Prev
Next 
5.2. Rezgési spektroszkópiai módszerek alkalmazása
Tanulási célok
A rezgési spektroszkópiai módszerek és mikrobiológia alkalmazhatóságuk megismerése

5.2. Rezgési spektroszkópiai módszerek alkalmazása

A biológiai anyagok komponenseinek vizsgálata területén elért rezgési spektroszkópiai módszerek vizsgálati eredményei alapján felmerült, hogy azok alkalmazhatók lehetnek mikrobasejtek vizsgálatára is.

A közeli infravörös spektroszkópia (near infrared spectroscopy, NIR) lényege, hogy a vizsgálandó mintát az infravörös sugárzás tartományába eső elektromágneses sugárzással besugározzák, majd vizsgálják a mintán áteső, illetve a minta által visszavert sugárzást. A NIR spektrum az 1000-2500 nm hullámhossz tartományban a minta abszorpciós vagy transzmissziós tulajdonságait írja le, amely az analizált anyag molekuláris összetételét tükrözi. Ez magában foglalja az O-H (víz), az N-H (fehérje) és C-H (olajok, szénhidrátok, stb.) kötések alaprezgéseinek felharmonikusait és kombinációit. Az abszorpció mértéke egy adott hullámhossznál arányos a kémiai összetevő koncentrációjával. A kémiai összetevők abszorpciós sávjai a gyakorlatban erősen átlapolódnak, így a minta spektruma nagyon komplex. A kialakult jel a fényszóródás (a részecskék mérete, formája, törésmutatója, tömörítettsége, stb.) és a kémiailag abszorbeált energia eredménye a mintában.

Az élelmiszerek/biológiai anyagok, pl. sejtek kémiai komplexitása miatt matematikai modellezésre van szükség ahhoz, hogy megkapjuk a spektrum és a más (referencia) analitikai módszerekkel mért kémiai összetétel közötti összefüggést a mintában. A kalibráció kivitelezése többváltozós statisztikai módszerekkel (pl. főkomponens analízis, főkomponens regresszió, részleges legkisebb négyzetek módszere) történik. A kalibráció elkészítése után a modell használható az összetevők koncentrációjának meghatározására új, ismeretlen mintákban.

Az utóbbi évtizedekben végzett Fourier-transzformációs infravörös (FT-IR) spektroszkópiai vizsgálatok azt mutatták, hogy a technika jól alkalmazható komplex biológiai rendszerek, pl. szövetek, sejtek vizsgálatára. Az FT-IR spektrum a sejtösszetevők (pl. membránok, sejtfal komponensek, fehérjék, lipidek, poliszacharidok, aminosavak) kémiai kötéseinek vibrációit méri, így kvantitatív információt szolgáltat a sejt teljes biokémiai összetételéről. A kapott spektrum ilymódon a mikroba ujjlenyomatának tekinthető. FT-IR spektroszkópiával képesek voltak elkülöníteni egymástól pl. a Gram-pozitív, illetve Gram-negatív baktériumokat eltérő sejtfalszerkezetük alapján. A mikroorganizmusok identifikálását célzó FT-IR spektroszkópiai vizsgálatok azt mutatták, hogy a technika alkalmas a fajok közötti megkülönböztetésre minden előzetes csoportosítás vagy taxonómiai vizsgálat nélkül.
 Prev
Next