Beata Godlewska-Żyłkiewicz

Beata GODLEWSKA-ŻYŁKIEWICZ Wydział Chemii Uniwersytet w Białymstoku, Polska

ABSTRACT

PL

Nanometrologia jest nową gałęzią metrologii, której specyfika jest związana z nanometryczną skalą (1- 100 nm) mierzonych obiektów, a także powiązaniem metrologii chemicznej i fizycznej. Obiekty w skali nano mają odmienne właściwości fizyczne i chemiczne od obiektów w skali makro. Nanomateriały (NMs), ze względu na unikalne właściwości, znajdują szerokie zastosowanie w rolnictwie i przetwórstwie żywności jako składniki nawozów mineralnych i środków ochrony roślin, dodatki do pasz i żywności stosowane w celu poprawy jej jakości, w tym zwiększenia bioprzyswajalności składników odżywczych, wydłużenia okresu przydatności produktów do spożycia, a także w produkcji przyjaznych dla środowiska opakowań do żywności. Korzyściom płynącym ze stosowania nanocząstek (NPs) mogą jednak towarzyszyć efekty negatywne związane z ich szkodliwym wpływem na zdrowie człowieka. Wiadomo, że toksyczność NPs zależy od ich składu chemicznego, kształtu, rozmiaru, stężenia masowego i liczbowego, trwałości oraz sposobu otrzymywania. Ocena bezpieczeństwa żywności związana z obecnością NPs wymaga zatem stosowania do ich oznaczania w produktach spożywczych miarodajnych metod analitycznych. Jedną z rekomendowanych metod jest spektrometria mas z jonizacją w plazmie sprzężonej indukcyjnie do pomiaru w trybie analizy pojedynczej cząstki (sp-ICP-MS) (ISO/TS 19590:2017). Ta zaawansowana technika pomiarowa pozwala na analizę NPs w roztworach wodnych dostarczając informacji o ich rozmiarze, liczbowym rozkładzie wielkości, liczbie cząstek, stopniu agregacji oraz stężeniu analitu w formie jonowej. Niedogodnością pomiarów jest ich zależność od wielu parametrów, takich jak rodzaj i skład matrycy próbki, występowanie interferencji spektralnych, wpływ parametrów aparaturowych, czy brak odpowiednich materiałów odniesienia do prowadzenia kalibracji pomiarów. Z drugiej strony sp-ICP-MS posiada szereg zalet, takich jak pomiar rozmiaru każdej cząstki zarejestrowanej w sekwencji pomiarowej, możliwość rejestrowania dużej populacji NPs oraz pomiarów próbek polidyspersyjnych. Konieczne jest jednak jej dalsze doskonalenie pod kątem spełnienia wymagań metrologicznych, tak by docelowo mogła być wdrożona w badaniu żywności. W referacie omówione zostaną problemy metrologiczne występujące podczas oznaczania NPs w żywności. Przedstawione zostaną również problemy występujące podczas oznaczania nanocząstek metali (np. AgNPs, AuNPs, TiO2NPs) techniką sp-ICP-MS i zaproponowane sposoby ich rozwiązania. Podane również zostaną przykłady zastosowania tej techniki do oznaczania NPs w roślinach jadalnych oraz w nowej żywności (glony, owady jadalne), a także do badania translokacji i biotransformacji NPs w roślinach [1-4].

Literatura

[1] Malejko et al., Studies on the uptake and transformation of gold(III) and gold nanoparticles in water-green algae environment using mass spectrometry techniques, J. Anal. At. Spectrom., 34 (2019) 1485-1496.

[2] Malejko, B. Godlewska-Żyłkiewicz, et al., Uptake, translocation, weathering and speciation of gold nanoparticles in potato, radish, carrot and lettuce crops, J. Hazard. Materials 418 (2021) 126219.

[3] Gruszka et al., Method development for speciation analysis of silver nanoparticles and silver ions in green algae and surface waters at environmentally relevant concentrations using single particle ICP-MS, J. Anal. At. Spectrom., 37 (2022) 1208-1222.

[4] Skiba et al., Photosynthesis governed by nanoparticulate titanium dioxide. The Pisum sativum L. case study, Environ. Pollut., 2024, 340, 122735.

SPEAKER BIOGRAPHY

Beata Godlewska-Żyłkiewicz

PL

Head of Department od Analytical and Inorganic Chemistry at the Faculty of Chemistry of the University of Bialystok. Her scientific interests are focused on the use of atomic and molecular spectrometry methods in the analysis of trace amounts of elements in biological and environmental samples and food (UV-Vis, ETAAS, HR CS AAS, ICP MS), as well as coupled techniques in the speciation analysis of metals (HPLC-ICP MS). Her spectrum of interests also includes the analysis of metallic nanoparticles using spectrometric techniques, as well as studies of their uptake and translocation by plants. She  is also developing sample preparation methods for metal analysis, such as solid-phase extraction using microorganisms, polymers with mapped metal ions, ordered silica materials, and electrochemical concentration. She also deals with issues related to the use of metrology rules in chemical measurements and quality assurance of measurements. Prof. Beata Godlewska-Żyłkiewicz is: Member of the Academic Council of the University of Bialystok, Chairwoman of the Faculty Commission for Staff Development, and Member of the Committee on Analytical Chemistry of the Polish Academy of Sciences, the Committee on Chemistry of the Polish Academy of Sciences, and the Committee on Chemical and Physical Sciences of the Polish Academy of Sciences Branch in Olsztyn and Bialystok. The Professor is also an authorized trainer of the TrainMic (Training in Metrology in Chemistry) team established at the Institute for Reference Methods and Measurements (IRMM) in Belgium, and she is also chairwoman of the organizing committee of the KOSAT Conversation of Atomic Spectrometry, which is held periodically at UwB. In 2017-2019, she participated in the Management Committee of COST (European Cooperative for Science and Technology) Action TD 1407 Technology Critical Elements. Prof. Beata Godlewska-Żyłkiewicz is a member of the Program Council of MALAMUT Publishing House and the Regional Commission for Environmental Impact Assessment.