NMR spektrométer fejlesztése diffúziós állandó mérésére biológiailag releváns fehérje modellrendszerekben
A szürkehályog a szemlencse állományának elszürkülését jelenti, ami látásromlást eredményez, egyes esetekben akár teljes vaksághoz vezet. Manapság ez az egyik leggyakoribb oka a vakságnak. A legtöbb esetben a szürkehályog az öregedés következtében lép föl, ezt nevezzük időskori szürkehályognak, de más okai is lehetnek, így létezik a veleszületett szürkehályog is. Ahhoz, hogy jobban megértsük ezt a betegséget, szükséges a fehérjék fiziológiai állapotának vizsgálata a szemlencsében, és hogy miként változnak meg, amikor szürkehályogos lesz a szemlencse. A lencsében lévő víz és fehérje kötött rendszert alkot, mely átmenetet képez az élő és élettelen anyag között, és így önmagában is érdekes ennek, illetve modellül szolgáló fehérjeoldatoknak a vizsgálata. A fehérjéknek a transzlációs diffúzióját szeretnénk megmérni az oldatban. Fontos, hogy a hőmérséklet függvényében végezzünk méréseket, hogy a fázisátalakulásokat és egyéb változásokat ki tudjuk mutatni.
A pulzusgradiens NMR (Pulsed Field Gradient NMR vagy röviden PFG NMR) kiváló eszköz a diffúziós együttható (D) meghatározásához, mely a molekulák transzlációs mozgásával van szoros kapcsolatban, és fontos transzporttulajdonsága a folyadékoknak. Régebben izotópokkal végezték a méréseket, ma már az NMR spin-echo technika széles körben elterjedt módszer. Az NMR technika viszonylag gyors méréseket tesz lehetővé, és nem igényli radioaktív minták speciális kezelését. A kis mintaméret (mg-os fehérjetömeg) lehetővé teszi a ritka vagy drága anyagokon való méréseket. Az NMR technikával továbbá a „valódi” diffúziós együtthatót határozzuk meg, itt ugyanis a nemkívánt nyomkövető izotóphatások nem lépnek fel.
Célunk eléréséhez saját mérőfejet kellett tervezni és alkotni, mivel a kereskedelemben kapható mérőfejek nem elégítik ki az összes követelményt, például a tekercs kitöltési tényezője, vagy a megfelelő hangolhatóság tekintetében, továbbá ezzel tapasztalatot szerzünk a mérőfejépítésben. Szükséges továbbá gradienstekercs készítése is, ami elengedhetetlen a diffúziós állandó méréséhez.
A dolgozatban bemutatom az NMR-spektroszkópia, különösképpen a diffúziós NMR elméleti hátterét, a mérőfejépítés menetét, a gradiens nagyságának meghatározását egy külön erre a célra készített mintatartóval. NaCl-oldaton végzett mérés alapján meghatározom a nátriumion diffúziós együtthatóját vízben. Bemutatásra kerül a különböző magok vizsgálatához épített mérőfejek áramköri vázlata, felépítése, végül a közeljövőben elvégezni kívánt további kísérleteket is vázolom.
Irodalom:
1. http://en.wikipedia.org/wiki/Cataract
2. Temperature-dependent self-di.usion coefficients of water and six selected molecular liquids for calibration in accurate 1H NMR PFG measurements
Manfred Holz, Stefan R. Heil and Antonio Sacco
Received 3rd July 2000, Accepted 30th August 2000
First published as an Advance Article on the web 3rd October 2000
3. Calibration in Accurate Spin-Echo Self-Diffusion Measurements Using 1H and Less-Common Nuclei
M.Holz, H.Weingartner
Received May 8, 1990
