Der Einfluss frühkindlicher Beziehungsangebote der Primärobjekte, besonders aber der Mutter, auf die Entwicklung des Selbst und seiner Beziehungen gilt als gesichert. Die Zusammenhänge des späteren, episodisch erinnerbaren Erziehungsverhaltens der Eltern mit der weitere Ausreifung der psychodynamischen Strukturkomponenten ist allerdings weniger untersucht und findet eher in der Persönlichkeits- und Erziehungsstilforschung statt. An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an, die versucht eine Integration des psychodynamischen Konstrukts in eine erziehungspsychologische Befragung zur Aufklärung der weiteren Ausdifferenzierung der Struktur in der späteren Kindheit vorzunehmen. Dafür wurden neben der Messung des generellen Strukturniveaus und den Subskalen des Selbst und der Objektbeziehungen des OPD-Strukturfragebogens vier Skalen zur retrospektiven Erhebung des elterlichen Erziehungsverhaltens verwendet. Diese waren die drei inhaltlichen Skalen des Fragebogens zu erinnertem elterlichen Erziehungsverhalten (Wärme, Kontrolle & Überbehütung, Ablehnung & Strafe) sowie eine angepasste Version der formalen Dimension der Inkonsistenz des Erziehungsstil-Inventars. Die Befragung wurde online an insgesamt N = 98 Probanden durchgeführt. Es konnten dabei signifikant korrelative Zusammenhänge zwischen ungünstigem Erziehungsverhalten und niedrigerer struktureller Integrität für alle Skalen aufgezeigt werden. Die Skala Ablehnung & Strafe zeigte dabei einen verstärkten Zusammenhang mit den selbstregulativen Fähigkeiten. Eine regressionsanalytische Vorhersage des Strukturniveaus aus den Erziehungsdimensionen wies einen starken Effekt (f² = 0,70) bei einer Varianzaufklärung von R²korr = 0,37 auf. Mütterliche und väterliche Erziehung unterschieden sich dabei kaum in ihrem prädiktiven Vorhersagewert, die mütterlichen Dimensionen Wärme sowie Kontrolle & Überbehütung wiesen aber signifikant höhere Mittelwerte auf, was als ein Unterschied in der Intensität der Beziehung gewertet wird. Mütterliche Wärme wies dabei, wie hypothetisch angenommen, im Vergleich zu allen anderen Dimensionen die signifikant höchsten Werte auf. Um diesen Zusammenhang zwischen erinnerbarem elterlichen Erziehungsverhaltens und der strukturellen Integrität allerdings von Einflüssen in der Frühkindheit kausal klar zu trennen, wären umfangreiche Verlaufsstudien nötig, die in größeren Rahmen möglichst breit konzipierte dynamische Wechselwirkungen innerhalb der Familie aufdecken.

Les différents rejets aqueux de types industriel, artisanal et/ou hospitalier, contiennent différents contaminants organiques ou inorganiques qu’il convient d’éliminer. Selon le type de l’industrie et de l’utilisation, ces rejets auront besoin de subir un ou plusieurs traitements. Il existe de nombreuses méthodes de traitement des eaux adaptées à chaque pollution et à chaque usage. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes intéressés à l’utilisation d’une méthode peu onéreuse qui met en jeu les ions ferriques, ions ferreux, oxygène moléculaire et la lumière solaire (Fe(III)/Fe(II)/O2/hν) pour induire la transformation de composés organiques appartenant à deux familles de pesticides : les sulfonylurées et les organophosphorés. L’objectif majeur de l’étude consiste à la compréhension du rôle des ions de fer(II) dans le processus photocatalytique largement reporté dans la littérature ainsi que d’identifier les principaux produits formés au cours du processus. L’étude de la dégradation des sulfonylurées par excitation UV du peroxyde a démontré, sans aucune surprise, une réelle efficacité du processus. La réaction met en jeu les radicaux hydroxyles qui ont été clairement mis en évidence et quantifiés sous irradiation continue et par photolyse laser. Le processus dépend de la concentration initiale du substrat, du pH et de la concentration du photoinducteur (H2O2). La présence dans le milieu de la plupart des ions inorganiques conduit à une inhibition partielle de la dégradation. Dans le cas des ions étudiés, l’ordre de la réactivité est SO42- > Cl- > NO3- > CO32- . Cet aspect est très important à considérer lorsqu’il s’agit de traiter des eaux par le procédé UV/H2O2 . Lors de l’étude du comportement photochimique du complexe [Fe(H2O)5(OH)]2+ sous excitation à 365 nm et en simulateur solaire, la principale espèce réactive mise en jeu est le radical hydroxyle. En présence de composés organiques, une dégradation totale a pu être obtenue et ceci même pour de faibles concentrations en complexe de fer(III) (1,0x10-6 mol L-1). Il y a donc une régénération in situ et sous irradiation du fer(III). L’ensemble des expériences entreprises a permis de montrer que la régénération met en jeu non seulement le fer(II) mais également l’oxygène. La