دسته: بیوشیمی

آمونیاک نقش مهمی در بسیاری از صنایع دارد.به طور گسترده‌ای مورد استفاده در فرآیندهای صنعتی مختلف، فعالیت‌های کشاورزی و در تعدادی از سیستم های بیولوژیکی می‌باشد. با این‌حال، آمونیاک بیش از حد اثر سمی بر سلامت گیاهان، حیوانات و انسان‌ها دارد و از این جهت اندازه‌گیری میزان آمونیاک در آب، برای جلوگیری از آلودگی محیط زیست کمی و کیفی است. آب آشامیدنی آبی است که ویژگی‌های فیزیکی و شیمیاییی بیولوژیکی و رادیواکتیو آن در حدی باشد که مصرف آن جهت آشامیدن، عارضه سوئی در کوتاه مدت یا درازمدت، برای سلامت انسان ایجاد نکند و باید فاقدهرگونه طعم و بوی نامطلوب باشد. آمونیاک در آب آشامیدنی آلودگي آب عبارت‌است از افزايش مقدار هر معرف اعم از فيزيكي، شيميايي، زيستي كه موجب تغييرخواص آب‌شده و مشكلاتي در مصرف آن ايجاد نمايد. در ميان تركيبات نيتروژني مختلف، آمونیاک در آب آشامیدنی به دليل حضور در پساب‌هاي خانگي و صنعتي از اهميت بيشتري برخوردار است؛ به‌علاوه اوره و تركيبات آلي پيچيده، پروتئين‌ها يا اسيدهاي چرب آزاد نيز به محض هيدروليز يا دآمينه‌شدن آمونياك آزاد مي‌كنند. وجود آمونیاک در آب آشامیدنی مشكلات فراواني را ايجاد مي‌كند؛ اثرات مخرب تخليه ي پساب هاي آمونياكي براي محيط زيست و قوانين سختگيرانه ي سازمانهاي حمايت از محيط زيست سبب‌ شده كه حذف آمونياك از پساب و رساندن آن به حد استاندارد امري ضروري و اجتناب‌ناپذير به‌نظر برسد. از جمله اين فرايندها مي‌توان به عاري‌سازي، كلرزني تا نقطه‌ي شكست، تبادل يوني، فرآيندهاي غشايي و … اشاره نمود. فرآيندهاي زيستي (نيتريفيكاسيون–دنيتريفيكاسيون) اغلب مواقع مهمترين و مؤثرترين فناوري حذف آمونياك از پساب شناخته‌مي‌شوند. از دلايل برتري روش‌هاي زيستي نسبت به ساير روش‌ها مي‌توان به هزينه‌ي عملياتي بالاتر، عملكرد ناهمگون و ناپايدار و مشكلات بهره‌برداري و نگهداري در روش‌هاي فيزيكي و شيميايي اشاره كرد.

بهتر است قبل از اقدام به تصفيه ي آمونیاک در آب آشامیدنی و انتخاب روش مناسب، درك كاملي از فرآيندهاي تصفيه ي پساب وجود داشته باشد. صنايعي كه به صورت دوره‌اي فعاليت مي‌كنند و فرآيند تصفيه در آن به صورت ممتد انجام نمي‌گيرد، اغلب بزرگترين منبع توليدكننده‌ي پساب مي‌باشند و بايد در طراحي واحدهاي تصفيه براي اين نوع پساب‌ها دقت بسياري كرد. اغلب اوقات در اين گونه صنايع ابتدا حجم پساب را كاهش داده و سپس فرآيندهاي مختلف تصفيه خانه طراحي مي‌كنند؛ براي مثال در انتخاب روش زيستي نوع راكتور اهميت زيادي دارد. انتخاب نوع راكتور در فرآيندهاي زيستي با توجه به شرايط عملياتي و امكانات موجود صورت مي‌گيرد. با توجه به مزاياي ذكر شده نظير بازده بالا، عملكرد يكنواخت، آسان‌تر بودن نگهداري تجهيزات و … استفاده از فرآيندهاي زيستي در تصفيه‌ي آمونیاک در آب آشامیدنی نسبت به روش‌هاي فيزيكي و شيميايي در حال گسترش است؛ فرآيندهاي زيستي نوين نيز به دليل بازده بالاتر و هزينه‌هاي عملياتي كمتر، بيشتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. با توجه به شرايط عملياتي مي‌توان از هر كدام از روش‌هاي نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون، سيستم تك راكتوري حذف آمونياك تا حد نيتريت (شارون)، اكسيداسيون بي‌هوازي آمونيوم (آناموكس)، نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون هم‌زمان، حذف كامل اتوتروفيك نيتروژن از نيتريت (كانون)، نيتريفيكاسيون-دنيتريفيكاسيون اتوتروفيك اكسيژن محدود (اولند) و … استفاده نمود.

منابع:

1. Gurbulak, E., Yuksel, E., Tekbas, M., Doruk, T., Eyvaz, M. and Bektas, N., 2019. Supercritical water oxidation of octol–containing wastewater.
2. Segond, N., Matsumura, Y. and Yamamoto, K., 2002 ,Determination of ammonia oxidation rate in sub-and supercritical water.Industrial & engineering chemistry research, 41(24), pp.602

برای انجام آزمایش‌ به کدام روش نیاز دارید؛ فلوریمتریک یا کالریمتریک؟! (قسمت اول)

یکی از روش‌های آزمایشگاهی است که در شیمی کاربرد فراوان دارد. در این روش با تعیین مقدار گرمای انتقال یافته از سامانه به محیط یا برعکس ویژگی‌های دیگر مواد را تعیین می‌کنند. از جمله کاربردهای کالری‌سنجی در تعیین ظرفیت گرمایی ویژه دمای گذار فاز تغییرات آنتالپی برای مواد معدنی یا آلی از جمله پلیمرهامی‌باشد.

تغییرات فیزیکی و شیمیایی همیشه باعث تغییر در انرژی سیستم می‌شود،  این تغییرات انرژی معمولابه‌صورت انرژی گرمایی و در نهایت به‌صورت افزایش یا کاهش در دمای سیستم قابل مشاهده‌ است. اندازه‌گیری این انرژی گرمایی در دستگاهی به نام کالریمتر انجام می‌شود. واژه کالریمتر از دو کلمه تشکیل شده که در لاتین کالر به معنی گرماست. کالریمتر دستگاهی است که برای گرما سنجی، اندازه گیری دمای واکنش‌های شیمیایی و تغییرات فیزیکی و همچنین ظرفیت گرمایی ویژه از آن استفاده می‌شود. کالریمترهای اسکن تفاضلی، کالریمترهای ایزوترمال (هم دما)، کالریمترهای سنجش حجمی (تیتراسیون) و کالریمترهای افزایش دهنده آهنگ واکنش از معمول‌ترین انواع کالریمترها هستند. کالریمترهای ساده تنها متشکل از یک دماسنج متصل به ظرف فلزی پر از آب است که در بالای محفظه احتراق قرار دارد. برای پیدا کردن آنتالپی تغییرات هر مول ماده A در واکنش با B، مایعات به داخل کالریمتر ریخته شده و دمای اولیه و پایانی (پس از پایان واکنش) را یادداشت می‌کنیم. ضرب تغییرات دما با جرم و ظرفیت گرمای ویژه مایع به ما میزان انرژی خارج شده در طول واکنش (با فرض گرمازا بودن واکنش) را می‌دهد. تقسیم تغییرات انرژی به تعداد مولها که در واکنش حضور داشتند به ما تغییرات آنتاپی واکنش را می‌دهد. از این شیوه در آموزشهای اولیه آکادمیک برای توصیف تئوری گرماسنجی استفاده می‌شود. میزان گرمایی که توسط محفظه از بین می‌رود و یا ظرفیت گرمای ترمومتر و محفظه آنرا در نظر نمی‌گیرند. به علاوه، شئ ای که در داخل کالریمتر قرار می‌گیرد انتقال گرمای شی به کالریمتر و به مایع، و گرمای جذب شده از کالریمتر و مایع برابر با گرمای داده شده از فلز است را نشان می‌دهد.

