Проекты

Оптимизация методов выделения бактериопурпуринов

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная химия, физическая химия» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Биохимия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 199
Предметы: Биология, Химия
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

Злокачественные новообразования являются одними из самых распространённых заболеваний в мире на сегодняшний день. Количество летальных исходов неуклонно растёт с каждым днем. Оптимизация методов выделения, а также оптимизация синтеза новых перспективных фотосенсибилизаторов является актуальной задачей, так как может решить проблему малых выходов в реакциях получения данных терапевтических агентов.

Цель работы

Оптимизация методов выделения БХЛ а.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Круглодонные колбы
  • Мерные стаканы
  • Магнитная мешалка
  • Роторный испаритель
  • Ультразвуковая баня
  • Растворители (ацетон, изопропиловый спирт, диэтиловый эфир)
  • Биомасса Rhodobcter sphaeroides

Описание

Для эксперимента автор использовал предоставленную биомассу рода Rhodobacter Capsulatus. Для экстракции БХЛ а из биомассы использовались 3 разных растворителя с разными условиями выделения. Были сделано 6 навесок по 10 г биомассы, которые были помещены в мерные стаканы. В образцы были добавлены растворители:

1)      ацетон;

2)      пропанол-2;

3)      диэтиловый эфир;

4)      ацетон + нагревание;

5)      пропанол-2 + нагревание;

6)      изопропиловый спирт + ультразвуковая баня.

Выделение БХЛ а из биомассы проводилось несколько раз. Далее растворы, содержащие БХЛ а, были профильтрованы через фильтровальную бумагу в круглодонные колбы. Растворитель из колб был удалён с помощью роторного испарителя. На дне каждой колбы был получен сухой остаток.

Для измерения оптической плотности данных образцов было проведено разбавление одинаковым количеством растворителя. В каждую колбу было добавлено по 50 мл хлористого метилена, была определена оптическая плотность каждого образца.

Перед автором стояла задача рассчитать концентрацию БХЛ в каждой колбе для определения наиболее оптимального метода выделения. Для этого в качестве контрольного образца автор отобрал 200 мг БХЛ, растворил в 200 мл хлористого метилена и постепенно проводил разбавление раствора для измерения оптической плотности раствора с целью получить расчётное значение коэффициента экстинкции. При каждом добавлении 50 мл хлористого метилена в колбу концентрация уменьшалась.

Далее в качестве образца были отобраны 200 мг БХЛ а, их растворили в 200 мл хлористого метилена и измерили оптическую плотность раствора с целью получить расчётное значение коэффициента экстинкции. Для этого постепенно проводилось разбавление раствора (добавляли каждый раз по 50 мл хлористого метилена).

Для каждого разбавления измеряли оптическую плотность раствора по закону Бугера Ламберта Бера. На основе полученных данных смогли рассчитать концентрацию бактериохлорофилла а для каждого образца. Для каждого разбавления был получен свой коэффициент экстинкции. Далее автор посчитал среднее значение для этого коэффициента. Это экспериментальное значение необходимо использовать для точного расчёта концентрации БХЛ а в начальных шести образцах, для чего была выражена концентрация из закона Бугера Ламберта Бера.

Для каждого образца по этой формуле была высчитана концентрация.

По полученным данным был сделан вывод о том, что наибольшая концентрация БХЛ а достигается при выделении его из биомассы изопропиловым спиртом с воздействием ультразвуком.

Результаты работы/выводы

В ходе работы были выполнены следующие задачи:

  • освоены основные методы выделения бактериохлорофилла а из биомассы путём экстракции;
  • изучены методы разрушения клеточной стенки бактерий воздействием температуры, растворителей (изопропиловый спирт и ацетон) и ультразвуковой бани;
  • исследованы выходы при получении бактериохлорофилла а, и выявлен наиболее оптимальный метод выделения бактериохлорофилла а из биомассы.

Перспективы использования результатов работы

Оптимизация методов выделения, а также оптимизация синтеза новых перспективных фотосенсибилизаторов может решить проблему малых выходов в реакциях получения данных терапевтических агентов, сэкономив время, оборудование и биохимические вещества.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА