Przebieg doświadczenia napisany :P

1. SPRAWOZDANIE
Data wykonania Temat: Spektrometria Grupa P7
ćwiczenia: 02.03.09 mas Piotr Szczepańczyk
Maciej Trzaska
Wstęp teoretyczny i cel ćwiczenia
Spektrometria mas ma zastosowanie głównie w analizie substancji biologicznie aktywnych.
Podstawą analizy tą metodą są jony badanej substancji, które po trafieniu do analizatora zostają
rozdzielone ze względu na stosunek m/z. Detektor przetwarza sygnał proporcjonalny do ich
ilości. Istnieje wiele metod jonizacji i typów analizatorów (w niniejszym ćwiczeniu
wykorzystano do jonizacji EI, ESI oraz MALDI). Spektrometr masowy jest świetnym
detektorem w połączeniu z chromatografią gazową (GC/MS), wysokosprawną chromatografią
cieczową (HPLC/MS) i elektroforezą kapilarną (CE/MS).
Ćwiczenie miało na celu analizę porównawczą włosów osoby palącej i niepalącej za
pomocą GC- MS oraz analizę składników Tigera za pomocą ESI- MS i MALDI- TOF- MS.
Zapoznano się z budową aparatury oraz zwrócono uwagę na różne problemy towarzyszące
analizie metodą MS.
Przebieg doświadczenia z zastosowaniem GC-MS:
Badanymi próbkami były kawałki włosów o dł. ok. 5 cm od osoby palącej i niepalącej
papierosy. Cała procedura przygotowania ich do analizy została wykonana przez asystenta
(m.in. przemycie dichlorometanem, umieszczenia na pewien czas w łaźni ultradźwiękowej,
suszenie, pocięcie i trawienie 1 M kwasem solnym i ekstrakcję związków do fazy organicznej).
Asystent przeprowadził także uprzednio badanie próbki na GC-MS. Sprawdzono niektóre
ustawienia spektrometru (m.in. zakres mas podlegający badaniu – 50-350 Da, ilość skanów na
sekundę – 4 skany/s). Następnie przeanalizowano chromatogram wyświetlony na monitorze
komputera, odnaleziono pik należący do nikotyny, przeanalizowano widmo fragmentacyjne
nikotyny i porównano je z bazą widm NIST. Przeanalizowano także kilka innych widm
masowych dla kilku pików z chromatogramu i tak jak poprzednio znaleziono je w bazie NIST.
1.Do zidentyfikowania nieznanej próbki techniką GC-MS konieczna jest znajomość czasu
retencji dla każdego pojawiającego się na chromatografie piku należy następnie porównać ten
czas z czasem retencji próbki standardowej (obie próbki muszą być badane w tych samych
warunkach). Znalezienie pików o tych samych czasach retencji na obu chromatogramach
pozwala wstępnie potwierdzić możliwość występowania danej substancji w próbce. Następnie
należy wykonać widmo masowe ma spektrometrze masowym substancji o danym czasie
retencji i wykonać analizę widma (sprawdzić masę piku molekularnego , przeanalizować
fragmentację) i stwierdzić , czy dany związek może być związkiem badanym. Prawie pewne
potwierdzenia (lub wykluczenie) obecności danego związku w próbce możemy uzyskać
porównując jego widmo z baza widm NIST.
2.Opis chromatogramu i widma masowego zamieszczono na Załączniku XXXX.
3. W trakcie ćwiczenia zidentyfikowano nikotynę w próbce włosów osoby palącej. Nikotyna
(wzór 1) jest alkaloidem pirydynowym zawartym m.in. w liściach tytoniu. Przedostaje się ona