présence simultanée du fer(III) à l’état de trace et du fer(II) joue un rôle clé. En effet, l’excitation du fer(III) permet la production d’état excités qui transfèrent l’énergie aux ions de fer(II). Ces derniers états excités de fer(II) réagissent avec l’oxygène moléculaire par un processus de transfert d’électrons pour générer du fer(III) et l’anion superoxyde. La solution se trouve ainsi de plus en plus enrichie en fer(III) au fur et à mesure de l’excitation lumineuse. Sur le plan analytique, nous avons utilisé la technique LC/MS et LC/ESI/MS2 pour appréhender la structure chimique des photoproduits formés par l’étude précise des processus de fragmentation. Parmi toutes les réactions habituelles du radical hydroxyl (hydroxylation du noyau aromatique, scission du pont sulfonylurée et déméthylation), nous avons montré que certaines sulfonylurées conduisent, en milieu légèrement acide, à un processus de scission du squelette triazinique. Une telle réaction a également pu être confirmée par des études théoriques au niveau B3LYP/6-31G (d,p). La présence simultanée d’un groupement methoxy et d’une amine secondaire adjacente au cycle triazine est une condition essentielle pour une telle ouverture. L’ouverture du cycle est une étape importante pour atteindre l’objectif de l’étude qui est d’obtenir la minéralisation des solutions et ainsi le traitement des rejets aqueux de types industriel, artisanal et/ou hospitalier. / Waste waters resulting from industrial and artisanal activities as well as from hospital discharges contain numerous toxic organic and inorganic contaminants that require efficient treatment. In the present work, we employed various combinations of ferric and ferrous ions, oxygen, hydrogen peroxide and sunlight (Fe(III)/Fe(II)/O2/hν) to induce the transformation of two pesticide families: sulfonylureas and organophosphorus. The main objective of the study was devoted to the role of iron(II) species in the whole transformation process and also to the elucidation of the generated byproducts. In a first step, we used the system H2O2/ hν as a preliminary process for the degradation of the pollutant. This allowed a complete and fast removal of sulfonylureas. The reaction mainly involves hydroxyl radicals that were identified and quantified by nanosecond laser photolysis technique. The process highly depends on the initial substrate concentration, pH and the concentration of the photoinductor (H2O2). The presence of inorganic ions that could be present in waste waters was shown to inhibit the degradation, in the following decreasing order: SO42- > Cl- > NO3- > CO32- . In a second step, the study of the photochemical behavior of the iron(III) aquacomplex, [Fe(H2O)5(OH)]2+, upon light excitation at 365 nm as well as by using a solar simulator also showed the generation of hydroxyl radical together with iron(II) species. A complete elimination of studied pesticides was obtained even at low concentrations of iron(III) complex (1,0x10-6 mol L-1), indicating the high efficiency of the process. To gain insight into the degradation mechanism, the evolution of iron species upon irradiation was investigated in the absence and in the presence of molecular oxygen. The results suggested that a regeneration mechanism of iron(III) occurs through two consecutives steps. First, the excitation of iron(III) in trace concentrations, leads to the formation of iron(II) excited states through energy transfer process followed an electron transfer process that involves molecular oxygen and iron(II) excited state. As a conclusion, the solution becomes more and more enriched by iron(III) via the light excitation and in the presence of oxygen revealing the photocatalytic behavior of [Fe(H2O)5(OH)]2+. Within this work, a special attention was also devoted to the identification of products formed during the above photocatalytic process. This was performed by using liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry LC/ESI/MS2. The close investigation of the fragmentation processes of the generated products, permitted the establishment of precise chemical structures. In addition to the classical degradation of sulfonylureas by hydroxyl radicals (hydroxylation of the aromatic ring, the scission of sulfonylurea bridge and demethylation) a ring opening of the triazine skeleton was also obtained. This was observed under acidic conditions and was clearly confirmed by theoretical studies at the B3LYP / 6-31G (d, p) level. This triazine scission was only obtained with sulfonylures that contain a methoxy group and a secondary amine adjacent to the triazine moiety. Such ring opening constitutes an important and fundamental step when decontamination or/and mineralization of waste waters are concerned.

This thesis deals with the Industry 4.0 focusing on virtual manufacturing and its inte- gration into education. The aim of the thesis is to summarize and describe the Industry 4.0, and create necessary materials designed for teaching the virtual manufacturing. There is also a discussion on the real use of the virtual manufacturing and possible economic return for firms. Moreover, software programs for the virtual manufacturing available on the market, their options and their real use are also involved in the thesis. It also includes an application design for virtual manufacturing including laboratory tu- torials and the use of this application in education. There are also suggestions for other exercises that could move the teaching of the virtual manufacturing in the Czech Republic further.

Der Einfluss frühkindlicher Beziehungsangebote der Primärobjekte, besonders aber der Mutter, auf die Entwicklung des Selbst und seiner Beziehungen gilt als gesichert. Die Zusammenhänge des späteren, episodisch erinnerbaren Erziehungsverhaltens der Eltern mit der weitere Ausreifung der psychodynamischen Strukturkomponenten ist allerdings weniger untersucht und findet eher in der Persönlichkeits- und Erziehungsstilforschung statt. An diesem Punkt setzt die vorliegende Arbeit an, die versucht eine Integration des psychodynamischen Konstrukts in eine erziehungspsychologische Befragung zur Aufklärung der weiteren Ausdifferenzierung der Struktur in der späteren Kindheit vorzunehmen. Dafür wurden neben der Messung des generellen Strukturniveaus und den Subskalen des Selbst und der Objektbeziehungen des OPD-Strukturfragebogens vier Skalen zur retrospektiven Erhebung des elterlichen Erziehungsverhaltens verwendet. Diese waren die drei inhaltlichen Skalen des Fragebogens zu erinnertem elterlichen Erziehungsverhalten (Wärme, Kontrolle & Überbehütung, Ablehnung & Strafe) sowie eine angepasste Version der formalen Dimension der Inkonsistenz des Erziehungsstil-Inventars. Die Befragung wurde online an insgesamt N = 98 Probanden durchgeführt. Es konnten dabei signifikant korrelative Zusammenhänge zwischen ungünstigem Erziehungsverhalten und niedrigerer struktureller Integrität für alle Skalen aufgezeigt werden. Die Skala Ablehnung & Strafe zeigte dabei einen verstärkten Zusammenhang mit den selbstregulativen Fähigkeiten. Eine regressionsanalytische Vorhersage des Strukturniveaus aus den Erziehungsdimensionen wies einen starken Effekt (f² = 0,70) bei einer Varianzaufklärung von R²korr = 0,37 auf. Mütterliche und väterliche Erziehung unterschieden sich dabei kaum in ihrem prädiktiven Vorhersagewert, die mütterlichen Dimensionen Wärme sowie Kontrolle & Überbehütung wiesen aber signifikant höhere Mittelwerte auf, was als ein Unterschied in der Intensität der Beziehung gewertet wird. Mütterliche Wärme wies dabei, wie hypothetisch angenommen, im Vergleich zu allen anderen Dimensionen die signifikant höchsten Werte auf. Um diesen Zusammenhang zwischen erinnerbarem elterlichen Erziehungsverhaltens und der strukturellen Integrität allerdings von Einflüssen in der Frühkindheit kausal klar zu trennen, wären umfangreiche Verlaufsstudien nötig, die in größeren Rahmen möglichst breit konzipierte dynamische Wechselwirkungen innerhalb der Familie aufdecken.:Inhaltsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Zusammenfassung 1. Einleitung 2. Die psychische Struktur 2.1 Psychodynamisches Verständnis des Strukturbegriffs und Operationalisierung nach OPD-2 2.2 Dynamischer Entwicklungsprozess der Struktur 3. Erziehung 3.1 Dimensionen von Erziehung und deren Einfluss auf die Entwicklung 3.2 Die Rolle des Vaters 4. Fragestellungen und Hypothesen 5. Methodik 5.1 Fragebogeninstrumente 5.1.1 Erinnertes elterliches Erziehungsverhalten 5.1.2 Psychodynamische Struktur 5.2 Stichprobenbeschreibung und Vorgehen 5.3 Statistische Analyse 6. Ergebnisse 7. Diskussion 7.1 Bedeutung und Einordnung der Ergebnisse 7.2 Grenzen der Studie 7.3 Fazit und Ausblick 8. Literaturverzeichnis 9. Anhang 10. Selbstständigkeitserklärung

