Real-Time Sensing of Hydrogen Peroxide by ITO/MWCNT/Horseradish Peroxidase Enzyme Electrode

The accurate and sensitive determination of H2O2 is very important in many cases because it is a product of reactions catalysed by several oxidase enzymes in living cells and it is essential in environmental and pharmaceutical analyses. The fabrication of enzyme protein activity based biosensors is a very promising way for this purpose because the function of biological molecules is very specific, sensitive, and selective. Horseradish peroxidase (HRP) is the most commonly used enzyme for H2O2 detection because it can oxidize hydrogen atoms and, for example, xenobiotics in the presence of H2O2. In order to define the limit of detection (LOD) of H2O2 we made calibrations with guaiacol and amplex red (AR), which are hydrogen donors of HRP. The accumulation of the reaction products, tetraguaiacol, and resorufin, respectively, then can be easily detected by absorption or emission (fluorescence) spectroscopy. In our experiments an enzyme electrode was fabricated from ITO (indium tin oxide), functionalized multiwalled carbon nanotubes (f-MWCNTs), and HRP. Although the enzyme activity was smaller by about two orders of magnitude when the enzyme was bound to the f-MWCNTs (ca. 10−2 M H2O2/(M HRP·sec) compared to ca. 2 M H2O2/(M HRP·sec) and 5 M H2O2/(M HRP·sec) with AR and guaiacol in buffer solution), LOD of the H2O2 decomposition was about 6 pM H2O2/sec and 10 pM H2O2/sec in the case of AR and guaiacol, respectively

Development of radiocarbon-based measuring methods and their application for nuclear environmental monitoring

PhD hallgatóként kutatásaim elsődleges célja olyan mérési módszerek fejlesztése és meghonosítása volt, amelyek lehetővé teszik különböző típusú minták hatékony előkészítését és gyorsítós tömegspektrométeres radiokarbon mérését. Célul tűztem ki, hogy a kidolgozott módszerek felhasználásával meghatározzam a magyarországi nukleáris létesítmények környezetének eddig nem vizsgált elemeiben a kibocsátásból eredő radiokarbon járulékot, többek között a talajvizek szerves komponenseinek és a légkörbe kibocsátott radiokarbon növényekbe történő beépülésének vizsgálatával. A dolgozatban részletezett kutatásaimmal hozzájárultam az AMS-14C minta feldolgozási módszerek magyarországi meghonosításához és továbbfejlesztéséhez. A fejlesztések során létrejött a HEKAL AMS 14C laboratóriuma, mely 2011 óta több mint 10000 sikeres AMS mérést végzett, ahol a mintapreparálások jelentős része a kutatómunkám során kifejlesztett eszközökön és módszereken alapult. A méréstechnika hazánkban egyedülállóan csak a mi laboratóriumunkban érhető el. A kidolgozott módszereket széles körben alkalmazzuk a nukleáris környezetvédelmen túl az archeológiai kormeghatározástól kezdve a múltbeli klíma és biológiai kutatásokhoz is. Számos, a laboratóriumunktól független hazai és nemzetközi kutatási témához jelentősen hozzájárulnak az általunk kidolgozott módszerekkel feldolgozott minták mérési eredményei.As a PhD student, the primary objective of my research was to adapt and develop sample treatment methods making possible the preparation of various sample types for AMS radiocarbon measurements. Furthermore, I set myself the objective to determine the radiocarbon contribution of the Hungarian nuclear facilities, as reflected by the surrounding environmental elements not investigated so far, among others by the investigation of the organic components of groundwater and the incorporation of the emitted atmospheric radiocarbon into plants. With the results of my PhD thesis, I contributed to the establishment of the novel AMS 14C sample preparation methods in Hungary and to their further development. During the developments, the AMS 14C laboratory of the Hertelendi Laboratory of Environmental Studies was successfully established and has performed already more than 10000 successful AMS measurements since 2011. A significant part of the sample preparation for these measurements has been based on the devices and methods developed by my research work. In Hungary, this measurement technique is available only in our laboratory. Besides nuclear environmental protection, the elaborated methods are widely used for archaeological dating, biological studies and for the research of the past climate as well. These results significantly contributed to many Hungarian and international independent research topics and studies. The Hungarian nuclear environmental protection and monitoring already routinely applies the groundwater sampler after my comprehensive testing.N

Radiocarbon Impact on a Nearby Tree of a Light-Water VVER-Type Nuclear Power Plant, Paks, Hungary

Tree-ring series were collected for radiocarbon analyses from the vicinity of Paks nuclear power plant (NPP)and a background area (Dunaföldvár) for a 10-yr period (2000–2009). Samples of holocellulose were prepared from the woodand converted to graphite for accelerator mass spectrometry (AMS) 14C measurement using the MICADAS at ETH Zürich.The 14C concentration data from these tree rings was compared to the background tree rings for each year. The global decreasingtrend of atmospheric 14C activity concentration was observed in the annual tree rings both in the background area and inthe area of the NPP. As an average of the past 10 yr, the excess 14C emitted by the pressurized-water reactor (PWR) NPP tothe atmosphere shows only a slight systematic excess (~6‰) 14C in the annual rings. The highest 14C excess was 13‰ (in2006); however, years with the same 14C level as the background were quite frequent in the tree-ring series

Az új magyarországi nemzeti radioaktívhulladék-tároló (NRHT) környezetének alapszint felmérése radioanalitikai módszerekkel

A Paksi Atomerőmű üzemeltetése során keletkező kis és közepes aktivitású radioaktív hulladékok végleges elhelyezésének kérdése mára fontos és halaszthatatlan problémává vált. A hosszú távú tárolás szempontjából a legmegfelelőbbnek a Mórágyi röghegység gránitja bizonyult. Ezen feladat ellátására épült Bátaapátiban az új magyarországi Nemzeti Radioaktív Hulladék Tároló (NRHT). A hulladéktároló központi és technológiai épületétének átadása 2008 őszén történt. A hulladéktároló hosszú távú biztonságos üzemeltethetőségének követelményeit a környezetellenőrzés módját a levegőbe és vizekbe történő radioaktív kibocsátások és azok ellenőrzésére vonatkozó szabályokat országgyűlési rendelet szabályozza (15/2001.(VI.6.) KöM rendelet). A környezetellenőrzés feladata a telephely környezetében folyamatos mintázással és méréssel a környezeti elemekben (talaj, víz, csapadék, levegő, növény, állat) mérhető radionuklidok aktivitásszint mértékében beálló változások, tendenciák megfigyelése. Folyamatos mérésekkel igazolni, hogy került-e ki a környezetbe a mindenkor elérhető legérzékenyebb mérési eljárással kimutatható mértékű radioaktív szennyeződés az NRHT létesítményeiből (Tungli, Magyar, 2008)