دو نوع گرماسنج که در شیمی و آزمایشگاه شیمی استفاده می‌شوند عبارتند از: گرماسنج لیوانی و گرماسنج بمبی. گرماسنج لیوانی برای اندازه گیری گرمای یک واکنش در فشار ثابت به‌کار برده می‌شود. این وسیله مخصوص واکنش‌هایی است که در محیط آبی انجام می‌شوند (حل شدن نمک‌ها، واکنش‌های اسید باز، تشکیل کمپلکس). اگر دمای این گرماسنج کاهش پیدا کند، یعنی واکنش گرماگیر بوده و اگر دمای این گرماسنج افزایش یابد یعنی واکنش گرماده بوده است. گرماسنج ليواني يک سامانه‌ي بسته به‌حساب مي‌آيد زيرا تبادل جرم ندارد اما عايق‌بندي آن به اندازه‌ي کافي نيست که هيچ تبادل انرژي با محيط صورت نگيرد. می‌توان بااستفاده از یک ظرف مناسب که با محیط بیرون گرما مبادله نکند یک گرماسنج ساده ساخت .این ظرف می تواند یک لیوان پلاستیکی باشد، که به آن گرماسنج لیوانی گویند.

یک نوع دیگر از گرماسنج ها گرماسنج بمبی است که  برای اندازه گیری گرمای یک واکنش درحجم ثابت به کار برده می شود. این نوع گرماسنج برای اندازه گیری گرمای سوختن یک ماده به‌کار می‌رود. گرماسنج بمبي طوري ساخته شده است که عايق‌بندي کاملي براي آن صورت مي‌گيرد و تا حدود بسیار زیادی مي‌توان مطمئن شد که هيچ گرمايي از درون گرماسنج به محيط اطراف منتقل نمي شود. بنابراين مي توان گرماسنج بمبي را يک سامانه‌ي ايزوله به‌حساب آورد.

هر گاه بتوان واکنش را در آب یا محلول آبی انجام داد، از گرماسنج لیوانی استفاده می‌شود. مانند واکنش محلول سدیم هیدروکسید با محلول اسیدها، یا واکنش فلز منیزیم با اسیدها. در این گرماسنج تغییرات آنتالپی اندازه‌گیری می‌شود. اما اگر نتوان واکنشی را در محیط محلول انجام داد از گرماسنج بمبی استفاده می‌شود. در این گرماسنج تغییرات انرژی درونی اندازه‌گیری می‌شود، چون درب بمب گرماسنج بسته می‌شود و حجم ثابت است.

تكنيك كاليمتري اسكن تفاضلي يك تكنيك ترموآناليتيك است که در اين روش يك نمونه و يك مرجع هم‌زمان تحت گرمايش يا سرمايش قرارداده مي‌شود و ميزان اختلاف گرماي جاري‌شده از نمونه و مرجع توسط سنسورهاي حرارتي بسيار حساس اندازه‌گيري مي‌شود. لازم است كه علاوه بر نمونه مورد آزمايش يك مرجع (ظرف خالي از نمونه) نيز موجود باشد. در اين روش اختلاف گرمايي مورد نياز براي تغييرات دمايي يكسان در نمونه و مرجع به عنوان تابعي از دما ثبت و به‌صورت هم‌دما نگهداري مي‌شوند. زماني‌كه از اين تكنيك استفاده مي‌شود موارد زیر را مورد مطالعه قرار می‌دهد:

• اندازه‌گيري تاثيرات گرمازا و گرماده بر محيط
• با استفاده ازاندازه‌گيري سطح زيرپيك آنتالپي واكنش و يا حالت انتقالي، اندازه‌گيري اتفاق‌افتاده
• اندازه‌گيري دمايي را كه در آن پيك هاي مشخصي ظاهر مي‌شوند
• اندازه‌گيري ظرفيت گرمايي ويژه مواد
• دماي ذوب و آنتالپي ذوب شدن
• رفتار كريستالیزه‌شدن و عمل فوق سرمايش
• گزارهاي فاز جامد- جامد و بررسي جامدات چند فازي مواد آمورف
• واكنش‌هاي پيروليز و ديپليمريزه‌شدن
• واكنش‌هاي شيميايي نظير تخريب گرمايي و پليمريزاسيون
• انتالپي واكنش‌ها
• برسي سنتتيك واكنش‌ها و پيش‌بيني مرحله واكنش
• تخريب اكسيداسيوني و پايداري اكسيداسيوني