Das übergeordnete Ziel dieser Promotion war die Untersuchung und Kompensation des Matrixeffekts für die Analytik von Arzneimitteln in komplexen Probenmatrices mit LC-ESI-MS/MS-Technik. Zunächst konnte eine einfache analytische Methode für eine breite analytische Anwendbarkeit entwickelt werden. Es zeigte sich jedoch, dass die Matrixeffektkompensation zu einem Mehraufwand bei der Probenvorbereitung führt. Deshalb wurde anschließend der Mechanismus des Matrixeffektes auf die LC-ESI-MS/MS-Technik genauer untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden anschließend eingesetzt, um eine einfache alternative Quantifizierungsmethode mittels der PCI eines internen Standards zu entwickeln. Im ersten Teilprojekt wurde eine LC-ESI-MS/MS-Methode für die Analytik von häufig verschriebenen Antibiotika in Abwasserproben der Stadt Dresden entwickelt. Da weder Vergleichsmatrix für Abwasser zur Verfügung stand, noch für alle Zielanalyte isotopenmarkierte Standards erhältlich sind, wurde der stark variierende Matrixeffekt der Abwasserproben mittels der Standardaddition kompensiert. Die Ergebnisse der Methodenentwicklung zeigen, dass eine genaue und flexible Methode entwickelt werden konnte, die Matrixkompensation jedoch zu einem erhöhten Zeit- und Materialaufwand führt. Es wurde deutlich, dass neben bisher genutzten Kompensationsmethoden für den Matrixeffekt, wie Standardaddition und interner isotopenmarkierter Standards, neue alternative Strategien getestet werden müssen. In dem zweiten Teilprojekt wurde daher der Matrixeffektmechanismus von Urin-, Plasma- und verschiedenen Abwasserproben bei der Messung von verschiedenen Arzneimitteln mittels LC-ESI-MS/MS analysiert. Die Ergebnisse der Untersuchungen mittels „post-column infusion“ konnten bisherige Erkenntnisse zu Matrixeffektmechanismen bestätigen und das Verständnis vertiefen. Matrixeffekte sind von der jeweiligen Zusammensetzung der Probenmatrix abhängig, aber auch substanzspezifisch. Dabei kommt es zwischen Analyt und Begleitsubstanzen zu einer Konkurrenz um freie Ladungsträger oder zu einer veränderten Anordnung/Verteilung innerhalb der ESI-Spray-Tröpfchen. Gleichzeitig zeigten die Ergebnisse, dass es auch andere Mechanismen, wie z. B. Ladungstransfers zwischen Analyt und Begleitsubstanzen, geben muss. Schließlich wurden die Ergebnisse des zweiten Teilprojekts in einer innovativen Methodenentwicklung zur Matrixkompensation und zur Quantifizierung von 16 Arzneimitteln in Urinproben verwendet. Der Matrixeffekt der Substanzen mit vergleichbarer Signalsuppression konnte über einen einzelnen nachsäuleninfundierten internen Standard kompensiert werden. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Vorteil der entwickelten Methode gegenüber Matrix-Kalibrierung in Präzision und Richtigkeit oder dem Einsatz von isotopenmarkierten internen Standards in Aufwand der Methodenentwicklung und Verbrauch von Standardsubstanzen. Die Ergebnisse der vorliegenden Arbeit zeigen die Bedeutung, Komplexität und den Einfluss der Matrixeffekte in der Anwendung der LC-ESI-MS/MS-Technik. Einerseits sind geeignete Methoden für die Minimierung von Matrixeffekten wie Probenvorbereitung und Chromatographie nötig, andererseits müssen Ionisierungsmechanismen, insbesondere die Wechselwirkungen von Zielanalyten und Begleitsubstanzen, zukünftig Gegenstand weiterer Untersuchungen sein. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern wichtige Beiträge zur Verbesserung der Analytik von komplexen Proben mittels der LC-ESI-MS/MS-Technik. / The overall goal of this Ph.D. thesis was to investigate and compensate the matrix effect of the analysis of drugs in complex sample matrices with LC-ESI-MS/MS technique. First, a simple analytical method for a broad analytical applicability was developed for wastewater analysis. However, the matrix effect compensation embraced the main part effort in sample preparation. Therefore, the mechanism of the matrix effect on the LC-ESI-MS/MS technique was examined in more detail. The findings were used to develop an alternative quantification method using post-column infusion of an internal standard substance. In the first project, a LC-ESI-MS/MS method was developed to analyze commonly prescribed antibiotics in wastewater samples of Dresden. Since neither comparison matrix for wastewater nor all isotopically-labeled analogs for the target analytes were available, the strongly varying matrix effect of the wastewater samples was compensated by standard addition. The results show that the developed method is precise and flexible, but the matrix effect compensation leads to an increased expenditure of time and materials. Besides previously used matrix effect compensation methods, such as standard addition and internal isotopically-labeled standard, new alternative strategies need to be tested. Therefore, the matrix effect mechanism of various drugs and sample matrix combinations was examined in the second project using post-column infusion. The results confirmed previous findings on matrix effect mechanisms and deepened our understanding that matrix effects not only depend on the composition of the sample matrix but are also substance-specific. This results to a competition of free charge carriers between analyte and accompanying substances or to an alternated distribution within the ESI spray droplets. Furthermore, the results indicate that there are other mechanisms, such as charge transfer between analyte and concomitant substances. The results of the second project were used to invent a method for matrix effect compensation and quantification of 16 drugs in urine samples. The matrix effects of the substances with comparable signal suppression were compensated by a single post-column infused internal standard. The developed method has a significant advantage over the matrix calibration regarding precision and accuracy as well as the use of isotopically-labeled internal standards in effort of method development and consumption of standard substances. Finally, the results of this work show the importance, complexity and influence of the matrix effects in the application of the LC-ESI-MS/MS-technique. Suitable methods for minimizing matrix effects such as sample preparation and chromatography are needed and ionization mechanisms, in particular the interactions of target analytes with accompanying substances, should be investigated in future studies. The work of this Ph.D. project contributes to the improvement of the analysis of complex samples using the LC-ESI-MS/MS-technique.