2. do organizmu z dymu papierosowego, wnikając przez płuca, a dalej rozprowadzana jest po
organizmie wraz z krwią.
Wzór 1. Wzór strukturalny nikotyny.
Przebieg doświadczenia z zastosowaniem ESI-MS i MALDI-TOF-MS:
Przygotowano napój energetyzujący Tiger poprzez rozcieńczenie jednostkowej objętości w
stosunku 1:10 w roztworze 50% CH3OH + 50% H20. Uzyskany roztwór wprowadzono na
spektrometr masowy i przeanalizowano widmo. Zarówno dla metody ESI jak i MALDI
założono jednokrotną jonizację. Za pomocą mikrokolumny chromatograficznej usunięto
główne składniki widoczne w pierwszej analizie. Przeprowadzono powtórną analizę ESI-MS
dokonując identyfikacji tych składników, które były słabo widoczne przed oczyszczeniem.
Obydwie próbki (wstępną i po oczyszczaniu) naniesiono na płytkę MALDI i dokonano analizy
widma uzyskanego ze spektrometru MALDI-TOF-MS.
1. Bardziej przydatna dla potrzeb eksperymentów przeprowadzonych w czasie ćwiczenia jest
technika ESI-MS, ponieważ związki znajdujące się w badanym napoju mają podobną masę
molową jak zastosowana w MALDI-TOF-MS matryca, a jej obecność powoduje w wyniku jej
jonizacji powstanie sygnałów mogących utrudniać analizę widma niskocząsteczkowych
związków próbki. W przypadku ESI-MS możliwa jest łatwa analiza widm substancji o niskich
masach cząsteczkowych.
2.Po oczyszczeniu napoju TIGER na mikrokolumnie zaobserwowanie zniknięcie kilku
najwyższych pików a wzrost intensywności pików mniejszych (ponieważ widmo skalowane
jest względem piku podstawowego). Zadaniem mikrokolumny było usunięcie najbardziej
polarnych związków, które jak można stwierdzic znajdowały się w napoju w dużym stężeniu.
3.Złoże mikrokolumny jest selektywne względem niektórych składników napoju, które cechują
się podobnymi właściwościami – są silnie polarne.
4.
5.Tauryna
Tauryna (czyli kwas 2-aminoetanosulfonowy) jest aminokwasem siarkowym, nieobecnym w
białkach, ale szeroko rozpowszechnionym w organizmie człowieka. Może być wytwarzana na
drodze endogennej syntezy z cysteiny albo być przyjmowana razem z pokarmem.

3. W organizmie ludzkim tauryna pełni różne funkcje biologiczne. Najlepiej poznaną z nich jest
udział w produkcji soli żółciowych (taurocholanów) - poprzez sprzęganie kwasów żółciowych
powstają kwas taurocholowy i taurochenodeoksycholowy. Taurocholany biorą udział w
miecelizacji tłuszczy w przewodzie pokarmowym przez co ułatwiając ich wchłanianie. Oprócz
tego taurynie przypisuje się: udział w regulacji osmotycznej, właściwości modulujące
pobudliwość neuronów, regulację stężenia jonów prowadzącą do utrzymania stałego potencjału
błonowego, funkcje antyoksydacyjne, kontrolę stężenia Ca2+.
Tauryna pomaga transportować kreatynę do mięśni pomagająć w jej efektywniejszym
wykorzystanie. Przyśpiesza także regenerację mięśni po wysiłku. Tauryna działa również jak
transmiter metaboliczny, ma efekt detoksykacyjny, także wzmacnia siłę skurczu serca.
Tauryna bierze też udział w rozwoju układu nerwowego oraz narządów wzroku u niemowląt, a
jej niedobory w tym okresie prowadzą do widocznych zaburzeń. Tauryna występuje w
miocytach (znajdujących się w mięśniach szkieletowych) w dosyć dużym stężeniu, a jej
aktywność polega na modulowaniu funkcji skurczowych komórki. Tauryna zwiększa siłę
skurczu wspomagając akumulację i uwalniania jonów wapnia z siateczki sarkoplazmatycznej.
Jej zrównoważony poziom w komórkach mięśniowych zapewnia utrzymanie odpowiedniej
produkcji siły w trakcie skurczu. Prawdopodobne jest, iż komórka sama może regulować siłę
skurczy poprzez zmiany wewnętrznego stężenia tauryny. Większość komórek może
akumulować taurynę na drodze aktywnego transportu przez zależny od Na+ transporter tauryny
o wysokim powinowactwie.
Powyższe funkcje tauryny wskazywałyby, że zwiększając siłę skurczu mięśni może wpływać
pozytywnie na fizyczne przygotowanie ludzi zdrowych i odgrywać rolę w budowaniu masy
mięśni. Jednakże i w tym przypadku brak jest badań potwierdzających te efekty, zaś ścisła
kontrola stężenia tauryny w komórkach może powodować, że mimo zwiększenia jej spożycia,
nie nastąpi dodatkowa akumulacja w mięśniach. Nie ma też wyników badań, które
świadczyłyby o szkodliwości stosowania tauryny jako suplementu.
Bibliografia:
http://bioinfo.mol.uj.edu.pl/articles/Laczna06
http://www.3dchem.com/molecules.asp?ID=22
http://pl.wikipedia.org/wiki/Tauryna
Nikotyna jest silną toksyną działającą na układ nerwowy. Dawka LD50 to ok 1-1,5 mg/kg masy
ciała. Nikotyna jest silnym agonistą receptorów N-acetylocholinowych. W niskich dawkach
(1-3 mg) wykazuje działanie stymulujące, co jest głównym powodem, dla którego palenie