منابع:

1. Carr, C.E., Reiling-Steffensmeier, C., Khutsishvili, I. and Marky, L.A., 2018. Unfolding thermodynamics of nucleic acids: Determining heat capacity effects using differential scanning calorimetry (DSC). In Differential Scanning Calorimetry: Basics and Applications (pp. 1-41). ..
2.  Nova Science Publishers, Inc. Skeggs, L.T., 1957. An automatic method for colorimetric analysis. American journal of clinical pathology, 28, pp.311-322.
3. http://physic-ah.blogfa.com/post/13

مصرف غذا نقش مهمی در تعدیل خطر ابتلا به بیماری‌های قلبی‌ـ‌عروقی دارد. بیش از 30 درصد از کل مرگ‌و‌میر را می‌توان از طریق تغییرات غذایی، به ویژه با افزایش مصرف مواد غذایی گیاهی کنترل کرد. مصرف زیاد سبزیجات خطر ابتلا به بیماری‌های مزمن مانند بیماری‌های قلبی‌ـ‌عروقی و سرطان را کاهش می‌دهد. این حفاظت تا حدی توسط آنتی اکسیدان‌های رژیم غذایی مانند β-کاروتن، ویتامین C و E می­‌باشد. فلاونوئیدها و سایر ترکیبات فنولی از آنتی‌اکسیدان­‌ها محافظت می­‌کنند. ترکیبات فنولی در سبزیجات، میوه‌ها و نوشیدنی‌ها مانند قهوه، چای به طور گسترده‌ای توزیع می‌شود و اکثر مردم روزانه مصرف می‌کنند. مصرف خوراکی ترکیبات فنولی ممکن است بر فیزیولوژی، پیشرفت بیماری در طول فرآیند پیری و کاهش عوامل خطر بیماری‌های مرتبط با سن تاثیر بگذارد. اقدامات اصلی آن کاهش فعالیت پلاکتی، اثرات ضدالتهابی و حفاظت از اکسیداسیون برای کاهش LDL است.

مطالعات مختلف بالینی و اپیدمیولوژیک، اهمیت رژیم غذایی مدیترانه­‌ای یا مصرف رژیم غذایی سبزیجات، میوه‌ها، آجیل، غلات سبوس‌دار، ماهی و روغن زیتون را در کاهش التهاب و یا استرس اکسیداتیو نشان داده‌اند که این‌ها فاکتورهای خطر بیماری‌های قلبی‌ـ‌عروقی هستند. چنین رژیم‌هایی ترکیبات زیستی فعال را فراهم می‌کنند که سلامت و رفاه را در هر مرحله از زندگی بهبود می‌بخشد. محققان در مطالعات متعددی تلاش کرده‌اند که مولکول‌های رژیم غذایی را که اثرات محافظتی روی بیماری‌های قلبی‌ـ‌عروقی نشان می‌دهند شناسایی کنند که فیبر غذایی، برخی از اسید های چرب و ترکیبات فنولی را پیشنهاد کرده‌اند. در واقع رژیم غذایی ترکیبات فنولی در کاهش خطر ابتلا به بیماری‌های مزمن، افزایش سال‌های زندگی سالم و ارتقاء متابولیک فعال سالم نقش شناخته‌شده‌‌ای دارد.

مصرف بالای ترکیبات فنولی در رژیم غذایی می‌تواند به‌طور بالقوه بیماری­‌های مربوط به سن را کاهش می‌دهد، زیرا آنها واسطه‌های التهابی تولید شده توسط سیکلوکسیژناز  COX-1و COX-2 یا (prostaglandin-endoperoxide synthase (PTGS را مهار می‌کنند. مصرف ترکیبات فنولی در مهارکردن بروز بیماری‌های قلبی عروقی مانند تصلب شرائین، به عنوان مهارکننده‌ای از اکسیداسیون LDL عمل می‌کند، که به عنوان مکانیسم کلیدی در پیشرفت آترواسکلروز شناخته می‌شود. همچنین برخی از اثرات توصیف شده ترکیبات فنولی مانند: تثبیت صفحات آتروما، کورستین مهار فعالیت متالوپروتئیناز، جلوگیری از اختلال پلاک،‌ در کاتچین چای چینی مانع تهاجم و تکثیر سلول های عضلانی صاف دیواره شریانی می‌شود که باعث کاهش آسیب آتروماتوز می‌شود؛ در حالی‌که ترکیبات فنولی موجود در روغن زیتون اکسیداسیون سطوح LDL و تری گلیسرید را کاهش می‌دهد و سطح HDL را در موش‌های صحرایی افزایش می‌دهد.