Protein analysis is important to understanding biological systems, but sample diversity necessitates a multitude of analysis techniques and methods. Challenges that are addressed include analysis of low abundance samples, fractionation to reduce sample complexity, and automation to reduce time and cost. Matrix assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (MALDI-MS) is an important technique for protein characterization. In Paper I, the sensitivity of MALDI-MS was enhanced through the fabrication of a hydrophobic coating for the MALDI target plate, yielding analyte concentration. The plate outperformed a commercial concentration plate. Capillary electrophoresis (CE) separation offers low sample consumption and high efficiency, and in Paper II, offline CE-MALDI-MS fractionation was employed. A robot system for automation was constructed and used in analysis of spermatophore proteins from the butterfly Pieris napi. The robot was also used in automated on-target trypsin digestion under a lid of liquid fluorocarbons, a simpler and cheaper alternative to controlled humidity chambers. An indication of indigenous proteolysis of the sample was seen. Electrospray ionization (ESI) is the other technique for protein analysis in MS. In Paper III, the biomarker protein osteopontin (OPN) was analyzed by ESI-MS in order to find suitable conditions for its detection. A preliminary optimization of solvents and ionization conditions was done, and tandem MS (MSn) performed to increase the reliability of identification. / Proteinanalys är viktigt för att förstå biologiska system, men mångfalden av prov kräver en mängd olika analystekniker och metoder. Utmaningar som tas upp inkluderar analys av små provmängder, fraktionering för att minska provkomplexiteten, och automatisering för att minska tidsåtgång och kostnad. Matris-assisterad laserjoniserings-masspektrometri (MALDI-MS) är en viktig teknik för proteinkarakterisering. I Artikel I förbättrades känsligheten i MALDI-MS genom tillverkning av en hydrofob beläggning på MALDI-provplattan, vilket gav en koncentration av provet. Provplattan gav bättre resultat än en kommersiell koncentrationsprovplatta. Kapillärelektroforesseparation (CE) har låg provåtgång och hög separationseffektivitet och i Artikel II användes offline CE-MALDI-MS-fraktionering. Ett robotsystem för automatisering konstruerades och användes för analys av spermatoforproteiner från fjärilen Pieris napi. Roboten användes även i automatiserad trypsinklyvning under en yta av en flytande fluorkolförening, ett billigare alternativ tilli nkubationskammare med kontrollerad luftfuktighet. En indikation på naturlig enzymatisk proteinklyvning i provet hittades. Elektrospray jonisering (ESI) är den andra tekniken för proteinanalys i MS. I Artikel III analyserades biomarkören osteopontin (OPN) med ESI-MS för att hitta lämpliga förhållanden för dess detektion. En preliminär optimering av lösningsmedel och jonisationsförhållanden gjordes, och tandem-MS (MSn) utfördes för att öka identifikationens tillförlitlighet. / <p>Full text will not be uploaded due to unpublished results. QC 20181121</p>

Proteomics based on liquid chromatography coupled to mass spectrometry has developed rapidly in the last decade and become a powerful tool for protein mixtures analysis. LC-MS based proteomics involves four steps, sample preparation, liquid chromatography, mass spectrometry and bioinformatics. Improvements in each step have extended its applications to new biological research areas. This dissertation mainly focuses on method developments in both qualitative and quantitative proteomics. The first part of this dissertation focuses on qualitative analysis of T. gondii Parasitophorous Vacuole Membrane (PVM) proteins, which is very important for T. gondii’s survival. The hypothesis of this study is that proteomic approaches coupled with immunoprecipitation using polyclonal antisera as affinity reagents can successfully characterize the proteome of the T. gondii PVM. The “Three-layer Sandwich Gel Electrophoresis” (TSGE) protocol, was developed to contend with efficient salt removal and protein concentration from challenging samples. Furthermore, the TSGE coupled to 2D-LC-MS/MS was proven to be effective with the proteomic analysis of complex protein mixtures like T. gondii whole cell lysate, allowing for high-throughput protein analysis from complex samples. By using the TSGE-2D-LC-MS/MS methodology, we successfully identified 61 proteins from the PVM samples and constructed the PVM proteome. The second part of this dissertation describes a novel method for selecting an appropriate isocyanate reagent for potential quantitative proteomics application. Our hypothesis is alteration of isocyanate structure will change fragmentation pattern and ESI property of isocyanate modified peptides. The CID property of N-terminal modified peptides by phenyl isocyanate (PIC), phenethyl isocyanate (PEIC) and pyridine-3- isocyanate (PyIC) was systematically studied using LC-ESI-MS/MS. We observed that adjustment of isocyanate structure changed both ESI and fragmentation characteristic of modified peptides. We rationalized the decrease of protonation of PIC and PEIC modified peptides results from the neutral property of the both reagents. The electron withdrawing feature of PyIC leads to significant reduction of fragments during CID. Therefore, we designed a new isocyanate reagent, 3-(isocyanatomethyl) pyridine (PyMIC). The results revealed that PyMIC modified peptides had more suitable ESI properties and generated more sequence-useful fragments compared to PIC, PyIC and even unmodified peptides. PyMIC is a more appropriate labeling reagent for quantitative proteomics applications.

