodu nebyly testovány výrobky od velkých producentů? Studentka odpověděla na doplňující otázky členů komise, které byly v průběhu diskuse k dané problematice vzneseny. Diplomantka prokázala dobré odborné znalosti i schopnost samostatné prezentace dosažených výsledků.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study programme

Chemistry for Medical Application (NPCP_CHMA)

Specialization

Chemistry of Bioactive Substances (CHBL)

Composition of Committee

prof. RNDr. Ivana Márová, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Sedláček, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Diviš, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Adriána Kovalčík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Eva Vítová, Ph.D. (člen)
Mgr. Ondřej Vašíček, Ph.D. (člen)

Diplomová práce studentky Bc. Kamily Súkeníkové se zabývá problematikou analýzy reziduí léčiv ve včelích produktech a včelách pomocí UHPLC-MS/MS. Zvolené téma je z hlediska analytické chemie, environmentální problematiky i bezpečnosti potravin velmi aktuální a současně i experimentálně náročné, zejména s ohledem na široké spektrum sledovaných analytů a odlišný charakter analyzovaných matric.
Studentka prokázala schopnost orientace v odborné literatuře, využila celé řady literárních zdrojů, týkajících se vlastností, osudu, environmentálních hladin léčiv ve složkách životního prostředí a biotických matricích jako je med, které zpracovala do čtivé rešerše. Kladně hodnotím přehledné zpracování rešerše zahrnující extrakční techniky SPE a QuEChERS uvažované pro účely práce. Množství využitých literárních zdrojů je na jedné straně chválihodné, na druhé straně chybí důslednost v jejich kontrole, což dokládají duplicity ve jménech spoluautorů v závěrečném seznamu. Tento fakt znesnadňuje orientaci a faktickou kontrolu informací. V textu se místy objevují nepřesné formulace, překlepy a nejednotná odborná terminologie.
Studentka prokázala schopnost samostatné laboratorní práce, osvojila si práci s moderní instrumentální technikou UHPLC-ESI-TQ, provedla celou řadu experimentů v rámci optimalizace extrakčních postupů pro různé typy matric. Rozsah experimentální části práce byl rozsáhlý nejenom z hlediska snahy o porovnání více extrakčních přístupů, ale i vzhledem k množství zpracovaných vzorků různého charakteru matric. Nicméně výstupy v oblasti validace metody by bylo potřeba „dotáhnout“ a soustředit se na kvalitu prezentovaných dat.
Z jazykového a stylistického hlediska mám výtku k nedodržení vědeckého plurálu či pasivní formy vyjadřování. Autorka navzdory upozorňování setrvala u příliš subjektivního vyjadřování v první osobě jednotného čísla. V závěru práce bylo opomenuto posouzení rizik plynoucích z konzumace medu.
Studentka se dobře zorientovala ve složité problematice, kterou multireziduální analýza různých skupin farmaceutik v takto rozdílných matricích beze sporu je. Osvojila si techniku UHPLC-MS/MS. Vykázala velké množství experimentální práce, avšak diplomová práce má „rezervy“ ve zpracování výsledků. Diplomovou práci hodnotím velmi dobře – B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání B
Studium literatury a její zpracování B
Využití poznatků z literatury A
Kvalita zpracování výsledků C
Interpretace výsledků, jejich diskuse B
Závěry práce a jejich formulace B
Využívání konzultací při řešení práce B
Celkový přístup k řešení úkolů B

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Mgr. Lenka Mádi, Ph.D.