ترکیبات فنولی خاص مانند رسوراترول به عنوان یک عامل ضد پیری با افزایش طول عمر در مدل‌های مختلف، از جمله مخمر S. cerevisiae، میوه Drosophila melanogaster، نماتد C. elegans و ماهی Nothobranchius furzeri توصیف شده‌است. همچنین محدودیت کالری، بر روی SIRT-1 تأثیر می‌گذارد که تأثیرات مثبتی بر سلامتی و طول عمر دارد. این می‌تواند بیان ژن‌هایی را که به طول عمر و مقاومت به میانجی‌گران استرس کمک می‌کنند، تغییر دهد.

منابع:

Lutz, M., Fuentes, E., Ávila, F., Alarcón, M. and Palomo, I., 2019. Roles of Phenolic Compounds in the Reduction of Risk Factors of Cardiovascular Diseases. Molecules, 24(2), p.366

Morand, C., Barber‐Chamoux, N., Monfoulet, L.E. and Milenkovic, D., 2019. Dietary (Poly) Phenols and Vascular Health. Recent Advances in Polyphenol Research, 5, pp.127-148

Gerszon, J., Rodacka, A. and Puchała, M., 2014. Antioxidant properties of resveratrol and its protective effects in neurodegenerative diseases. Advances in Cell Biology, 4(2), pp.97-117

نیترات در آب آشامیدنی خطر ابتلا به سرطان کولورکتال را افزایش می‌دهد

مطالعات جدید نشان می‌دهد که خطر ابتلا به سرطان کولون و رکتوم در ارتباط با نیترات در آب آشامیدنی وجود دارد. همچنین در غلظت‌های بسیار پایین‌تر از استاندارد فعلی آب آشامیدنی. بیشترین میزان غلظت نیترات در اکثر منابع آب دیده می‌شود.

نیترات در آب‌های زیرزمینی و آب آشامیدنی، که عمدتا از کودهای مورد استفاده در تولید محصولات کشاورزی استفاده می‌شود، نه تنها به حوزه زیست محیطی مربوط می‌شود بلکه هم‌چنین به افزایش خطر ابتلا به سرطان منجر شده است. بزرگترین مطالعه اپیدمیولوژیک که در منطقه انجام شده است نشان می‌دهد که ارتباط بین میزان نیترات موجود در آب و سرطان کلورکتال وجود دارد.

تحقیقات نشان می‌دهد که نیترات در آب آشامیدنی ممکن است یکی از دلایل سرطان باشد. در تحقیقات انجام شده افرادی که بیشترین میزان نیترات در آب آشامیدنی را مصرف کرده بودند (بالاتر از 3/9 میلی‌گرم در لیتر آب) خطر ابتلا به سرطان کولورکتال را 15 درصد بیشتر نسبت به افراد دیگر (کمتر از 3/1 میلی‌گرم در لیتر آب) نشان دادند. استاندارد آب آشامیدنی فعلی 50 میلی‌گرم نیترات در لیتر آب است، اما افزایش خطر ابتلا به سرطان در غلظت‌های بالاتر از تقریبا 4 میلی‌گرم نیترات در لیتر آب دیده می‌شود،

استاندارد آب آشامیدنی در دانمارک و اتحادیه اروپا با توصیه سازمان بهداشت جهانی WHO مطابقت دارد. این توصیه‌ها برای جلوگیری از موارد “سندرم آبی کودک” تعیین شده است، در حالیکه مسمومیت نیتریت باعث جلوگیری از اشباع اکسیژن در بدن می‌شود. این سندرم فقط در نوزادان تاثیر می‌گذارد و در دانمارک بسیار نادر است.

نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که نیترات خطر ابتلا به سرطان کولون و رکتوم را افزایش می‌دهد. خطر ابتلا به این بیماری زمانی رخ می‌دهد که نیترات به مواد سرطان‌زایی تبدیل می‌شود که به عنوان ترکیبات N-nitroso شناخته می‌شوند. سرطان کولورکتال یکی از رایج ترین انواع سرطان در دانمارک است و سومین سرطان شایع در سراسر جهان شناخته می‌شود. نتیجه گیری از این مطالعات مطابق با یافته‌های بین‌المللی است، که نشان می‌دهد استاندارد آب آشامیدنی باید برای محافظت در برابر اثرات سلامت و نه تنها اثرات حاد مانند سندرم آبی تنظیم گردد. با نتایج مشابه از مطالعات مختلف، نیاز به بازنگری استاندارد آب آشامیدنی است،

غلظت نیترات در بسیاری از آب شیرین‌های عمومی پایین است. امروزه این مشکل عمدتا در چاه‌های خصوصی و هم‌چنین مکان‌هایی با اشباع نیترات بالا وجود دارد و در آن شرایط محلی و زمین‌شناسی محلی به این معنی است که نیترات می‌تواند به راحتی از بین برود.

منابع:

Schullehner, J., Hansen, B., Thygesen, M., Pedersen, C.B. and Sigsgaard, T., 2018. Nitrate in drinking water and colorectal cancer risk: A nationwide population‐based cohort study. International journal of cancer, 143(1), pp.73-79.

Ward, M., Jones, R., Brender, J., de Kok, T., Weyer, P., Nolan, B., Villanueva, C. and van Breda, S., 2018. Drinking water nitrate and human health: an updated review. International journal of environmental research and public health, 15(7), p.1557.

تنظیم تعادل اکسیداسیون ـ احیا تیول برای پروسه­‌های متابولیک، پیام‌­رسانی و رونویسی چندگانه در سلول­‌های پستانداران بسیار مهم است. گروه‌های تیول، چه در پروتئین­‌ها و چه در مولکول­‌های کوچک، بسیار واکنش‌­پذیر و حساس به اکسیداسیون هستند که می‌تواند باعث کاهش قابل توجه فعالیت بیولوژیکی شود. در پروتئین­‌ها، اکسیداسیون گروه­‌های آزاد تیول باعث ایجاد تغییراتی می­‌شود که بسته به موقعیت آن­ها ممکن است بر ساختار، فعالیت کاتالیزوری یا توانایی درگیر شدن در تعاملات پروتئینی تاثیر بگذارد. یک عملکرد حیاتی سیستم­‌های بافری اکسیداسیون احیا تيول بر پایه سلولی، حفاظت از گروه‌­های تيول در مقابل گونه­‌ی فعال اکسيژن و ترمیم آن­‌هاست که ممکن است به علت متابولیسم سلولی طبیعی یا غیر ضروری اکسید شوند. اجزای کلیدی سیستم بافری اکسیداسیون احیا تيول عبارتند از: سیستئین / سیستئین، جفت باز گلوتاتیون(GSH) / گلوتاتیون دی سولفید (GSSG)  و اکسیدوردوکتازهای تیول_دی سولفید که شامل thioredoxin  (Trx)، (Grx) glutaredoxins و پراکسیدوکسین‌­ها (Prx)هستند.

مطالعات زیادی انجام شده­ که توازن بازخوانی GSH را در اختلالات مغزی دخیل می­دانند که موضوع بررسی چندین سال اخیر است؛ یکی از استدلال‌­های قانع‌کننده‌­ای که برای شبکه­‌های نظارتی تیول در بیماری­‌های نوروژنیک تولید می‌­کند، شواهدی از بیان تغییر در بافت­‌های پس از مرگ یا در سلول­‌های سرطانی و پلاسما است. برای این منظور، نمونه­‌های بعد از مرگ متابولیسم از بیماران مبتلا به دیابت بررسی شده­‌است، که در آن مشاهده ­شد که محتوای گلوتاردوکسین در پارکینسون کاهش می‌­یابد، به ویژه در نورون­‌های دوپامینرژیک که بیشتر نقش بازدارندگی در پارکینسون را پشتیبانی می­‌کند. افزایش  S-nitrosylation پروکسی­ردوکسین در مغز انسان مبتلا به پارکینسون، مانع هر دو فعالیت آنزیمی و عملکرد محافظتی آن از استرس اکسیداتیو می‌شود.

پیشرفت­‌های زیادی در درک اهمیت عدم تعادل بازتوانی تیول به عنوان عامل مهمی در بیماری‌های نوروژنیک ایجاد شده است. واکنش پذیری بیولوژیکی اتم گوگرد در سیستئین، به عنوان یک اسید آزاد یا در پروتئین­‌ها و پپتید­ها، عامل مهمی در تعیین حساسیت به آسیب اکسیداتیو، تحریک پذیری و تولید عصبی است. واضح است که بازسازی تعادل اکسیداسیون ـ احیا یک رویکرد مفید برای به حداقل رساندن زیان­‌های عصبی در طول تولید عصب می‌باشد. در بافت مغز پس از مرگ بیماران مبتلا به آلزایمر، بسیاری از رگ­‌های خونی رنگ‌­آمیزی شده پروکسی­ردوکسین را نشان دادند که به علت فرآیندهای آستروستیک است. افزایش گلوتاردوکسین و کاهش ترشح نورونی تیوردوکسین در مغزهای بیماران مبتلا به آلزایمر دیده شده است. علاوه بر این، تغییرات اکسیداتیو در ۲ـ­پروکسی­ردوکسین و ۶ـ­پروکسی­ردوکسین­ در پلاسمای بیماران مبتلا به آلزایمر افزایش یافت.

منابع:

McBean, G.J., Aslan, M., Griffiths, H.R. and Torrão, R.C., 2015. Thiol redox homeostasis in neurodegenerative disease. Redox biology, 5, pp.186-194

Zhang, J., Zhang, Z., Zhang, W., Li, X., Wu, T., Li, T., Cai, M., Yu, Z., Xiang, J. and Cai, D., 2018. Jia-Jian-Di-Huang-Yin-Zi decoction exerts neuroprotective effects on dopaminergic neurons and their microenvironment. Scientific reports, 8.

چگونه منحنی استاندارد رسم کنیم؟ ( قسمت اول )

رسم منحنی استاندارد:

داده‌ها را در یک صفحه گسترده ثبت کنید و  داده‌های به دست آمده را در مقابل هر غلظت قرار دهید. اگر برای هر غلظت حداقل 3 بار تکرار انجام شده است، می‌توان خطاها را از انحراف استاندارد این اندازه‌گیری‌ها برای تخمین خطای هر نقطه محاسبه کرد. برای بررسی، تمام داده‌ها را با استفاده از نرم افزار  به یک رگرسیون خطی منطبق کنید. خروجی خطی باید یک معادله فرمت y = mx + b باشد، جایی که m شیب است و b  عرض از مبدا نمودار را نشان می‌دهد.

در این مرحله می‌توان غلظت نمونه مجهول را با استفاده از نمودار خطی محاسبه کرد. اما نکته در اینجاست که منحنی استاندارد به دست آمده، تنها می‌تواند غلظت‌های به دست آمده در محدوده خط را محاسبه کند. اگر جذب نوری به دست آمده و در نتیجه غلظت نمونه بالاتر از محدوده خط باشد، نمونه نیاز به رقیق سازی دارد که میزان این رقیق‌سازی در انتها تاثیر داده می‌شود .

منحنی استاندارد در بسیاری از زمینه های شیمی تحلیلی، بیوشیمی و شیمی دارویی استفاده می‌شود. رایج‌ترین روش‌استفاده از منحنی استاندارد، استفاده از طیف سنجی، کروماتوگرافی و اندازه‌گیری الکتروشیمیایی است. منحنی استاندارد می‌تواند برای درک غلظت آلودگی محیط زیست در یک نمونه خاک استفاده شود. هم‌چنین استفاده از منحنی استاندارد در تعیین غلظت یک انتقال‌دهنده عصبی در نمونه مایع مغزی، مقدار ویتامین در نمونه‌های دارویی و یا کافئین در غذا بسیار رایج است. بنابراین، منحنی استاندارد در برنامه‌های زیست محیطی، بیولوژیکی، دارویی و علوم غذایی نیز مفید است.

مهم‌ترین بخش رسم منحنی استاندارد، محاسبه دقیق رقت‌های مورد نیاز و رقیق‌سازی صحیح استاندارد‌ است.

منابع:

Carvalho, E. and Hernandes, M.E., 2019. Standard Bases for Fractional Ideals of the Local Ring of an Algebroid Curve. arXiv preprint arXiv:1903.04696

Chen, S., Wu, J.T. and Huang, R., 2012. Evaluation of surrogate matrices for standard curve preparation in tissue bioanalysis. Bioanalysis, 4(21), pp.2579-2587

منحنی استاندارد می‌تواند برای پیش‌بینی غلظت یک نمونه ناشناخته استفاده شود. به طور دقیق، نمونه‌های استاندارد باید در یک روش مشخص همانند نمونه سنجش شوند. تمامی مواد به کار رفته در سنجش و روش کار باید همانند سنجش نمونه‌ها باشد. بسیاری از منحنی‌های استاندارد خطی هستند و می‌توانند با معادله پایه y = mx + b، جایی که m شیب است، و b عرض از مبدا است شناسایی شوند. با این وجود، تمام منحنی‌ها خطی نیستند و گاهی اوقات برای دریافت یک خط، یک یا هر دو مجموعه محورها در یک مقیاس لگاریتمی قرار می‌گیرند. رگرسیون خطی معمولا با استفاده از یک برنامه کامپیوتری انجام می‌شود و رایج‌ترین روش استفاده از حداقل مربعات اتصالات است. هنگامی که منحنی استاندارد خطی است، شیب اندازه‌گیری دارای حساسیت بوده و میزان سیگنال برای تعیین غلظت تغییر می‌کند. یک خط بلندتر با شیب بیشتر نشان دهنده اندازه‌گیری حساس‌تر است. منحنی استاندارد هم‌چنین می‌تواند در تعریف محدوده خطی غلظت‌هایی که دستگاه نشان می‌دهد، کمک کند.

تهیه محلول استاندارد:

به طور معمول، یک ترکیب استاندارد با دقت وزن می‌شود و سپس به صورت کمی به یک بطری حجمی منتقل می‌شود. سپس حلال اضافه شده و بعد از حل کردن ماده استاندارد در آن به حجم می‌رسد. به منظور تهیه رقت‌های سریالی یک فلاسک حجمی دیگر تهیه و مقدار استاندارد مورد نیاز برای رقت مشخص شده به آن اضافه می‌شود، سپس با حلال به حجم می‌رسد. معمولا رقت سازی‌ها 10 برابر انجام می‌شوند به این صورت که به طور مثال هر فلاسک مقدار 1 میلی‌لیتر از استاندارد قبلی در حجم 10 میلی‌لیتر را خواهد داشت. این روند را می‌توان برای تهیه استاندارد با رقت‌های پایین‌تر تکرار کرد. برای یک منحنی استاندارد خوب، حداقل 5 غلظت مورد نیاز است. در آخر جذب نوری غلظت‌های مختلف استاندارد با دستگاه طیف سنج خوانده می‌شود.

خواندن جذب نوری معمولا از پایین‌ترین غلظت شروع شده و تا بیشترین غلظت ادامه‌ می‌یابد. جهت دقت بالاتر و به دست آوردن نمودار استاندارد صحیح، توصیه می‌شود که تهیه استاندارد و هم‌چنین خواندن جذب نوری، 2 بار تکرار شود.

توجه داشته باشید که سنجش نمونه‌ها نیز باید به همان روش سنجش استاندارد انجام شده و محلول‌های مورد استفاده، بافر‌ها و PH مواد یکسان باشد.

چگونه منحنی استاندارد رسم کنیم؟ (‌قسمت دوم )

منابع:

Jakhar, S. and Pundir, C.S., 2018. Preparation, characterization and application of urease nanoparticles for construction of an improved potentiometric urea biosensor. Biosensors and Bioelectronics, 100, pp.242-250.

Green, M.R. and Sambrook, J., 2018. Constructing a standard curve for real-time polymerase chain reaction (PCR) experiments. Cold Spring Harbor Protocols, 2018(10), pp.pdb-prot0950