The fatty acid amides, a structurally diverse endogenous congener of molecules active in cell signaling, may prove to have diverse activity due to their interface with a number of receptor systems, including, but not limited to cannabinoid receptor 2 (CB2) and PPARγ. Select extracts of Echinacea spp. contain the fatty acid amides known as alkylamides. These extracts were a previously popular remedy relied on by U.S. physicians, one of the top sellers in the natural products industry and are currently a frequently physician prescribed remedy in Germany. In the series of experiments contained within, Galenic ethanolic extracts of Echinacea spp. root were used for the quantification, identification, degradation and bioactivity studies. On extraction, depending on the ratio of plant to solvent and fresh or dry, the data indicate that there is variability in the alkylamide classes extracted. For example the acetylene alkylamides appear to extract under different concentrations, as well as degrade faster than the olefinic alkylamides. In addition, the alkylamides are found to degrade significantly in both cut/sift and powdered forms of echinacea root. Human liver microsome oxidation of the major alkylamide dodeca-2E,4E,8Z,10Z-tetraenoic acid isobutylamide generate hydroxylated, caboxylated and epoxidized metabolites. The carboxylated metabolite has, thus far, shown different immune activity than the native tetraene isobutylamide. Bioactivity studies, based on cytokine modulation of the alkylamides have been assumed to be due to a classic CB2 response. However, the results of experiments contained herein suggest that IL-2 inhibition by the alkylamide undeca-2E-ene-8,10-diynoic acid isobutylamide, which does not bind to CB2, is due to PPARγ activation. These data, combined with data generated by other groups, suggest that the alkylamides of Echinacea spp. are polyvalent in effect, in that they modulate multiple biochemical pathways.

Platinum-based drugs are an important group of alkylating-like agents which are used in cancer chemotherapy treatment. Cisplatin and oxaliplatin in particular are still commonly used today and are the focus of this thesis. As with most chemotherapy drugs, the efficacy of these drugs are limited by toxicity as well as tumour resistance, and therefore by increasing our understanding of these areas it is hoped to one day achieve personalised chemotherapy. The use of ICP-MS in the study of bio-sciences is still relatively new, however it has the ability to provide robust, fast and accurate methods for the quantification of platinum in biological samples. The research presented here utilised mass spectrometry in the study of the formation of Pt-DNA adducts in the clinical samples, the binding of oxaliplatin to short peptides and the effect of selenium supplementation on oxaliplatin in colorectal cancer cell lines. A comparison in the number of Pt-DNA adducts in saliva and leukocyte samples obtained from patients undergoing Pt-based chemotherapy demonstrated a lack of correlation between the two sample types. Samples were taken pre- and post-treatment and analysed via SF-ICP-MS and significant inter-patient variability was observed as expected. In both leukocyte and saliva samples, not only was Pt from previous chemotherapy cycles observed, but Pt was detected in the DNA in both sample types 1 hour after treatment. However a lack of correlation between platinum levels seen in the blood and saliva, combined with unexpected difficulties obtaining patient adherence to the saliva sampling protocol, indicated that saliva does not at present offer a reliable alternative to leukocytes for this assay. The binding of oxaliplatin to short nitrogen and sulfur rich peptides was investigated. Platinum binding to the peptides was observed and no significant differences in the level of binding were observed between the range of N and S rich peptides studied in this investigation. Partly due to the inability to reproduce biological conditions in this study, oxaliplatin was observed as a whole molecule, and furthermore dimers and multimers were also observed. The effect of selenium supplementation on the total cellular uptake of platinum was investigated in cultured cells via ICP-MS and LA-ICP-MS. It was observed that selenium decreased the amount of Pt taken up by the cancer cells. This was seen in analysis of populations of cells as well as by single cell analysis. Furthermore, while problems were encountered measuring selenium in subcellular experiments, the effect of selenium on the subcellular distribution of platinum as well as the number of Pt-DNA adducts could be determined.

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.