Regisztráció és bejelentkezés

Extrakciós eljárások kidolgozása és összehasonlítása agaróz gélben oldott KAR-1 és TMB modell vegyületekre

Régóta ismert és megfigyelt jelenség az, hogy bizonyos erdőtüzek után a természet nagyon hamar regenerálódik, újjáéled. Vannak azonban olyan esetek is, amikor még évekig kopár marad a leégett erdő területe. A jelenség hátterében biokémiai folyamatok állnak.

A tűzben a cellulóz pirolízise egy Maillard-reakció során játszódik le. A termékek között szerepel két speciális vegyület: a TMB és a KAR1 nevezetű laktonok, melyek erős biológiai aktivitást mutatnak. A KAR1 már nmol/L-es koncentrációtartományban is serkentő hatással van a csíranövekedésre, míg a TMB μmol/L-es nagyságrendben inhibitorként viselkedik, gátolja a növények fejlődését.

Különböző speciális táptalajok előállításakor felmerült a kérdés, hogy nem keletkeznek-e az autoklávozások során egy Maillard-típusú mellékreakcióban a fent említett vegyületek. Kutatómunkámmal arra fejlesztettem módszert, hogy a kemény gél állagú táptalajtól minél jobb hatásfokkal elválaszthatók legyenek a célvegyületek. A feladat nehézségét a mátrix állaga adja. Az autoklávozott gél ugyanis félkemény gumiszerűen rugalmas anyag. Oldásnak és mechanikus aprításnak egyaránt ellenáll. Autoklávozás előtt a nyers alapanyaghoz annyi sztenderd oldatot adtam, hogy a célvegyületekre nézve adott koncentrációjú mintákat kapjak. Az extrakció eredményességét GC–MS módszerrel ellenőriztem.

A gél szerkezete hő közlésére nem lazult. Az első kísérletsorozatban a gélmintákhoz vizet adtam és így melegítettem a rendszert. Ekkor a gél elfolyósodott, kezelhető állagúvá vált. Amikor azonban visszahűlt, az előzőhöz hasonló anyagot kaptam vissza, ezért az extrakciót magasabb hőmérsékleten kellett végezni. Extrahálószerként etil-acetát és kloroform 1:1 arányú keverékét használtam.

A második módszer során a nyers, vízzel nem melegített mintákhoz acetonitrilt adtam. Ennek hatására a gél elkezdett kifehéredni, pelyhesedni. A folyamatot melegítéssel gyorsítottam, amíg a gél teljesen fel nem aprózódott a fonnyadástól. Az acetonitriles fázisból ezután a fent említett oldószerkeverékkel extraháltam a célvegyületeket.

A harmadik kísérletsorozatban a nyers mintákra Celite-port szórtam, hogy kiszívja a gél víztartalmát. Ennek hatására a gél szerkezete összeomlott, és pépes masszává állt össze a hozzáadott porral. Az így előkészített mintából acetonitriles extrakcióval nyertem ki a célvegyületeket.

A vizsgált módszerek közül az első kísérletsorozat hatásfoka egy nagyságrenddel elmaradt a második és a harmadik módszertől, valamint a mintaelőkészítés is komplexebb a másik kettőhöz viszonyítva. A második és harmadik kísérletsorozat hatásfoka nagyjából megegyezett, azonban egyszerűsége és gyorsasága miatt a harmadik módszer valószínűleg jobban alkalmazható a gyakorlatban.

Az alkalmazott extrakciós módszereket másik két géltípuson is kipróbáltam, és ezek a kísérletek pozitív eredményt mutattak; a kirázás hatásfoka kevéssé tért el az első típus vizsgálatakor tapasztaltaktól. A módszerek tehát hatékonyan alkalmazhatók a kérdéses táptalajok gyors és egyszerű analízisére.

szerző

  • Janzsó-Berend Péter Zoltán
    vegyészmérnöki
    nappali

konzulens

  • Újszászy Kálmán
    tudományos tanácsadó, Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont, Szerves Kémia Intézet, Szerkezeti Kémiai Osztály, Tömegspektrometriai Laboratórium (külső)