4. tytoniu sprawia przyjemność. Nikotyna działa na organizm człowieka na wiele różnych
sposobów, gdyż wiąże się trwale i blokuje działanie kilkudziesięciu różnego rodzaju enzymów.
W małych dawkach działa ona stymulująco, powodując wzmożone wydzielanie adrenaliny, co
powoduje wszystkie związane z tym objawy (zanik bólu i głodu, przyspieszone bicie serca,
wzrost ciśnienia krwi , rozszerzone źrenice itp).
Zwiększa zużycie tlenu przez serce i powoduje zwężenie naczyń wieńcowych. Takie działanie
jest niebezpieczne dla osób cierpiących na chorobę wieńcową. Zwiększa się także zawartość
dwutlenku węgla we krwi.
W większych dawkach powoduje trwałe zablokowanie działania układu nerwowego (zwłaszcza
autonomicznego układu nerwowego), gdyż wiąże się ona trwale z tzw. receptorami
nikotynowymi w komórkach nerwowych zaburzając ich metabolizm. Pojawia się uczucie
lekkości, następnie zmiana percepcji, zmiana postrzegania otoczenia, światłowstręt, zmęczenie,
brak energii, uczucie oderwania od rzeczywistości, myślotok, wymioty, biegunka, bladość
skóry, poty, biegunka, kolka jelitowa, drgawki lub kurcze mięśniowe. W jeszcze większych
dawkach następuje zamroczenie pola widzenia i pojawiają się często halucynacje - zazwyczaj
czarno-białe quot;wizjonerskiequot; obrazy. W ekstremalnie wysokich dawkach osoba traci
przytomność, dostaje drgawek i może umrzeć na skutek na skutek porażenia układu
oddechowego. Nikotyna działa przeciwzakrzepowo. W przypadku palenia papierosa nikotyna
działa niemal natychmiast po zażyciu (ok. 7 sekund - czas potrzebny na przedostanie się
nikotyny szlakiem: jama ustna, płuca, krew krążenia małego, serce, aorta, tętnice mózgu), (czas
półtrwania nikotyny w mózgu wynosi ok. 1h). Wszystko to razem powoduje, że jest ona
substancją silnie uzależniającą. Palenie tytoniu prowadzi do uzależnienia i tolerancji na
nikotynę. Przy nagłym zaprzestaniu palenia mogą nastąpić zaburzenia czynności organizmu
(zespół odstawienny). Objawy odstawienia nikotyny przejawiają się w postaci rozdażnienia,
bólów głowy,, niepokój, wzrostu apetytu oraz niepokoju mogącego prowadzić do depresji.).
Nikotyna uzależnia fizycznie. Jakkolwiek dawki pochłanianie przy paleniu są minimalne, gdyż
większość obecnej w papierosach nikotyny ulega spaleniu, wystarczają one do szybkiego
uzależnienia.
Nikotyna działa również na ilość dopaminy w mózgu. Jest to kolejny powód, dla którego
nikotyna jest uzależniająca. Ludzie palą, aby utrzymać wysoki poziom dopaminy w mózgu.
Ciekawostką jest, że większość (75-90%) ludzi chorych na schizofrenię pali papierosy.
Prawdopodobnie wynika to z powodu obniżonego poziomu dopaminy w mózgu
schizofreników, którego przyczyną są leki przeciwpsychotyczne.
Ostre zatrucie nikotyną powoduje przejściowy wzrost ciśnienia krwi i przyspieszenie oddechu,
a następnie dochodzi do spadku ciśnienia krwi i bezdechu.
Dawka śmiertelna dla osoby niepalącej wynosi od 50 do 100 mg. Dla osoby palącej w wyniku
zjawiska tolerancji jest ona większa.
Bibliografia:
Nikotyna:
http://portalwiedzy.onet.pl/67112,,,,nikotyna,haslo.html
http://farmakognozja.farmacja.pl/alkaloid/13nikot.html
http://pl.help-eu.com/pages/lex-lexique-434-NICOTINE.html
http://www.psychologia.edu.pl/index.php?dz=strony&op=spis&id=10608

5. http://pl.wikipedia.org/wiki/Nikotyna