Předložená diplomová práce Bc. Kamily Súkeníkové s názvem Stanovení reziduí vybraných léčiv v medu a včelách se zabývá aktuální problematikou stanovení reziduí léčiv ve včelích produktech a ve včelách pomocí UHPLC-MS/MS. Práce má rozsah 109 stran včetně seznamu literatury a příloh, obsahuje 169 literárních zdrojů a experimentálně se zaměřuje na stanovení 50 vybraných analytů v matricích medu, včelího vosku a těl uhynulých včel. Téma je z hlediska analytické chemie, environmentálního monitoringu i bezpečnosti potravin relevantní a zajímavé. Pozitivně lze hodnotit snahu o porovnání více extrakčních postupů, práci s rozdílnými matricemi a využití citlivé instrumentální techniky. Přesto práce vykazuje řadu odborných, metodických i formálních nedostatků.
Zadání diplomové práce požadovalo vypracování rešerše zaměřené na kontaminaci medu rezidui léčiv, optimalizaci extrakční a analytické metody, analýzu medů, pláství, popř. těl uhynulých včel od včelařů v ČR a SR a následné vyhodnocení výsledků včetně posouzení rizik plynoucích z konzumace této komodity. Z dodané práce však vyplývá, že experimentální soubor vzorků pochází ze Slovenska, zatímco české vzorky v práci nejsou uvedeny ani není zdůvodněno jejich vynechání. Nedostatečně je zpracováno také samotné posouzení, zda nalezené koncentrace mohou představovat reálné zdravotní riziko.
Teoretická část práce je rozsáhlá a zahrnuje charakteristiku léčiv, jejich environmentální výskyt, vlastnosti včelích matric a přehled extrakčních a analytických metod. Rozsah rešerše je na první pohled značný, nicméně její kvalita je problematická. V některých pasážích je text pouze přeložený ze sekundárních zdrojů bez důsledného dohledání původních citací nebo správného citování. V seznamu literatury se opakovaně objevují záznamy, u nichž jsou od druhého autora dále uvedena totožná jména spoluautorů, přestože k daným publikacím zjevně nepatří. Tento problém je patrný například u citací č. 6, 7, 33 a dalších a neopakuje se tedy pouze ojediněle. Takto zpracovaný citační aparát je obtížně kontrolovatelný a výrazně snižuje důvěryhodnost teoretické části práce. Za problematické považuji také členění kapitoly o hmotnostní spektrometrii. Kvadrupólový analyzátor, který je relevantní pro použitý přístroj typu trojitý kvadrupól, je zařazen pod kapitolu nazvanou 4.4.3 Orbitrap, a působí tak jako podřazená část kapitoly. V práci se také objevují odborné a jazykové chyby, například „Orbitap“, „seskvihyydrát“, nejednotné názvy analytů a další překlepy. Některé obrázky a tabulky jsou převzaté z předchozí bakalářské práce studentky, která ale není citována.
Za nedostatek považuji prezentaci a validaci analytické metody. V práci zcela chybí kalibrační křivky, jejich rovnice, korelační koeficienty, kalibrační rozsahy a přehled použitých kalibračních bodů. Autorka uvádí, že pro výpočet LOD použila pět nejnižších koncentračních úrovní kalibrační křivky a blank jako nulový bod, ale nikde není uvedeno, o jaké koncentrace šlo a jaké byly parametry těchto křivek. Bez těchto údajů nelze ověřit správnost výpočtu LOD/LOQ ani posoudit linearitu metody. V práci se rovněž nenachází žádné chromatogramy.
Některé látky jsou označeny jako validované, přestože výtěžnosti jsou nízké, vysoce variabilní nebo výrazně ovlivněné matricovým efektem. U části výsledků jsou číselné hodnoty pouze nad LOD, ale pod LOQ (např. Tabulka 6.12 a 6.14), takové látky mohou být detekovány, nikoli spolehlivě kvantifikovány. Příkladem je nález roxitromycinu ve vzorku medu, kde je uvedena koncentrace 19,64 ± 34,01 ng/g při hodnotách LOD 10,67 ng/g a LOQ 35,21 ng/g. Tento výsledek se nachází pod limitem kvantifikace a vysoká směrodatná odchylka, která převyšuje samotnou průměrnou hodnotu, navíc ukazuje na značnou nejistotu stanovení. Tato skutečnost není v interpretaci důsledně respektována, zejména při diskusi reálných vzorků. Vzhledem k velmi vysokému počtu sledovaných analytů, jejich rozdílným fyzikálně-chemickým vlastnostem a současně k použití tří velmi odlišných matric by bylo vhodnější zaměřit práci spíše na kvalitu, robustnost a spolehlivost stanovení menšího počtu vybraných látek než na kvantitativně rozsáhlý, ale nedostatečně validačně podložený multireziduální přístup.
Struktura práce není vždy logická. Výsledky optimalizace extrakčních metod jsou diskutovány ještě před popisem extrakčních postupů. Kapitola 6.4 je navíc velmi stručná a nepřesně formulovaná, v úvodu se odkazuje na „podkapitoly 6.4 a 6.4“ a v postupech jsou chyby v jednotkách i formulacích, například QuEChRS nebo centrifugace při „300 otáčkách za minútu“, pravděpodobně místo 3000 rpm.
Formální úroveň práce je kolísavá. Text je často psán v první osobě jednotného čísla, což není vhodné pro odborný styl diplomové práce. Objevují se neformální a nevhodné formulace, například „výsledky opäť potvrdzujú moje domnienky“, přičemž odborný text by měl vycházet z dat a formulovat závěry věcně.
Celkově lze konstatovat, že práce se zabývá velmi zajímavým tématem a obsahuje rozsáhlou experimentální část. Studentka prokázala značnou experimentální aktivitu a snahu pracovat s náročnými matricemi i širokým spektrem analytů. Odborné zpracování práce má však určité limity, zejména v oblasti validace, prezentace kalibračních dat a chromatogramů, interpretace výsledků pod LOQ a posouzení rizik z konzumace medu. Práce se snaží obsáhnout velmi široké spektrum analytů a matric, avšak částečně na úkor kvality zpracování klíčových analytických parametrů. I přes uvedené výhrady práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků zadání C
Logické členění práce C
Kvalita zpracování výsledků C
Interpretace výsledků, jejich diskuse C
Využití literatury a její citace B
Úroveň jazykového zpracování B
Formální úroveň práce – celkový dojem C
Závěry práce a jejich formulace C
Topics for thesis defence:
  1. Řada výsledků reálných vzorků je nad LOD, ale pod LOQ. Jaký je rozdíl mezi detekcí a kvantifikací analytu a jak by měly být tyto výsledky správně interpretovány?
  2. Některé látky označujete jako úspěšně validované, přestože vykazují nízké nebo vysoké výtěžnosti, vysoké směrodatné odchylky nebo výrazný matricový efekt. Jaká kritéria jste použila pro označení metody za validovanou?
  3. Jak byly připraveny blanky a matricové kalibrace pro med, vosk a včely? Byly použité blankové matrice ověřeny jako prosté sledovaných analytů?
  4. Které látky byste na základě výsledků považovala za skutečně vhodné pro spolehlivé kvantitativní stanovení v medu, vosku a včelách?
  5. Jak byste tedy na základě získaných dat vyhodnotila, zda konzumace analyzovaných vzorků představuje riziko pro spotřebitele?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová