docPobierz w formacie PDF
download 
Reklamacja Transkrypt
Pobierz w formacie PDF
Laboratoryjne systemy uzdatniania wody System HLP - idealne źródło wody do metod chromatograficznych www.hlpolska.pl Spis treści Słowo wstępne REACH – obowiązki, które mogą nas dotyczyć..................................4 Zrównoważona chemia....................................9 Chemia a wynalazki.......................................12 Ogólnopolskie Sympozjum „Nauka i przemysł – metody spektroskopowe w praktyce, nowe wyzwania i możliwości”...................................................16 D-Tagatoza – prosty cukier o ogromnym potencjale aplikacyjnym........20 Perspektywy wykorzystania psychrozymów w biotechnologii..................23 Modelowanie w chemii.................................27 Ciecze jonowe - przyszłość chemii?.............31 Proekologia w peptydach - w ogóle możliwa?.........................................36 Zielona chemia w analityce...........................40 Przystępniejszy HPLC – zalety programu LP-chrom........................44 Adres redakcji i skład osobowy Lipopharm.pl ul. Kościelna 16A 83-210 Zblewo tel. 58 7322364 fax. 58 7322366 [email protected] Gwałtowny rozwój przemysłu w XX wieku oraz związana z tym produkcja masowa dóbr i usług uczyniła nasze życie łatwym i wygodnym. Wygoda ta jednak przeważnie jest realizowana kosztem środowiska naturalnego, a wielu ekologów eksploatację środowiska nazywa nawet „walką z przyrodą”, upatrując marnotrawienia zasobów i surowców naturalnych w imię postępu cywilizacyjnego. Postęp w ochronie środowiska naturalnego oraz racjonalnym dysponowaniu zasobami dotyczy już każdego etapu funkcjonowania społeczeństwa. Powszechnie mówi się o oszczędzaniu energii i wykorzystywaniu źródeł odnawialnych, stosuje się biopaliwa, ale i tworzy odpowiednie akty prawne dotyczące produktów chemicznych (znane pod nazwą REACH). Zaspokojenie potrzeb obecnych pokoleń bez naruszenia możliwości przyszłych pokoleń do zaspokojenia swoich potrzeb leży u podstaw teorii zrównoważonego rozwoju. Jedną z najbardziej wpływających na przyrodę gałęzi gospodarki jest przemysł chemiczny, dlatego w strategii do roku 2025, opracowanej przez Europejską Platformę Zrównoważonej Chemii, wskazuje się trzy podstawowe kierunki działań. Należą do nich nowe technologie materiałowe, poszukiwanie nowych szlaków syntetycznych z użyciem procesów katalitycznych oraz postępy w dziedzinie nauk biotechnologicznych. Niniejsze wydanie kwartalnika Laborant prezentuje wybrane zagadnienia związane z racjonalnym wykorzystywaniem chemii zarówno w procesach przemysłowych jak i małych laboratoriach naukowych. Nie bez znaczenia jest poszukiwanie procesów alternatywnych dla klasycznej chemii. Wszystko po to, aby żyło się nam lepiej i w myśl zasady zrównoważonego rozwoju zachować środowisko dla potomnych. Redaktor naczelny: dr hab. Wojciech Kamysz [email protected] Redaktor techniczny: mgr Bartłomiej Kraska [email protected] dr hab. Wojciech Kamysz redaktor naczelny 3 Prawo REACH – obowiązki, które mogą nas dotyczyć Agata J. Wilczyńska-Piliszek, Sławomir Piliszek Doradza ISOTOP s.c. Wstęp REACH jest akronimem pochodzącym od pierwszych liter brzmienia Rozporządzenia (WE) nr 1907/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals (REACH) to brzmienie angielskie części tytułu rozporządzenia. Oznacza ono rejestrację, ocenę, udzielanie zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów. Rozporządzenie REACH weszło w życie dnia 1 czerwca 2007 roku i zaczęło obowiązywać bezpośrednio, to znaczy bez potrzeby wprowadzania odrębnym aktem do polskiego porządku prawnego. Cele rozporządzenia Celem rozporządzenia REACH jest zapewnienie wysokiego poziomu ochrony zdrowia i środowiska, w tym propagowania alternatywnych metod oceny zagrożeń stwarzanych przez substancje, a także swobodnego obrotu substancjami na rynku wewnętrznym przy jednoczesnym wsparciu konkurencyjności i innowacyjności. Rozporządzenie REACH oparte jest na zasadzie, zgodnie z którą do producentów, importerów i dalszych użytkowników należy zagwarantowanie, że substancje, które produkują, wprowadzają do obrotu lub stosują, nie wpływają w sposób szkodliwy na zdrowie człowieka ani na środowisko. Przepisy rozporządzenia REACH opierają się na zasadzie ostrożności. Samo rozporządzenie REACH dzieli te obowiązki w zależności od zaklasyfikowania chemikaliów do określonej grupy, przypisania określonej roli w systemie. Przedsiębiorca może pełnić rolę producenta, importera lub dalszego użytkownika. W odniesieniu do niektórych substancji przedsiębiorca może pełnić więcej niż jedną rolę w systemie. Wymienione role pociągają za sobą określone obowiązki. One natomiast pociągają za sobą określone konsekwencje, również finansowe. Jednym z głównych obowiązków jest rejestracja substancji. Bez przeprowadzenia procesu rejestracji substancji chemicznej nie można jej produkować, importować, ani w inny sposób wprowadzać do obrotu. Podstawowe definicje Zanim przejdziemy do szczegółowego wyjaśniania obowiązków należy wyjaśnić podstawowe definicje związane z substancją oraz ich mieszaninami. Należy zdawać sobie sprawę, że pojęcia stosowane w rozporządzeniu REACH posiadają ścisłe definicje i znaczenia, które nie zawsze odpowiadają ich rozumieniu w innych dziedzinach. I tak zgodnie z artykułem 3 rozporządzenia REACH substancja oznacza pierwiastek chemiczny lub jego związki w stanie, w jakim występują w przyrodzie lub zostają uzyskane za pomocą procesu produkcyjnego, z wszelkimi dodatkami wymaganymi do zachowania ich trwałości oraz wszelkimi zanieczyszczeniami powstałymi w wyniku zastosowanego procesu, wyłączając rozpuszczalniPodstawowe role i obowiązki ki, które można oddzielić bez wpływu na stabilność Rozporządzenie REACH jest aktem prawnym, i skład substancji. który obowiązuje we Wspólnocie już ponad 4 lata. Mieszanina oznacza mieszaninę lub roztwór Jednak doświadczenia wskazują, że firmy istniejące składający się z dwóch lub większej liczby subna rynku mają wiele wątpliwości, a nawet część stancji. z nich nie zdaje sobie sprawy, że mogą ich dotyczyć Substancja wprowadzona oznacza substancję, pewne obowiązki wynikające z tego aktu prawnego. która spełnia co najmniej jedno z następujących 4 Laborant Nr 3/2011 kryteriów: a) jest zamieszczona w Europejskim wykazie istniejących substancji o znaczeniu komercyjnym (EINECS); b) przynajmniej raz w ciągu 15 lat poprzedzających wejście w życie rozporządzenia została wyprodukowana na terytorium Wspólnoty lub krajów, które przystąpiły do UE, lecz nie została wprowadzona do obrotu przez producenta lub importera, pod warunkiem że producent lub importer dysponuje pisemnym dowodem potwierdzającym ten fakt; c) była wprowadzona do obrotu przez producenta lub importera na terytorium Wspólnoty lub w krajach przystępujących do UE przed wejściem w życie rozporządzenia i była uznana za zgłoszoną zgodnie z dyrektywą 67/548/ EWG lecz nie spełnia wymogów określonych w definicji polimeru zawartej w niniejszym rozporządzeniu, pod warunkiem że producent lub importer dysponuje pisemnym dowodem potwierdzającym ten fakt, w tym dowodem, że substancja ta została wprowadzona przez jakiegokolwiek producenta lub importera do obrotu między dniem 18.IX.1981 r. a dniem 31.X.1993 r. włącznie. Reklama Prawo Czy to może nas dotyczyć? Obowiązki wynikające z przepisów rozporządzenia REACH mogą również dotyczyć naszej firmy. Zobowiązania takie mogą wystąpić wtedy gdy prowadzimy syntezy chemiczne lub podczas tworzenia mieszanin celem stworzenia nowego produktu. Ogólna zasada mówi o tym, że substancje chemiczne lub substancje w mieszaninach oraz substancje zawarte w wyrobach (dodatkowe zastrzeżenia) rejestrujemy wyłącznie wtedy, jeżeli przekroczą one ilość 1 tony/rok. Na dzień dzisiejszy mamy już za sobą pierwszy etap rejestracji. A więc tych substancji wprowadzonych, które są produkowane lub importowane w ilości powyżej 1000 ton/rok. Substancji zaklasyfikowanych jako www.czasopismolaborant.pl 5 Prawo działające bardzo toksycznie na organizmy wodne, które mogą powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w środowisku wodnym (R50/53) w ilości co najmniej 100 ton/rok. Substancji zaklasyfikowanych jako rakotwórcze, mutagenne lub działające szkodliwie na rozrodczość, kategorii 1 i 2, które zostały wyprodukowane lub importowane w ilości co najmniej 1 tony/rok. Należy tutaj podkreślić to, że rejestracja wstępna dotyczy wyłącznie substancji wprowadzonych (patrz definicje). Dokonując rejestracji wstępnej opóźnionej jesteśmy upoważnieni do skorzystania z tak zwanych okresów przejściowych. Potencjalni rejestrujący, którzy po raz pierwszy produkują lub importują substancję wprowadzoną w ilości co najmniej 1 tony/rok, która będzie wymagała rejestracji, uprawnieni są do skorzystania z okresów przejściowych pod warunkiem, że przedłożą do Europejskiej Agencji Chemikaliów (ECHA) odpowiednie wymagane informacje w ciągu sześciu miesięcy od pierwszej produkcji, importu w ilości co najmniej 1 tony/rok i nie później niż w ciągu 12 miesięcy przed upływem odpowiednio określonego terminu (Tabela 1). Obowiązek rejestracji może dotyczyć organizacji wtedy, gdy importuje substancje do produkcji mieszanin. Import w rozumieniu rozporządzenia REACH oznacza fizyczne wprowadzenie na obszar celny Wspólnoty. Obszar celny Wspólnoty obejmuje następujące państwa: Austrię, Belgię, Bułgarię, Cypr, Czechy, Danię (z wyjątkiem terytorium Grenlandii oraz Wysp Owczych), Estonię, Finlandię (w tym Wyspy Alandzkie), Francję (w tym Monako i departamenty zamorskie – Gujanę Francuską, Gwadelupę, Martynikę i Reunion, bez obszarów zamorskich Saint-Pierre i Miqelon oraz Majotta), Grecję, Hiszpanię (z wyjątkiem Ceuty i Melilli), Holandię (część europejska), Irlandię, Litwę, Luksemburg, Łotwę, Maltę, Niemcy (z wyjątkiem obszaru Busingen oraz wyspy Helgoland), Polskę, Portugalię, Rumunię, Słowację, Słowenię, Szwecję, Węgry, Włochy (z wyjątkiem enklaw celnych Livogno i Campione d’Italia), Zjednoczone Królestwo Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej (w tym Wyspy Kanałowe oraz Wyspa Man). A więc import z tych krajów uważany jest za „nabycie wewnątrzwspólnotowe” i nie powoduje przypisania roli importera w rozumieniu rozporządzenia. Od 2008 roku wymagania zawarte w rozporządzeniu REACH zaczęły funkcjonować również w państwach EOG-EFTA to jest w Islandii, Lichtensteinie i Norwegii. Importujący substancje z tych krajów będzie uważany za dalszego użytkownika. W pozostałych przypadkach będziemy traktowani jako importerzy ze wszystkimi obowiązkami na nas ciążącymi. Istotnym dodatkowym obowiązkiem jest proces notyfikacji substancji chemicznych. Notyfikacja jest zgłoszeniem substancji do wykazu klasyfikacji i oznakowania. Wynika ona z obowiązków nałożonych rozporządzeniem CLP (1272/2008). Obowiązek notyfikacji dotyczy wszystkich produkowanych bądź importowanych niebezpiecznych substancji niezależnie od ich ilości, a także tych, które podlegają obowiązkowi rejestracji zgodnie z REACH. A więc, jeżeli substancja nie będzie substancją niebezpieczną, a przeprowadzimy dla niej proces rejestracji wstępnej opóźnionej to Tabela 1. Wymagane terminy rejestracji pełnej w odniesieniu do substancji wprowadzonych Sposób klasyfikacji substancji wprowadzonej 6 Masa graniczna Obowiązujący termin dokonania rejestracji pełnej Pozostałe substancje > 1000 ton/rok Działająca bardzo toksycznie na organizmy wodne, która może powodować długo utrzymujące się niekorzystne zmiany w środowisku wodnym (R50/53) > 100 ton/rok Rakotwórcza, mutagenna lub działająca szkodliwie na rozrodczość, kategorii 1 i 2 > 1 tony/rok Pozostałe substancje > 100 ton/rok 1.VI.2013 Pozostałe substancje > 1 tony/rok 1.VI.2018 1.XII.2010 Laborant Nr 3/2011 Prawo musimy ją notyfikować. Wyłączenia z obowiązku rejestracji Rozporządzenie REACH uwzględnia pewne wyłączenia z obowiązku rejestracji. Przepisy rozporządzenia dotyczące rejestracji nie obejmują zastosowania substancji w produktach leczniczych stosowanych u ludzi lub do celów weterynaryjnych. Gdy te same substancje stosowalibyśmy w celu otrzymania kosmetyków, to zwolnienia te nie obowiązują i w związku z tym substancje podlegają obowiązkowi rejestracji. Organizacje prowadzące działania badawczorozwojowe ukierunkowane na produkt i proces produkcji (PPORD) mogą także korzystać ze zwolnień z rejestracji. Przepisy dotyczące rejestracji nie mają zastosowania przez okres 5 lat w odniesieniu do substancji produkowanej na terytorium Wspólnoty lub importowanej w celu prowadzenia działalności badawczo-rozwojowej ukierunkowanej na produkt i proces produkcji, prowadzonej przez producenta lub importera osobiście lub we współpracy z nabywcami wyszczególnionymi na liście nabywców. Produkcja musi odbywać się również w ilościach ograniczonych. W celu skorzystania z niniejszego zwolnienia należy przedłożyć do ECHA odpowiednie informacje zgodnie z rozporządzeniem REACH oraz uiścić opłatę. Przedkładanie informacji do ECHA odbywa się wyłącznie drogą elektroniczną. Wyłączeniom z obowiązku rejestracji podlegają także substancje wymienione w odpowiednich załącznikach (IV oraz V) rozporządzenia REACH. Substancje zawarte w załączniku IV podlegają zwolnieniom, ponieważ istnieje wystarczająca ilość informacji, że ich swoiste właściwości powodują minimalne ryzyko (Tabela 2). Wyłączeniom z obowiązku rejestracji podlegają także substancje scharakteryzowane w załączniku V. Ich rejestrację uznaje się za niewłaściwą lub niepotrzebną i wyłączenie ich z przepisów tytułów II (rejestracja), V (dalsi użytkownicy) i VI (ocena) nie powoduje uszczerbku dla celów rozporządzenia REACH (patrz cele rozporządzenia). Są to między innymi substancje, które powstają w wyniku reakcji chemicznej zachodzącej jako skutek uboczny kontaktu innej substancji lub wyrobu z czynnikami środowiskowymi - powietrzem, wilgocią, mikroorganizmami lub światłem słonecznym. Również hydraty substancji lub jony hydratowane powstające w wyniku asocjacji cząsteczek substancji i wody, jednak w tej sytuacji należy Tabela 2. Wybrane substancje podlegające zwolnieniu z rejestracji wymienione w załączniku IV rozporządzenia Numer CAS Numer EINECS Nazwa/Grupa 50-70-4 200-061-5 D-glucitol C6H14O6 50-81-7 200-066-2 Kwas askorbinowy C6H8O6 50-99-7 200-075-1 Glukoza C6H12O6 57-48-7 200-233-3 Fruktoza C6H12O6 56-87-1 200-294-2 L-lizyna C6H14N2O2 59-23-4 200-416-4 Galaktoza C6H12O6 123-94-4 204-664-4 Stearynian gliceryny, czysty C21H42O4 124-38-9 204-696-9 Ditlenek węgla CO2 137-08-6 205-278-9 Pantotenian wapnia, forma D C9H17NO5.1/2Ca 1338-43-8 215-665-4 Oleinian sorbitanu C24H44O6 7439-90-9 231-098-5 Krypton Kr 7732-18-5 231-791-2 Woda, destylowana, o czystości do pomiarów przewodności elektrolitów lub podobnej H2O 61788-59-8 262-988-1 Estry metylowe kokosowych kwasów tłuszczowych 65996-61-4 265-995-8 Masa celulozowa www.czasopismolaborant.pl 7 Prawo spełnić warunek, aby substancja ta została wcze- wprowadzania do obrotu i obowiązek natychmiaśniej zarejestrowana przez producenta lub impor- stowego wycofania oraz zutylizowania wprowatera, który skorzystał z niniejszego zwolnienia. dzonego produktu znajdującego się na rynku. Niedopełnienie obowiązków wiąże się również Podsumowanie z konsekwencjami karnymi zarówno pozbawienia Biorąc pod uwagę wielkości samych rozporządzeń, wolności jak i nałożenia grzywny. Nieznajomość gdzie rozporządzenie REACH w oryginale posiada przepisów nie zwalnia nas z odpowiedzialności. blisko 800 stron, dodatkowo sprostowanie oraz wiele rozporządzeń zmieniających i dostosowujących. Natomiast rozporządzenie CLP w oryginale składa Piśmiennictwo: się z ponad 1350 stron, dodatkowo sprostowanie Rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 Parlamentu oraz rozporządzenia zmieniające i dostosowujące. Europejskiego i Rady w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń Artykuł ten jest jedynie wstępem do określenia w zakresie chemikaliów (REACH), utworzenia Eurowymagań zawartych w rozporządzeniu REACH. pejskiej Agencji Chemikaliów, zmieniającego Europejska Agencja Chemikaliów dodatkowo dyrektywę 1999/45/WE oraz uchylającego rozpow celu pomocy zainteresowanym stronom publikurządzenie Rady (EWG) nr 793/93 i rozporządzenie je poradniki w odniesieniu do niektórych wymagań Komisji (WE) nr 1488/94, jak również dyrektywę Rady 76/769/EWG i dyrektywy Komisji 91/155/EWG, rozporządzeń. Jednak należy sobie zdawać z tego 93/67/EWG, 93/105/WE i 2000/21/WE z późn. zm. sprawę, że własna interpretacja wymagań nie Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady zawsze jest trafna i korzystanie z doświadczonych (WE) nr 1272/2008 z dnia 16 grudnia 2008 r. konsultantów wydaje się być naturalnym biew sprawie klasyfikacji, oznakowania i pakowania sugiem rzeczy. W wyniku błędów interpretacyjnych bstancji i mieszanin, zmieniające i uchylające dyrektywy 67/548/EWG i 1999/45/WE oraz zmieniające wymagań nałożonych rozporządzeniem REACH rozporządzenie (WE) nr 1907/2006 z późn. zm. może dojść do sytuacji, że zostanie nałożony zakaz Reklama 8 Laborant Nr 3/2011 Chemia Zrównoważona chemia Michał Burdyński Laboratorium Badawczo - Rozwojowe, Lipopharm.pl Wyzwaniem stojącym przed przemysłem chemicznym w XXI wieku jest wdrożenie zasad zrównoważonej chemii. Pojęcie zrównoważonej chemii powstało na przełomie XX i XXI wieku po opublikowaniu w 1987 r. raportu „Nasza Wspólna Ziemia” komisji H.Brundtland prezentującego nową koncepcję „zrównoważonego rozwoju”. W 2000 roku OECD zdefiniowała pojęcie „zrównoważonej chemii” jako rozwinięcie pojęcia „zrównoważonego rozwoju”. Oznacza ono projektowanie, wytwarzanie i wykorzystywanie w procesach chemicznych produktów pozwalających na osiąganie dużych korzyści ekonomicznych i jednocześnie przyjaznych środowisku. W trakcie projektowania i prowadzenia procesów chemicznych należy zmniejszać ilość zużywanej energii, surowców nieodnawialnych i wody. Koncepcja „zrównoważonej chemii” nakazuje również redukować ilość wytwarzanych zanieczyszczeń i odpadów na każdym etapie produkcji oraz produkować takie produkty chemiczne, które mogą być użyte ponownie lub poddane recyklingowi. Głównymi zaletami idei „zrównoważonej chemii” jest zmniejszenie ilości produkowanych oraz w dalszym etapie wycofanie z produkcji substancji kumulujących się w środowisku i organizmach żywych. Korzystne jest zmniejszenie zapotrzebowania na surowce nieodnawialne oraz zwiększenie wykorzystania surowców wtórnych. Koncepcja „zrównoważonej chemii” zakłada oprócz zmniejszenia wpływu na środowisko, również zmniejszenie kosztów utylizacji odpadów poprzemysłowych, promowanie i wdrażanie technologii zwiększających innowacyjność i konkurencyjność przemysłu. Projekt „zrównoważonej chemii” porusza także aspekt edukacyjny - poszukiwanie nowych szlaków syntez, wykorzystanie substancji bezpieczniejszych www.czasopismolaborant.pl dla środowiska niż dotychczas używane. W analizie chemicznej za istotne uznano wykorzystywanie odczynniko- i energooszczędnych metod analitycznych1,2. Pojęcie „zrównoważonej chemii” obejmuje dodatkowo analizę czynników ekonomicznych i społecznych produktu i procesu chemicznego w odróżnieniu od „zielonej chemii”, której zakres obejmuje właściwie opracowanie przyjaznego środowisku procesu lub produktu. Szersze spojrzenie na finalny produkt chemiczny spowodowała, że istotna stała się analiza całego cyklu życia produktu (LCA). Okazało się, bowiem, że nie tylko wytwarzanie produktu generuje niekorzystny wpływ na środowisko, ale również użytkowanie gotowego produktu przez konsumenta i procesy utylizacji zużytego produktu. Analiza LCA obejmuje jakościową i ilościową ocenę wpływu procesu chemicznego w następujących aspektach: wyczerpywanie surowców nieodnawialnych, wpływ na efekt cieplarniany, wpływ na warstwę ozonową, użyźnianie zbiorników wodnych, udział w powstawianiu kwaśnych deszczów, udział w emisji lotnych związków, toksyczność dla człowieka i organizmów żywych. Analiza LCA pozwala na syntetyczne i całościowe określenie zagrożeń i elementów, w których można przez wprowadzenie zmian, zmniejszyć wpływ procesu na środowisko3. Oprócz analizy LCA dokonuje się określenia ilościowych wskaźników procesu, takich jak czynnik środowiskowy E, współczynnik środowiskowy EQ, wydajność atomową, efektywność masową, lecz taka analiza pozwala jedynie ocenić jego wpływ na środowisko w dość wąskim zakresie4. Społeczny aspekt „zrównoważonej chemii” obej9 Reklama Chemia ZAMRA¯ARKI NISKOTEMPERATUROWE - PIONOWE ORAZ POZIOME - OPATENTOWANY SYSTEM “GREEN LINE” -OPTYMALNE POJEMNOŒCI ZMYWARKI LABORATORYJNE - DWA NIEZALE¯NE POZIOMY MYCIA - SZEROKI WYBÓR KOSZY I WK£ADÓW -WYRÓ¯NIENIE NA TARGACH EUROLAB 2009 PIECE LABORATORYJNE - KOMOROWE, MUFLOWE - RUROWE - WYSOKOTEMPERATUROWE - SZEROKI WYBÓR AKCESORIÓW (RÊKAWICE, TYGLE, TACE, RURY) W OFERCIE FIRMY DANLAB DANLAB TEL. 85 661 28 66 FAX. 85 662 73 79 - SUSZARKI - CIEPLARKI - ZMYWARKI - £ANIE WODNE -ZAMRA¯ARKI -CH£ODZIARKI - NACZYNIA DEWARA itp... www.danlab.pl e-mail: [email protected] 10 muje rzetelne informowanie społeczeństw o wpływie projektowanego lub istniejącego produktu na środowisko, a także promowanie współpracy pomiędzy ośrodkami naukowymi, przemysłem i organami państwowymi w celu przyspieszenia wdrażania innowacyjnych pomysłów. Celem społecznym jest również zmiana sposobu postrzegania przemysłu z zorientowanego na wykorzystywanie ropy naftowej na przemysł używający surowców wtórnych lub pochodzących ze źródeł odnawialnych3. Zrównoważona chemia w Europie Przemysł chemiczny jest w Unii Europejskiej trzecim co do wielkości sektorem przemysłu. Zatrudnia ok. 1,7 miliona pracowników i wytwarza 28 % światowej produkcji chemikaliów. Wartość wytworzonych substancji i produktów stanowi 2,4 % PKB UE. W związku z odgrywaną rolą w gospodarce europejskiej została opracowana strategia rozwoju sektora chemicznego uwzględniającą założenia „zrównoważonej chemii”. Celem strategii „zrównoważonego rozwoju” przemysłu chemicznego UE jest: Opracowanie nowych metod syntezy produktów chemicznych, Dopracowanie technologii katalizatorów i otrzymywania półproduktów, Opracowanie i wdrożenie nowych materiałów kompozytowych i membran, Opracowanie nowych bardziej przetworzonych związków chemicznych oraz metod otrzymywania półproduktów pozwalających na lepsze wykorzystanie możliwości syntezy przemysłowej w ramach Wielkiej Syntezy Chemicznej, Opracowanie nowych produktów przemysłu petrochemicznego oraz metod ich otrzymywania. Kolejnym ważnym obszarem działań w ramach zrównoważonej chemii jest poszukiwanie nowych sposobów przyspieszania i katalizy procesów chemicznych, umożliwiających pełniejsze wykorzystanie posiadanych urządzeń i maszyn. Założenia „zrównoważonej chemii” mają zastosowanie w chemikaliach stosowanych w rolnictwie – Laborant Nr 3/2011 Chemia planowane jest opracowanie nowych innowacyjnych metod otrzymywania wieloskładnikowych produktów. Aspekt ekologiczny strategii „zrównoważonej chemii” zakłada coraz większe wykorzystanie surowców wtórnych w syntezie chemicznej. Istotne jest znalezienie metod recyklingu odpadów chemicznych, polimerów oraz utylizacji urządzeń produkcyjnych. Ważnym zagadnieniem w ramach strategii „zrównoważonej chemii” UE jest analiza i opracowanie metod transportu i składowania produktów chemicznych Dotyczy to głównie sposobu wykorzystania istniejących i projektowanych rurociągów oraz wykorzystania transportu rzecznego. Intensywne wykorzystywanie kawern do magazynowania ropy naftowej, produktów petrochemicznych i gazu ziemnego powoduje, że istotne jest zbadanie oddziaływania takich obiektów na otaczające środowisko, jak również optymalizacja wykorzystania istniejących zbiorników. Ostatnim aspektem poruszanym przez europejską strategię rozwoju zrównoważonej chemii jest dostosowanie programów kształcenia nowych pracowników do zmieniającego się przemysłu chemicznego. W ramach strategii zrównoważonego rozwoju chemii powołano Polską Platformę Technologiczną Zrównoważonej Chemii. Zadaniami powstałej instytucji jest udział w pracach europejskiej platformy technologicznej zrównoważonej chemii, promowanie polskich inicjatyw w zakresie zrównoważonej chemii oraz koordynacja badań nad innowacyjnymi rozwiązaniami5. Wdrażanie zasad zrównoważonego rozwoju chemii Przykładem wdrażania zasad zrównoważonego rozwoju są programy recyklingu polichlorku winylu. W 2000 roku firmy produkujące PCV zobowiązały się do wprowadzenia zasad zrównoważonej produkcji w programie Vinyl 2010. Wiązało się to z zorganizowaniem punktów odbioru i przetwarzania PCV. Do 2010 roku moce przerobowe pozwalały przerobić 250 tys. ton zużytego PCV. Po zakończeniu z sukcesem programu Vinyl 2010, wdrożono program VinylPlus, którego celem jest prawie 4-krotne zwiększenie ilości odzyskiwawww.czasopismolaborant.pl nego PCV do 2020 roku, z czego przynajmniej 100 tys. ton będzie przetwarzane innowacyjnymi metodami. Plany obejmują również wydawanie certyfikatów VinylPlus oraz znakowania produktów objętych tym programem6. W przypadku pojedynczych firm także osiągnięto postęp w zakresie wdrażania zasad zrównoważonego rozwoju. Firma KNAUF wyprodukowała wełnę mineralną w technologii ECOSE, która zmniejsza ilość zużywanej energii i surowców. Do produkcji wykorzystano szkło z recyklingu. Wełna otrzymała deklarację środowiskową III typu, nadaną przez Instytut Techniki Budowlanej, która potwierdza, że produkt nie wpływa negatywnie na środowisko7. Chemia polimerów jest kolejną dziedziną chemii, w której dokonał się duży postęp we wdrażaniu zasad zrównoważonego rozwoju. W produkcji polimerów coraz szerzej stosuje się surowce odnawialne i półprodukty otrzymywane z roślin i zwierząt zamiast nieodnawialnej ropy naftowej. W trakcie syntezy stosuje się katalizatory metalocenowe oraz enzymy. Silny nacisk kładzie się na wykorzystywanie bezpiecznych dla środowiska rozpuszczalników takich jak ciecze jonowe i ciecze w stanie nadkrytycznym. Istotnym elementem w pracach badawczych dotyczących polimerów jest ich biodegradowalność i możliwość ponownego użycia8. Literatura: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Sustainable Chemistry, Environmental Directorate OECD, http://www.oecd.org/dataoecd/16/25/29361016.pdf OECD Need for research and development programmes in sustainable chemistry , http://www.oecd. org/dataoecd/16/25/42784720.pdf B. Burczyk, Zielona chemia – zrównoważona chemia: perspektywy rozwoju, Przemysł Chemiczny 84/3 (2005) J. Namieśnik, J. Płotka, M. Tobiszewski, A. Sulej, T. Chmiel, Zielona Chemia, Referat, Ogólnopolskie Sympozjum “Nauka i Przemysł”, Lublin 2011 Polska Platforma Technologiczna Zrównowazonej Chemii, http://www.kpk.gov.pl/ppt/ppt. html?id=816&sct=4 http://www.chemiaibiznes.com.pl/newsy/news/1238Przemysl_PCW_rozpoczyna_10_letnie_zobowiazanie_dot_zrownowazonego_rozwoju.html http://www.chemiabudowlana.info/wiadomosci,art,3 021,,zrownowazona_srodowiskowo_izolacja_knauf_ insulation H. Pińkowska, Zielona chemia polimerów, Polimery 2006, 51, 11-12 11 Chemia Chemia a wynalazki Kancelaria Prawno-Patentowa Małgorzata Matyka polski i europejski rzecznik patentowy Przemysł chemiczny jako jedna z największych gałęzi przemysłu światowego zaczyna inwestować w zrównoważony rozwój i zaspokajanie potrzeb konsumentów poprzez dostarczanie coraz bardziej bezpiecznych produktów chemicznych, półproduktów czy też sposobów ich otrzymywania oraz inwestycje w ochronę środowiska poprzez redukowanie lub eliminację zanieczyszczeń środowiska. Duże zapotrzebowanie na lepsze i bezpieczniejsze produkty stawia przed przemysłem chemicznym wiele wyzwań. Nowoczesne technologie chemiczne, innowacyjne i selektywne syntezy z zastosowaniem w różnych dziedzinach przemysłu od chemii poprzez farmację do biotechnologii, zmniejszenie ilościowej produkcji do skali laboratoryjnej czy półtechnicznej, jest również postępem naukowo-technicznym i może być przedmiotem wynalazku. Ustawa Prawo własności przemysłowej1 nie zdefiniowała pojęcia wynalazku, a jedynie wyznaczyła zakres przesłanek, które powinien spełniać wynalazek aby uzyskać patent. I tak, patenty są udzielane, bez względu na dziedzinę techniki, na wynalazki, które są nowe, posiadają poziom wynalazczy i nadają się do przemysłowego stosowania2. Zatem patent to dokument urzędowy, który stwierdza własność wynalazku i daje jego posiadaczowi wyłączność korzystania z niego na terytorium danego kraju, w którym ubiegał się o ochronę. Monopol z wynalazku jaki uzyskuje uprawniony ma charakter terytorialny. Przykłady kategorii wynalazków chemicznych (sensu largo), które mogą być chronione z tytułu uzyskania patentu to: - substancja chemiczna (produkt) – powinien być 12 zdefiniowany poprzez wskazanie struktury; - sposób wytwarzania substancji chemicznej (proces/synteza) – powinien być zdefiniowany poprzez wykonywanie kolejnych czynności w określonych warunkach; - kompozycja farmaceutyczna (np. skład tabletki) – powinna być zdefiniowana poprzez podanie pełnego składu jakościowego i ilościowego wszystkich składników; - sposób wytwarzania kompozycji farmaceutycznej (proces/technologia) – powinien być zdefiniowany poprzez wykonywanie kolejnych czynności w określonych warunkach; - forma farmaceutyczna (np. nowa forma tabletki czy kapsułki itp.) - powinna być zdefiniowana poprzez postać; - zastosowanie medyczne (pierwsze i kolejne zastosowania medyczne, czyli użycie w leczeniu danego schorzenia, obejmujące dawkowanie i schemat podawania leku). Zgłoszenie wynalazku odbywa się na wniosek złożony do Urzędu Patentowego. Poza wnioskiem załącza się opis wynalazku ujawniający jego istotę, zastrzeżenia patentowe oraz skrót opisu. Gdy do lepszego zrozumienia istoty wynalazku potrzebne są rysunki to powinny być dołączone do wniosku. Aby dany wynalazek uzyskał patent musi on spełniać przesłanki ściśle zdefiniowane w ustawie Prawo własności przemysłowej. Do przesłanek tych należy nowość wynalazku w skali światowej, poziom wynalazczy oraz wynalazek musi nadawać się do przemysłowego stosowania. Charakteryzując poszczególne przesłanki trzeba zacząć od najważniejszej, czyli nowości. Wynalazek Dz.U. z 2003 r., nr 119, poz.1117 z późn.zm. 1 Art.24 p.w.p. 2 Laborant Nr 3/2011 Chemia uważa się za nowy, jeśli nie jest on częścią stanu techniki. Przez stan techniki rozumie się wszystko to, co przed datą, według której oznacza się pierwszeństwo do uzyskania patentu, zostało udostępnione do wiadomości powszechnej w formie pisemnego lub ustnego opisu, przez stosowanie, wystawienie lub ujawnienie w inny sposób. Za stanowiące część stanu techniki uważa się również informacje zawarte w zgłoszeniach wynalazków lub wzorów użytkowych, korzystających z wcześniejszego pierwszeństwa, nieudostępnione do wiadomości powszechnej, pod warunkiem ich ogłoszenia w sposób określony w ustawie3. Drugą przesłanką jest poziom wynalazczy, którego synonimem jest nieoczywistość. Wynalazek posiada poziom wynalazczy, jeżeli nie wynika dla znawcy, w sposób oczywisty, ze stanu techniki. Wynalazek nie może wynikać z rutynowej pracy wynalazcy i musi być osiągnięty za pomocą konkretnych środków technicznych4. Trzecią przesłanką jest możliwość przemysłowego zastosowania wynalazku, czyli uzyskany wytwór lub wykorzystany sposób według wynalazku musi być w rozumieniu technicznym odtwarzalny za każdym razem. Ujawnienie istoty wynalazku w opisie poprzez cechy techniczne musi być wystarczające, tak aby osoba trzecia, która jest specjalistą w danej dziedzinie, mogła na podstawie ujawnionych informacji odtworzyć wynalazek bez wkładania w to dodatkowego wysiłku intelektualnego5. Istotne jest, że zastosowanie to powinno być możliwe w jakiejkolwiek działalności przemysłowej, nie wykluczając rolnictwa. Bardzo ważne jest aby wynalazek spełniał wszystkie przesłanki łącznie. Niespełnienie jakiejkolwiek przesłanki wyklucza możliwość udzielenia patentu. Opisy patentowe nie zawsze posiadały zastrzeżenia patentowe. Pierwsze zastrzeżenia wymagane aktem prawnym pojawiły się w Stanach Zjednoczonych w 1836 roku. Ciekawostką jest, że niektóre państwa europejskie w swoich opisach patentowych nie miały zastrzeżeń do 1970 roku. Zastrzeżenia patentowe określają zakres przedmiotowy patentu, poprzez wskazanie jego cech charakterystycznych. Wykładnią zastrzeżeń patentowych może być opis wynalazku i rysunki. www.czasopismolaborant.pl W Polsce ustawodawca dopuszcza możliwość wykładni poprzez opis i rysunki, ale nie wprowadza takiego obowiązku, w przeciwieństwie do Konwencji o patencie europejskim, gdzie opis i rysunki służą do interpretacji zastrzeżeń6. Charakterystyczne jest to, iż każdy opis patentowy zawiera dwie kategorie zastrzeżeń. Są to zastrzeżenia niezależne, które są obligatoryjne dla każdego opisu wynalazku. Zastrzeżenia te definiują wynalazek poprzez podanie zestawu jego cech. Drugą kategorią są zastrzeżenia zależne, które uściślają zakres z zastrzeżenia niezależnego albo zależnego. Poprzez odwołanie się do innego zastrzeżenie precyzują wskazane tam cechy. Przykład zastrzeżenia niezależnego7: Sposób recyklingu wyrobu opartego na co najmniej jednym polimerze chlorku winylu lub chlorku winylidenu, znamienny tym, że: a) wyrób tnie się na fragmenty o średnich rozmiarach 1 cm do 50 cm w przypadku, gdy przekra-cza on te rozmiary b) fragmenty wyrobu kontaktuje się z azeotropową lub pseudoazeotropową mieszaniną wody i rozpuszczalnika wybranego spośród (…) c) polimer rozpuszczony w rozpuszczalniku wytrąca się (…) d) zbiera się cząstki polimeru Przykład zastrzeżeń zależnych8: Sposób według zastrz.1, znamienny tym, że etap rozpuszczania (b) prowadzi się w pojemniku, w którym jest umieszczony perforowany bęben obrotowy. Sposób według zaostrz.1, znamienny tym, że Art.25 p.w.p. Art. 26 p.w.p 5 Zob. A.Tadeusiak, Patentowanie wynalazków biotechnologicznych, Warszawa 2003, s. 77 6 Zob. K. Szczepanowska-Kozłowska, Przedmiotowy zakres ochrony patentowej na gruncie ustawy Prawo własności przemysłowe; Księga pamiątkowa z okazji 85-lecia ochrony własności przemysłowej w Polsce, s. 153 7 Zastrzeżenie nr 1 z opisu patentu PL 200695 B1, op.cit 8 Zastrzeżenie nr 2, 5 z opisu patentu PL 200695 B1, op.cit 3 4 13 Chemia strącanie (c ) polimeru prowadzi się przez łączne wtryskiwanie pary wodnej i ciekłej wody. (…) Każde zastrzeżenie patentowe, bez względu na kategorię, powinno być ujęte jasno, w jednym zdaniu lub równoważniku zdania. Powinno być w całości poparte opisem wynalazku i określać w sposób zwięzły i jednoznaczny, zakres żądanej ochrony patentowej. Zastrzeżenia powinny zawierać cechy techniczne wskazanego rozwiązania. i stąd pochodzi ich nazwa. Zastrzeżenia te chronią strukturę chemiczną związku z wielokrotnością funkcyjnych ekwiwalentów wskazanych w jednym lub większej części związku. Konstrukcja tych zastrzeżeń oparta jest na schemacie: „ ….. wybrane z grupy związków składających się z A, B i C” R1 Szczególną i zarazem nową formą zastrzeżeń dla polskiego prawa patentowego są zastrzeżenia typu szwajcarskiego (tzw. swiss claim), które stosuje się w wynalazkach z dziedziny farmacji i medycyny. Y X Z 2 Zastrzeżenia te obejmują swoim zakresem drugie n lub kolejne zastosowanie medyczne albo wskazanie 3 znanej substancji chemicznej lub kompozycji farmaceutycznej. 10 Nazwa „zastrzeżenia typu szwajcarskiego” została Rys 4. przykładowa struktura chemiczna Markusza . przyjęta po tym jak z sukcesem po raz pierwszy użyto tego typu zapisu zastrzeżeń w Szwajcarii. Przykład zastrzeżenia typu Markusza: Konstrukcja tych zastrzeżeń jest oparta o schemat Związek o ogólnym wzorze (A) i jego farmaceutyi brzmi następująco: „……użycie substancji X do wytworzenia leku do cznie dopuszczalne sole leczenia schorzenia Y”. R R Przykład zastrzeżenia typu szwajcarskiego: Zastosowanie kwasu alendronowego lub jego farmaceutycznie dopuszczalnej soli lub ich mieszaniny do wytwarzania leku do hamowania resorpcji kości w celu zapobiegania lub leczenia osteoporozy u człowieka tego potrzebującego, przy czym lek jest przystosowany do podawania doustnego zgodnie z ciągłym schematem dawkowania o odstępach między dawkami wynoszących tydzień i jest w postaci tabletki zawierającej około 70 mg kwasu alendronowego lub jego farmaceutycznie dopuszczalnej soli w przeliczeniu na masę aktywnego kwasu alendronowego9. Drugą formą zastrzeżeń używanych w opisach chemicznych są zastrzeżenia Markush’a. Po raz pierwszy zostały one „użyte”, również z sukcesem, w Stanach Zjednoczonych przez Eugene Markusha 14 R4 R3 R2 R1 O N X w którym: X oznacza –CONR5R6, -COOR7, -CO-R8 lub CN R1 oznacza atom wodoru, alkil, aryl, heterocykloalkil, heteroaryl, atom chlorowca, hydroksyl, grupę aminową, grupę nitrową lub grupę cyjanową; 9 zastrzeżenie nr 1 z patentu PL 195272, op.cit zob. http://en.wikipedia.org/wiki/Claim_(patent) 10 Laborant Nr 3/2011 Chemia R2, R3, R4 są takie same lub różne i niezależnie oznaczają atom wodoru, atom chlorowca, hydroksyl, grupę aminową, grupę nitrową, grupę cyjanową, acyl, acyloksyl, sulfony, sulfinyl, grupę alkiloaminową (…); R5, R6, R7 są takie same lub różne i niezależnie oznaczają atom wodoru, hydroksyl, alkil, aryl, heterocykloalkil, heteroaryl, alkoksyl lub aryloksyl; R8 oznacza atom wodoru, hydroksyl, ugrupowanie tiolu, atom chlorowca, alkil, aryl, heterocykloalkil, heteroaryl, grupę alkilotio lub arylotio11. Przez uzyskanie patentu nabywa się prawo wyłącznego korzystania z wynalazku w sposób zarobkowy lub zawodowy na całym obszarze Polski albo kraju, w którym patent został udzielony. Czas trwania patentu wynosi 20 lat od daty dokonania zgłoszenia wynalazku w Urzędzie Patentowym. Uprawniony z patentu może zakazać osobie trzeciej, niemającej jego zgody, korzystania z wynalazku w sposób zarobkowy lub zawodowy. Dotyczy to jakiejkolwiek komercji przejawiającej się, w szczególności, w wytarzaniu, używaniu, oferowaniu, wprowadzaniu do obrotu lub importowaniu produktu będącego przedmiotem wynalazku albo produktu bezpośrednio otrzymanego sposobem będącym przedmiotem wynalazku. Podsumowanie: Opracowanie nowoczesnych technologii chemicznych w warunkach zrównoważonego rozwoju może być przedmiotem zastrzeżonego wynalazku. Dlatego niemniej istotne jest również posiadanie podstawowej wiedzy w zakresie prawa własności intelektualnej. Zastrzeżenie nr 1 z opisu wynalazku P. 359388, op.cit 11 Reklama www.czasopismolaborant.pl 15 Sprawozdanie Ogólnopolskie Sympozjum „Nauka i przemysł – metody spektroskopowe w praktyce, nowe wyzwania i możliwości” Dorota Kołodyńska Komitet Organizacyjny W dniach 8-10 czerwca br. na Wydziale Chemii Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie odbyło się Sympozjum „Nauka i Przemysł – metody spektroskopowe w praktyce, nowe wyzwania i możliwości”. W wydarzeniu tym uczestniczyło ok. 140 osób z wyższych uczelni i instytutów naukowych oraz laboratoriów przemysłowych z całej Polski. Ideą przewodnią konferencji, podczas której zaprezentowano ponad 55 wystąpień ustnych, było wykorzystanie różnorodnych technik spektroskopowych m.in. w takich dziedzinach jak chemia, biologia, biotechnnologia, biochemia, ochrona środowiska, medycyna i farmacja. Wśród zaproszonych przez Przewodniczącego Komitetu Organizacyjnego Sympozjum Prof. Zbigniewa Hubickiego gości znalazło się wielu znamienitych naukowców i specjalistów z w/w dziedzin, a wśród nich m.in. prof. Rajmund Dybczyński (IChITJ), prof. Jacek Namieśnik (PG), prof. Piotr Konieczka (PG), prof. Katarzyna Pyrzyńska (UW), prof. Michalski (IPIS PAN), prof. Pawłeł Kościelniak z UJ i prof. Elżbieta Filipek (ZUT). Tematyka prezentowanych wkładów dotyczyła neutronowej analizy aktywacyjnej i jej zastosowań, układów przepływowych do 16 Dyskusja w trakcie obrad (fot. E. Zięba) zatężania jonów metali, zastosowania metod spektroskopowych w chromatografii jonowej, układów tlenkowych stanowiących podstawę nowych materiałów, zielonej chemii, pomiarów kinetyki adsorpcji z roztworów wodnych, czy zastosowania spektroskopii w podczerwieni w badaniach molibdenianów i molibdeniano-wolframianów. W drugim dniu Sympozjum jednym z ciekawych wykładów było wystąpienie prof. Mariusza Gagosia z UP w Lublinie dotyczące zastosowania metod spektroskopowych w badaniach organizacji molekularnej ksantohumolu w środowisku wodnym i rozpuszczalnikach organicznych. W ostatnich latach coraz większą popularność zyskują specyficzne składniki chmielu, które stanowią potencjalne źródło naturalnych substancji aktywnych biologicznie mogących znaleźć zastosowanie w przemyśle oraz medycynie. Surowce chmielowe są bogatym źródłem flawonoidów, olejków eterycznych, żywic, terpenów oraz garbników. Na szczególną uwagę, ze względu na interesujące właściwości z punktu widzenia współczesnej medycyny i przemysłu browarniczego, zasługuje prenyloflawonoid – ksantohumol, stanowiący 80-90 % całkowitej masy Laborant Nr 3/2011 Sprawozdanie polifenoli zawartych w chmielu. Jego zawartość waha się w zależności od odmiany chmielu od 0,2 do około 1,2%. Badania prowadzone w ostatnich latach wskazują, że może on znaleźć zastosowanie w profilaktyce chorób układu krążenia oraz nowotworów. Mechanizm działania ksantohumolu opiera się na właściwościach antyoksydacyjnych poprzez hamowanie generacji wolnych rodników. Ksantohumol w stężeniach µM wykazuje działanie antykarcynogenne w wyniku zaburzania aktywności nowotworowej na poziomie mechanizmów komórkowych. Wykazuje również działanie antywirusowe i przeciwbakteryjne. Istnieje także możliwość zastosowania go jako nowego naturalnego chemofarmaceutyku w infekcjach związanych z wirusem HIV-1. Mgr Marta Hryniewicka z Uniwersytetu w Białymstoku omówiła natomiast wykorzystanie nowych technik ekstrakcyjnych do wydzielania wybranych statyn z roztworów wodnych, a w szczególności lowastatyny, fluwastatyny i atorwastatyny należących do grupy najczęściej stosowanych na całym świecie farmaceutyków regulujących poziom lipidów. Są one zaliczane do grupy statyn, będących reduktorami 3-hydroksy3-metyloglutarylokoenzymu A. Hamują powstawanie cholesterolu na etapie syntezy mewalonianu i są stosowane w leczeniu hipercholesterolemii przyczyniającej się do powstawania chorób układu krążenia. Atorwastatyna jest ponadto jednym z najczęściej kupowanych leków w USA i Europie. Jak podkreśliła Prelegentka, powszechność stosowania tego typu związków wpływa na zwiększenie poziomu ich stężeń w środowisku wodnym, co uzasadnia potrzebę opracowania nowych technik oznaczania pozostałości leków w wodach powierzchniowych. Najczęściej stosowane do tego celu są metody chromatograficzne, a techniką służącą wydzieleniu z próbki rzeczywistej jest ekstrakcja do fazy stałej. Wzorem lat ubiegłych obradom Sympozjum towarzyszyła sesja posterowa. Tutaj także nie zabrakło tematów związanych z biotechnologią. W gronie wyróżnionych za najlepsze prace posterowe znaleźli się: dr Elżbieta Regulska z Uniwersytetu w Białymstoku - I miejsce; mgr Emilia Grek z Politechniki Wrocławskiej - II miejsce; dr Agata Malik z Politechniki Wrocławskiej - III miejsce. Nagrodzono także dr Annę Przybył z Uniwersytetu im. A. Mickiewicza, dr Dariusza Sternika z UMCS, www.czasopismolaborant.pl mgr Edytę Grzelak z UMCS oraz mgr Joannę Wiśniewską z UMK. Wszyscy nagrodzeni, a także prelegenci otrzymali okolicznościowe upominki, które ufundowały firmy INS, POCH, PWN, DSM, Reinshaw, Linegal Chemicals, Vetagro, JarMag, Lanxess, Dow i Standard. Sesji posterowej towarzyszyła prezentacja oferty handlowej firm Candela, Perlan Technology, Shim-Pol, SpectroLab, hplc.com.pl oraz IPS. W tym dniu interesujący wykład o identyfikacji bursztynów przedstawił dr Ewaryst Mendyk z Laboratorium Analitycznego UMCS, zaś mgr inż. Adam Jastrząb z firmy Candela i mgr Monika Stochaj-Yamani z Perlan Technologies omówili najnowsze osiągnięcia w zakresie spektrometrii. Wieczorem odbyła się uroczysta kolacja w zajeździe „Jedlina” w Motyczu pod Lublinem. W ostatnim dniu Sympozjum uczestnicy mogli wysłuchać m.in. bardzo ciekawego wykładu prof. Pawła Kościelniaka z UJ, lidera kierunku analityka sądowa pt. „Chemiczne badania identyfikacyjne i porównawcze śladów kryminalistycznych”. Następnie prof. Irena Malinowska (UMCS) przedstawiła wykład o zastosowaniu metody TLC w analizach biochemicznych. Pani Profesor podkreśliła, że chromatografia stanowi doskonałe narzędzie do monitorowania kinetyki reakcji biochemicznych, określania składu mieszanin poreakcyjnych Otwarcie Sympozjum (prof. dr hab. A. Dąbrowski, JM Rektor UMCS) (fot. E. Zięba) 17 Sprawozdanie z użyciem enzymów lub mikroorganizmów, szybkości i selektywności przenikania substancji aktywnych biologicznie przez membrany różnego typu, badaniu składu jakościowego i ilościowego różnych grup związków warunkujących prawidłowe funkcjonowanie organizmów żywych. Tematyce biochemicznej poświęcone były także wystąpienia: prof. Ireny Chomy z UMCS dotyczące przeglądu testów aktywności biologicznej oraz możliwości połączenia ich z metodami spektroskopowymi, jako wygodnego narzędzia do uzyskiwania informacji o strukturze rozdzielonych analitów, jak i o ich aktywności biologicznej; prof. Andrzeja Gieraka z Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego w Kielcach o wykorzystaniu chromatografii cienkowarstwowej w analizie substancji biologicznie aktywnych oraz mgr Anety Sokół z Uniwersytetu w Białymstoku o zastosowaniu metod chemometrycznych w badaniu procesów fotodegradacji wybranych leków w wodach rzecznych. Interesującym było także wystąpienie mgr Agnieszki Chłopaś z UM w Lublinie o intrygującym tytule „Amfetamina w fenyloetyloaminie nielegalnego pochodzenia – działanie celowe czy nieudana synteza?”. Inne z pozostałych tematów znalazły swe omówienie w przygotowanej pod red. prof. Zbigniewa Hubickiego obszernej monografii pt. „Nauka i Przemysł – metody spektroskopowe w praktyce, nowe wyzwania i możliwości”, która została wydana z okazji Sympozjum (ISBN 978-83-227-3227-4). Tegoroczne, czwarte już Sympozjum w Lublinie uczestnicy uznali za istotne w poszerzaniu wiedzy związanej z metodami spektroskopowymi. Zdaniem organizatorów świadczyć o tym może także liczba uczestników konferencji i waga poruszanych w trakcie jej trwania tematów i problemów. Dlatego wszyscy wyrazili też nadzieję na kolejne spotkanie w czerwcu 2012 roku (informacje dostępne na stronie http://www.npms.umcs.lublin.pl). Pamiątkowe zdjęcie (fot. E. Zięba) 18 Laborant Nr 3/2011 BLIRT S.A. (BioLab Innovative Research Technologies) jest firmą badawczo-rozwojową, oferującą produkty i usługi w obszarze life science: biotechnologii, syntezie organicznej oraz powiązanej z nią analityce. Własne laboratorium firmy, wyposażone w sprzęt najwyższej jakości oraz zespół badawczy składający się z wysokiej klasy specjalistów w swoich dziedzinach, to podstawowe cechy, które zapewniają skuteczne poszukiwanie nowych rozwiązań w zakresie inno -wacyjnych technologii. Poza świadczeniem usług dla przemysłu, istotnym obszarem działania firmy jest realizacja własnych projektów badawczo-rozwojowych, z nowym lekiem o zastosowaniu w terapii grzybic układowych na czele. Jednym z prężnie rozwijających się działów w BLIRT S.A. jest Dział Syntez, który dzięki doświadczeniu i wiedzy ekspertów, oferuje wachlarz usług skierowanych do przemysłu chemicznego, w szczególności farmaceutycznego, z zakresu syntezy organicznej, analityki oraz dziedzin interdyscyplinarnych. Oprócz typowego zakresu oferty, obejmującej syntezę na zlecenie (Custom Synthesis) oraz optymalizację warunków reakcji i opracowywanie alternatywnych szlaków syntetycznych, zespół wyspecjalizował się w niezwykle istotnej dla przemysłu farmaceutycznego dziedzinie - identyfikacji, syntezie oraz standaryzacji zanieczyszczeń API oraz metabolitów leków. Dotyczy to nowych lub niezwykle rzadkich związków chemicznych, niezbędnych w przemyśle farmaceutycznym jako wzorce analityczne, które są niedostępne na rynku komercyjnym lub ich dostępność jest znacznie ograniczona. Wśród interesujących, nowych obszarów działalności firmy BLIRT S.A. znajduje się również dystrybucja chemikaliów i biochemikaliów brytyjskiej firmy MOLEKULA, która do tej pory jako marka była praktycznie nieobecna na rynku polskim. Początkowo odczynniki MOLEKULA wykorzystywane były jedynie w ramach prac badawczo-rozwojowych realizowanych w BLIRT S.A. Z czasem postanowiono jednak podzielić się tą bogatą i korzystną cenowo ofertą również z innymi laboratoriami naukowymi i przemysłowymi R&D. Katalog odczynników MOLEKULA stanowi ciekawą alternatywę w stosunku do innych dostawców - opiewa na ponad 50000 pozycji zebranych w postaci katalogu on-line dostępnego na stronie internetowej www.molekula.com. Jest to źródło odczynników warte przeanalizowania przez każde laboratorium działające w obszarze life science. Odczynniki chemiczne MOLEKULA są dostarczane bezpośrednio od producenta, a BLIRT S.A. jako dystrybutor kładzie duży nacisk na krótkie terminy realizacji i sprawne dostarczanie zamawianych produktów do klienta. BLIRT S.A. jest jedną z najszybciej rozwijających się firm innowacyjnych na polskim rynku a jej oferta stale się poszerza o dodatkowe usługi i produkty. Pod kątem chemicznym Dział Syntez specjalizuje się w zakresie otrzymywania: związków optycznie czynnych, w szczególności nienaturalnych/niepeptydowych aminokwasów oraz poliamin; związków heterocyklicznych oraz makrocyklicznych; peptydów (synteza ‘na nośniku stałym’ oraz ‘w roztworze’); związków fosforoorganicznych; Informacje na temat firmy dostępne są na stronie internetowej www.blirt.eu, a wszelkie pytania można kierować na adres: BLIRT S.A. ul. Trzy Lipy 3/1.38 80-172 Gdańsk Tel. 58 739 61 50 / 661 601 809 Fax. 58 739 61 51 [email protected] Chemia D-Tagatoza – prosty cukier o ogromnym potencjale aplikacyjnym Marta Wanarska Katedra Mikrobiologii, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska; Blirt S.A. Właściwości i zastosowanie D-tagatozy D-Tagatoza, podobnie jak D-glukoza czy D-fruktoza, jest cukrem prostym, jednak w odróżnieniu od dwóch pozostałych występuje w przyrodzie w niewielkich ilościach. Najbogatszym naturalnym źródłem D-tagatozy jest polisacharyd wytwarzany przez tropikalne drzewo Sterculia setigera, rosnące w niektórych krajach Afryki Północnej. W niewielkich ilościach cukier ten znaleźć można również w mleku sterylizowanym metodą UHT, niektórych serach oraz jogurcie. Pod względem chemicznym D-tagatoza jest ketoheksozą, epimerem D-fruktozy oraz izomerem D-galaktozy (Rys. 1). Jest to związek dobrze rozpuszczalny w wodzie, stabilny w pH 2-7 i wykazujący słodki smak. Słodkość D-tagatozy wynosi 92% słodkości sacharozy, jednak jej kaloryczność jest znacznie niższa (37,5% wartości kalorycznej sacharozy). Wysoka słodkość oraz niska wartość kaloryczna D-tagatozy sprawiają, iż stanowi ona atrakcyjny zamiennik nie tylko sacharozy, ale również alkoholi cukrowych stosowanych w przemyśle spożywczym jako niskokaloryczne środki słodzące. Wartość kaloryczną i właściwości słodzące niektórych cukrów i alkoholi cukrowych przedstawiono w tabeli 1. Dodatkową zaletą D-tagatozy Rys. 1. Wzory strukturalne D-fruktozy, D-galaktozy i D-tagatozy. 20 w porównaniu do alkoholi cukrowych jest fakt, iż nie wywołuje ona biegunek, jak ma to miejsce przy nadmiernym spożyciu polioli. Ponadto, cukier ten działa synergistycznie z syntetycznymi słodzikami takimi jak aspartam czy acesulfam K, wzmacniając ich słodkość i jednocześnie obniżając powodowany przez nie gorzki posmak. D-tagatoza wzmacnia też smak miętowy, cytrynowy, śmietankowy i toffi. Niska wartość kaloryczna D-tagatozy wynika z jej słabej absorpcji w jelicie cienkim człowieka. Większość spożytego cukru przechodzi do jelita grubego, gdzie jest fermentowana przez mikroflorę jelitową do krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, które są następnie wchłaniane i metabolizowane. Spożywanie Dtagatozy intensyfikuje zatem rozwój prawidłowej mikroflory jelitowej, a w konsekwencji ogranicza rozwój bakterii chorobotwórczych, np. z rodzaju Salmonella. Ponadto, D-tagatoza jest środkiem słodzącym bezpiecznym dla diabetyków, ponieważ jej spożycie nie powoduje gwałtownego wzrostu stężenia glukozy we krwi, jak ma to miejsce w przypadku sacharozy. Dzięki swoim niezwykłym właściwościom, a także statusowi substancji bezpiecznej (GRAS, ang. Generally Recognized As Safe), D-tagatoza znaleźć może szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym, m. in. przy produkcji niskokalorycznych słodyczy, napojów (również gazowanych, gdyż jest stabilna w niskim pH), dżemów czy płatków śniadaniowych. Można ją również wykorzystać jako substytut sacharozy w każdym gospodarstwie domowym, do słodzenia kawy czy herbaty, a także pieczenia i gotowania, gdyż jest odporna na wysoką temperaturę. Jako środek słodzący D-tagatoza dopuszczona jest do obrotu w USA, Australii, Nowej Zelandii, Brazylii, Korei Południowej, Japonii oraz krajach Unii Europejskiej. Potencjał aplikacyjny D-tagatozy jako środka Laborant Nr 3/2011 Chemia Typ związku Nazwa Sacharoza D-fruktoza D-tagatoza D-glukoza D-galaktoza Laktoza Wartość kaloryczna [kcal/g] 4,0 4,0 1,5 4,0 4,0 4,0 Względna słodkość [%] 100 114 92 69 63 39 Cukier Alkohol cukrowy Sorbitol Ksylitol Maltitol Laktitol Izomalt Mannitol Erytrytol 2,6 2,4 2,1 2,0 2,0 1,6 0,2 60 90 90 40 50 50 70 Tabela 1. Wartość kaloryczna i właściwości słodzące niektórych cukrów i alkoholi cukrowych. słodzącego nie ogranicza się tylko do produktów spożywczych. Może być ona wykorzystana również w przemyśle farmaceutycznym przy produkcji leków, a także w przemyśle kosmetycznym. Cukier ten nie jest fermentowany przez bakterie zasiedlające jamę ustną, dlatego nie powoduje próchnicy, a ponadto redukuje płytkę nazębną, może być zatem składnikiem past do zębów oraz płynów do płukania ust. Największe nadzieje budzi jednak możliwość wykorzystania D-tagatozy w leczeniu cukrzycy typu 2 i otyłości. Obecnie trwa trzecia faza badań klinicznych. Cukrzyca typu 2 jest przewlekłą, postępującą, metaboliczną chorobą o charakterze epidemicznym, powodującą bardzo duże szkody ludzkie, społeczne i ekonomiczne. Według danych Światowej Organizacji Zdrowia 346 mln ludzi na świecie choruje na cukrzycę, w tym 90% na cukrzycę typu 2, która bardzo często skojarzona jest z otyłością. Epidemia cukrzycy dotyczy także Polski. Szacuje się, że w Polsce na cukrzycę choruje ok. 2 mln ludzi. W przyszłości D-tagatoza może znaleźć jeszcze szersze www.czasopismolaborant.pl zastosowanie, zwłaszcza w przemyśle farmaceutycznym. Badania na zwierzętach wykazały bowiem, że spożywanie tego cukru zwiększa płodność i wpływa pozytywnie na rozwój płodu. D-Tagatoza może być też przydatna w leczeniu anemii i hemofilii, gdyż zwiększa ilość erytrocytów i fibrynogenu we krwi. Ponadto, posiada ona właściwości antyoksydacyjne i ochronne dla komórek, dlatego też może znaleźć zastosowanie w transplantologii przy przechowywaniu organów. Metody produkcji D-tagatozy Na skalę przemysłową D-tagatoza może być produkowana dwiema metodami, chemiczną 1 i enzymatyczną. Metoda chemiczna, opracowana i opatentowana przez amerykańską firmę Biospherics, polega na izomeryzacji D-galaktozy do D-tagatozy w warunkach silnie zasadowych, poprzez dodatek wodorotlenku wapnia i w obecności katalizatora, np. chlorku wapnia. Wytrącający się w reakcji kompleks Ca(OH)2•tagatoza•H2O jest następnie neutralizowany kwasem, co powoduje uwolnienie tagatozy. Powstająca w tym etapie nierozpuszczalna sól wapnia jest usuwana poprzez filtrację, a pozostająca w roztworze D-tagatoza jest zagęszczana i krystalizowana. Reakcja izomeryzacji jest silnie egzotermiczna i wymaga intensywnego chłodzenia, ponieważ w wysokiej temperaturze powstają niepożądane produkty uboczne. Metoda enzymatyczna polega natomiast na izomeryzacji D-galaktozy do D-tagatozy z wykorzystaniem izomerazy arabinozowej, występującego u bakterii enzymu katalizującego konwersję pięciowęglowego cukru L-arabinozy do L-rybulozy. Wykazano jednak, że enzym ten jest również zdolny do przeprowadzenia reakcji izomeryzacji sześciowęglowego cukru D-galaktozy do D-tagatozy. Dotychczas otrzymano i scharakteryzowano kilkanaście izomeraz arabinozowych pochodzących z bakterii mezofilnych, np. Escherichia coli czy Bacillus halodurans oraz termofilnych z rodzaju Geobacillus, Thermotoga, Thermus czy Thermoanaerobacter. Niedawno opisano również izomerazę arabinozową pochodzącą z zimnolubnych bakterii Lactobacillus sakei 23K. Najwyższą efektywnością konwersji D-galaktozy do D-tagatozy charakteryzują się enzymy pochodzące z termofili, wykazujące maksymalną aktywność w podwyższonej temperaturze i alkalicznym pH. Reakcja izomeryzacji wymaga zatem znacznych nakładów energetycznych na ogrzewanie mieszaniny reakcyjnej. Ponadto, enzymy te do zachowania wysokiej aktywności i stabilności wymagają obecności jonów 21 Chemia metali ciężkich, manganu lub/i kobaltu, które muszą być później usuwane z finalnego produktu. W każdej z opisanych metod przed właściwym etapem izomeryzacji D-galaktozy konieczne jest jej otrzymanie. Ponieważ D-galaktoza nie występuje w przyrodzie w postaci wolnej, uzyskuje się ją na drodze enzymatycznej hydrolizy dwucukru laktozy zawartej w serwatce, ubocznym produkcie przemysłu mleczarskiego. W tym celu wykorzystywane są zazwyczaj komercyjnie dostępne preparaty β-galaktozydazy. Kolejnym mankamentem opisywanych technologii jest konieczność rozdzielenia powstających na drodze hydrolizy cukrów prostych D-glukozy i D-galaktozy, jeszcze przed reakcją izomeryzacji. Monocukry rozdzielane mogą być metodą chromatografii cieczowej lub poprzez selektywną fermentację glukozy z wykorzystaniem drożdży Saccharomyces cerevisiae. Proces fermentacji musi być jednak ściśle monitorowany i zakończony w momencie wyczerpania glukozy w płynie hodowlanym. Wszystko to sprawia, że produkcja D-tagatozy jest mało wydajna, skomplikowana i kosztowna. W Europie D-tagatoza produkowana była metodą chemiczną przez firmę SweetGredients GmbH & Co. KG, spółkę joint venture Arla Foods Ingredients (Dania) i Nordzucker AG (Niemcy), jednak w 2006 r. ze względu na wysokie koszty produkcja została wstrzymana. W bieżącym roku belgijska firma Nutrilab zadeklarowała gotowość do rozpoczęcia produkcji D-tagatozy na skalę przemysłową, 5 tys. ton rocznie, metodą enzymatyczną. W wyniku współpracy firmy Blirt z Katedrą Mikrobiologii Politechniki Gdańskiej opracowana została jednoetapowa biotechnologiczna metoda produkcji D-tagatozy, oparta na aktywności enzymatycznej izomerazy arabinozowej pochodzącej z wyizolowanych z gleby antarktycznej zimnolubnych bakterii Arthrobacter sp. 22c oraz aktywności metabolicznej rekombinantowego szczepu drożdży Pichia pastoris produkującego zewnątrzkomórkowo β-galaktozydazę Arthrobacter chlorophenolicus. Skonstruowany metodami inżynierii genetycznej szczep drożdży zdolny jest do wzrostu w pożywce zawierającej laktozę jako jedyne źródło węgla, np. serwatce. Podczas hodowli laktoza hydrolizowana jest przez wydzielaną do pożywki β-galaktozydazę. Powstająca D-glukoza jest metabolizowana, zaś D-galaktoza pozostaje w płynie hodowlanym. Ponadto, izomeraza arabinozowa Arthrobacter sp. 22c wykazuje wysoką aktywność w warunkach wzrostu drożdży P. pastoris, tj. 30°C i pH 6,0 oraz nie wymaga obecności jonów manganu czy kobaltu do zachowania aktywności i stabilności. Hodowla zmodyfikowanych genetycznie drożdży produkujących β-galaktozydazę w serwatce, będącej dla nich pełnowartościową pożywką, w obecności izomerazy arabinozowej prowadzi zatem do hydrolizy laktozy, przy czym D-glukoza jest wykorzystywana przez mikroorganizmy jako źródło węgla i energii, zaś D-galaktoza jest izomeryzowana do D-tagatozy. Opisana metoda jest obecnie w trakcie patentowania. Reklama 22 Laborant Nr 3/2011 Biotechnologia Perspektywy wykorzystania psychrozymów w biotechnologii Hubert Cieśliński Katedra Mikrobiologii, Wydział Chemiczny, Politechnika Gdańska Enzymy produkowane przez wybrane gatunki bakterii, drożdży lub pleśni pełnią kluczową rolę w produkcji dóbr konsumpcyjnych w przemyśle spożywczym, chemicznym, farmaceutycznym, tekstylnym, kosmetycznym oraz agrochemicznym. Według opublikowanej w 2010 roku prognozy, światowy rynek enzymów, głównie stosowanych jako przemysłowe biokatalizatory, osiągnie w roku 2013 wartość 7 mld dolarów amerykańskich. Ogromną większość stosowanych w tym celu enzymów stanowią hydrolazy, enzymy przeprowadzające reakcję rozcinania wiązań chemicznych z zaangażowaniem cząsteczek wody. Do tej grupy enzymów należą m.in. takie hydrolazy jak: lipazy, proteazy, celulazy, ksylanazy, β-Dglukozydazy, β-D-galaktozydazy, α-amylazy. Przykłady konkretnych zastosowań wybranych hydrolaz w poszczególnych gałęziach przemysłu zostały przedstawione w tabeli 1. O powszechnym wykorzystaniu enzymów jako przemysłowe biokatalizatory decyduje m. in.: (a) wysoka sprawność katalityczna pozwalającą na używanie bardzo małych ilości enzymów do przerobu znacznie większej ilości substratu katalizowanej reakcji chemicznej, (b) wysoka www.czasopismolaborant.pl specyficzność substratowa połączona ze zdolnością enzymów do syntezy związków chemicznych w postaci jednego z możliwych enancjomerów oraz (c) reakcje chemiczne katalizowane przez enzymy na ogół przebiegają w warunkach fizykochemicznych tj. temperatury, pH, ciśnienia, które można określić jako „łagodne” w porównaniu z warunkami prowadzenia wielu reakcji chemicznych z wykorzystaniem katalizatorów nieenzymatycznych. Na dzień dzisiejszy źródłem większości komercyjnie dostępnych enzymów, wykorzystywanych w przemyśle, są organizmy mezofilne. Optymalna temperatura wzrostu i rozwoju tych organizmów mieści się w granicach od 30°C do 40°C. W praktyce oznacza Enzym Gałąź Przemysłu Zastosowanie Lipazy Przemysł Chemiczny Produkcja proszków do prania Przemysł Spożywczy Produkcja tzw. tłuszczów strukturalnych Produkcja substytutów naturalnych tłuszczów Produkcja serów typu Chedar Przemysł Produkcja Ibuprofenu farmaceutyczny Esterazy Przemysł Chemiczny Produkcja kwasu kawowego, kwasu ferulowego, kwasu para-kumarowego Proteazy Przemysł Chemiczny Produkcja proszków do prania Przemysł Chemiczny Produkcja hydrolizatów białkowych /Spożywczy/Produkcja Pasz β-D-galaktozydazy Przemysł Chemiczny Produkcja peptydów Przemysł Spożywczy Produkcja Aspartamu (słodzik) Przemysł Spożywczy Hydroliza laktozy w mleku Produkcja GOS, dodatki funkcjonalne do żywności β-D-glukozydazy Przemysł Spożywczy Poprawa smaku i właściwości odżywczych np. soków α-amylazy Przemysł Spożywczy Produkcja syropów skrobiowych Ksylanazy Przemysł Papierniczy Produkcja Papieru Tabela 1. Przykłady wybranych zastosowań enzymów w produkcji przemysłowej 23 Operational Simplicity is a trademark, Chromeleon and UltiMate are registered trademarks of Dionex Corporation, PIN 988 UHPLC czy HPLC Po co wybierać? Nowe rewolucyjne technologie zintegrowane w systemach UltiMate™ 3000 RSLC firmy Dionex stanowią kompleksowe rozwiązanie dla wszystkich technik opartych na chromatografii cieczowej. Discover Dionex Innovations www.polygen.com.pl Kolumny flash do 330 g Gradient: 2-składnikowy Ciśnienie: do 10 barów Przepływ: do 150 ml/min Kolumny flash do 1,6 kg Kolumny półpreparatywne LC Kolumny preparatywne LC do 80 mm id Gradient: 4-składnikowy Ciśnienie: do 30 barów Przepływ: do 200 ml/min Kolumny flash do 1,6 kg Kolumny półpreparatywne LC Kolumny preparatywne LC do 80 mm id Gradient: 4-składnikowy Ciśnienie: do 50 barów Przepływ: do 250 ml/min Kolumny flash powyżej 1 kg Gradient: 2-składnikowy Ciśnienie: do 10 barów Przepływ: do 800 ml/min Nowa seria systemów PuriFlash do chromatografii typu flash Biotechnologia to, że enzymy wyizolowane z organizmów mezofilnych wykazują maksymalną aktywność enzymatyczną w temperaturach mieszczących się w zakresie pomiędzy 45-55oC, natomiast w temperaturach poniżej 30oC ich sprawność katalityczna jest znacząco ograniczona. Efektem tej zależności jest zastosowanie enzymów mezofili w biotechnologiach gdzie temperatura procesów jednostkowych wykorzystujących enzymy wynosi od 30oC do 60oC. Oczywiście, enzymy te też mogą być stosowane do katalizowania reakcji chemicznych w niższych temperaturach, jednak wiąże się to z wydłużeniem procesu produkcyjnego, wzrostem kosztów procesu produkcji, a w przypadku biotechnologii przemysłu spożywczego zwiększeniem ryzyka zanieczyszczenia niepożądaną mikroflorą potencjalnie chorobotwórczą. Stąd w ostatniej dekadzie, nastąpił wzrost liczby projektów badawczych oceniających możliwość wykorzystania w przemyśle psychrozymów. Psychrozymy to enzymy wykazujące wysoką sprawność katalityczną w zakresie temperatur powyżej 10-15oC, a maksymalną aktywność enzymatyczną w zakresie temperatur pomiędzy 30oC a 40oC. Enzymy te są produkowane przez organizmy należące do grupy psychrofili i psychrotrofów, powszechnie występujących w glebach i wodzie regionów polarnych i wysokogórskich Ziemi oraz wodach mórz i oceanów. W zastosowaniu w przemyśle adaptowanych do zimna hydrolaz upatruje się następujących korzyści: wysoka aktywność enzymatyczna w stosunkowo niskich temperaturach (15-20oC) pozwala ograniczyć koszty procesu dzięki unikaniu potrzeby grzania bioreaktorów (energooszczędność), w niższej temperaturze spada szybkość reakcji chemicznych przebiegających bez udziału enzymu, prowadzących do niepożądanychproduktów ubocznych (lepsze wykorzystanie substratu), niska temperatura pozwala na ograniczenie strat powstałych na skutek degradacji termolabilnych substratów i/lub produktów reakcji, psychrozymy na ogół ulegają szybkiej denaturacji termicznej po podniesieniu temperatury o 10oC powyżej temperatury zapewniającej maksymalną aktywność www.czasopismolaborant.pl enzymatyczną psychrozymu – pozwala to na kontrolowanie czasu trwania reakcji enzymatycznej, w przemyśle spożywczym dzięki stosowaniu psychrozymów obniżamy ryzyko rozwoju mezofilnej flory bakteryjnej (patogennej lub mogącej zepsuć właściwości organoleptyczne produktu), której źródłem np. mogą być pracownicy zatrudnieni przy produkcji. Na dzień dzisiejszy, adaptowane do zimna lipazy i proteazy są powszechnie stosowane jako dodatek enzymatyczny w proszkach do prania i w środkach do czyszczenia powierzchni. Proszki do prania z zastosowaniem psychrozymów pozwalają na efektywne usuwanie zanieczyszczeń w niskiej temperaturze, co ogranicza zużycie energii (grzanie wody) oraz ogranicza tempo zużycia włókien materiałów stosowanych do produkcji odzieży. Prowadzi się także badania nad możliwością zastosowania innych psychrozymów w przemyśle. Szczególnie dużo projektów badawczych skupia się nad zastosowaniem adaptowanych do zimna β-D-galaktozydaz do usuwania laktozy z mleka. Obecna w mleku i niektórych produktach jego przetwarzania laktoza jest częstą przyczyną „alergii” pokarmowej u spożywających ją osób dorosłych, wywołanych utratą przez komórki jelita cienkiego zdolności do produkcji endogennej β-D-galaktozydazy. Obecnie do usuwania laktozy z mleka na etapie jego przechowywania i transportu w chłodniach stosuje się mezofilną β-D-galaktozydazę drożdży Kluyveromyces lactis. Zastosowaniem w tym samym celu enzymu adaptowanego do zimna pozwoli na ograniczenie czasu trwania procesu hydrolizy w warunkach chłodniczych oraz zmniejszy ryzyko kontaminacji niepożądaną mezofilną florą bakteryjną. Intensywne badania mające na celu znalezienie odpowiedniego do tego celu psychrozymu były jak dotąd prowadzone m.in. w USA, Japonii, Belgii, Chinach, a także w Polsce w Instytucie Biochemii Technicznej Politechniki Łódzkiej i w Katedrze Mikrobiologii Politechniki Gdańskiej gdzie do dnia dzisiejszego wyizolowano i scharakteryzowano przydatność adaptowanych do zimna β-D-galaktozydaz wyizolowanych z bakterii z rodzaju Pseudoalteromonas sp. oraz Arthrobacter sp. Wyniki uzyskane przez różne ośrodki naukowe wskazują na znaczne różnice we właściwościach enzymatycznych β-D-galaktozydaz izolowanych 25 Biotechnologia z różnych gatunków psychrofili i psychrotrofów. Niestety, żaden z tych psychrozymów nie spełnia wszystkich wymogów stawianych przed idealnym biokatalizatorem przydatnym do zastosowania w przemysłowym procesie usuwania laktozy z mleka. Najczęściej występujące problemy to inhibicja enzymu jonami Ca2+ lub produktami hydrolizy laktozy (D-glukoza i D-galaktoza), albo zbyt niska wydajność produkcji enzymu w komórkach natywnego gospodarza, co czyni produkcję psychrozymu nieopłacalną na dużą skalę wymaganą dla zaspokojenia potrzeb przemysłu. Rozwiązania napotkanych problemów upatruje się w zastosowaniu metody „ewolucji in vitro” oraz doborze właściwego organizmu gospodarza pozwalającego na wydajną produkcję rekombinantowej wersji psychrozymu. Obiecującym gospodarzem dla wydajnej produkcji rekombinowanych β-D-galaktozydaz są drożdże gatunku Pichia pastoris, co potwierdzają wyniki uzyskane dla rekombinowanej adapto- wanej do zimna β-D-galaktozydazy Artrobacter sp. 32 c. Wspomniana powyżej, metoda „ewolucji in vitro” pozwala na modyfikacje sekwencji genów znanych psychrozymów. Następnie na drodze racjonalnej selekcji możliwe jest wybranie biokatalizatora spełniającego wymagania stawiane przez biotechnologię hydrolizy laktozy w mleku. Warto zaznaczyć, że dzięki zastosowaniu tej metody uzyskano adaptowane do zimna hydrolazy odporne na denaturujące działanie detergentów obecnych w proszkach. Uważa się, że to rozwiązanie w niedalekiej przyszłości zaowocuje stworzeniem konkurencyjnego do obecnie stosowanego w przemyśle mezofilnego enzymu, β-D-galaktozydazy Kluyveromyces lactis. Podsumowując, psychrozymy stanowią grupę enzymów będących nowym i ważnym źródłem unikalnych biokatalizatorów. Dlatego też, poszerzanie wiedzy na temat tej grupy biokatalizatorów jest istotne dla dalszego rozwoju współczesnej biotechnologii. Reklama 26 Laborant Nr 3/2011 Chemia Modelowanie w chemii Dawid Jagieła, Sylwia Łuczak Zakład Modelowanie Molekularnego, Wydział Chemii, Uniwersytet Gdański Chemia od początków swego istnienia operuje modelami, którymi tłumaczymy zachodzące procesy chemiczne. Chcąc zobrazować przebieg reakcji chemicznej, czyli zrywanie lub tworzenie się wiązań chemik mówi o modelu atomowym zbudowanym z dodatnio naładowanego jądra atomowego, oraz krążących wokół niego ujemnie naładowanych elektronów. Organizacja tych elementów na poziomie kwantowym w układy o niższej energii jest właśnie siłą napędową reakcji chemicznej. Jednak nie zawsze chemicy traktują cząsteczki na takim poziomie złożoności. Najczęściej wystarczy posłużyć się modelem cząsteczki, w której atomy traktowane są, jako sztywne kule, a wiązania chemiczne, jako mniej lub bardziej rozciągliwe sprężyny łączące je. Za pomocą takiego podejścia można tłumaczyć wiele zjawisk np. zmiany konformacji cząsteczek oraz dlaczego pewne konformacje bywają bardziej uprzywilejowane od innych. Badając złożone układy tj. kwasy nukleinowe, czy też proteiny stosuje się jeszcze inne modele, w których najmniejszą częścią układu jest pojedynczy nukleotyd lub aminokwas. Jak widzimy w zależności od poziomu, na którym rozpatrujemy problem badawczy można zastosować inny model, który przy obecnym stopniu rozwoju technik komputerowych przekłada się to na zastosowanie odpowiedniego oprogramowania. Na szczęście w obecnych czasach dostęp do mocy obliczeniowej nie stanowi większego problemu, tak, więc możliwości, jakie daje to podejście są olbrzymie. Projektowanie związków aktywnych biologicznie Niewątpliwie jednym z motorów napędowych współczesnej chemii jest przemysł farmaceutyczny. Mimo sporych nakładów finansowych, jakimi dysponują koncerny farmaceutyczne nadal głównym kryterium decydującym o sukcesie jest czas, gdyż wprowadzenie na rynek nowego leku www.czasopismolaborant.pl Rysunek 1: Farmakofor zbudowany na podstawie czterech ligandów zawierających pierścień aromatyczny(miejsce oddziaływań hydrofobowych), grupę aminową (donor protonu) oraz karbonyl (akceptor protonu). 27 Chemia trwa średnio 30 lat. Stosując komputerowe wspomaganie projektowania leków (computer aided drug design) można obniżyć koszty oraz znacząco przyspieszyć proces projektowania farmaceutyku. Istnieją dwie podstawowe gałęzie projektowania leków w zależności od tego, jakie informacje posiadamy. Pierwsza to projektowanie oparte o strukturę znanych ligandów (ligand based design), którą stosuje się, wtedy kiedy nie posiadamy informacji na temat miejsca wiążącego receptora, a jedynie znamy budowę innych ligandów z nim oddziałujących. Druga metoda to projektowanie oparte o strukturę receptora (receptor based design), którą stosuje się, wtedy kiedy posiadamy dane na temat budowy receptora, oddziaływań występujących w miejscu wiążącym oraz zmianach konformacyjnych, jakim on ulega (często zmiana konformacji receptora np. poprzez fosforylację prowadzi dopiero do jego aktywacji). Projektowanie oparte o strukturę znanych ligandów sprowadza się do zbudowania farmakoforu, czyli modelu zawierającego przestrzenne relacje pomiędzy grupami wspólnymi dla znanych ligandów (Rys. 1). Posiadając bazę danych ligandów możliwe staje się wyszukanie potencjalnych kandydatów na lek dzięki porównaniu związków z bazy pod kątem zgodności z farmakoforem. Sam farmakofor można również wykorzystać do wygenerowania ligandów de novo w oparciu o bazę fragmentów molekularnych. Niezależnie od postępowania otrzymuje się potencjalnych kandydatów na związki wiodące (lead compounds), które następnie przechodzą etap wnikliwej analizy oraz szereg modyfikacji tj. zmiana podstawników mających na celu optymalizację działania farmaceutyku. Rysunek 2: Przykładowe miejsce wiążące ligand(morfinę). Kolorem oznaczono odpowiednio reszt hydrofobowych (szare), aromatycznych (pomarańczowe), polarnych(zielone) oraz ujemnie naładowanych (czerwony) 28 Kieszeń wiążąca, a projektowanie związków Dobrym podejściem na poziomie modyfikowania związku wiodącego jest uzupełnienie wiedzy o dodatkowe informacje na temat budowy miejsca wiążącego (Rys. 2). Kiedy struktura receptora nie jest znana można posiłkować się modelowaniem homologicznym. To postępowanie bazuje na podobieństwie w budowie białek u organizmów, które są ze sobą spokrewnione. Informacja na temat miejsca wiążącego w receptorze jest istotnym czynnikiem wpływającym na proces modyfikowania związku wiodącego. Znajomość występujących oddziaływań oraz rozmiarów kieszeni wiążącej pozwala na racjonalne modyfikowanie związków (nie ma przecież sensu wprowadzanie grup posiadających zawadę steryczną, dzięki której związek nigdy nie zwiążę się z receptorem docelowym!). W celu oceny położenia oraz siły oddziaływań liganda z receptorem stosuje się metodę dokowania (komputerowe umieszczenie liganda w miejscu wiążącym). Z reguły dokowaniu poddaje się od kilku do nawet kilkunastu tysięcy ligandów dla każdego wykonując je wielokrotne. Każdy z powstałych kompleksów ocenia się pod kątem założonych wcześniej czynników (energia oddziaływań, czy brak zawad sterycznych). Dzięki wspomnianym powyżej metodom komputerowym znacząco zawęża się grupę potencjalnych leków, które po zsyntezowaniu z dużym prawdopodobieństwem będą posiadały oczekiwane właściwości farmakologiczne. Podejrzeć cząsteczkę Jeżeli chcielibyśmy uchwycić jakiś piękny widok, bądź podniosłe wydarzenie sięgniemy po aparat fotograficzny lub kamerę video. Czy w przypadku biomolekuły jest to możliwe? Mimo iż bez problemu dostaniemy wysokiej klasy aparat nawet on nie będzie w stanie sfotografować momentu, w którym cząsteczka morfiny przyłącza się do receptora. Z pomocą przychodzą tu wyrafinowane metody pomiarowe tj. rentgenografia strukturalna, która jest odpowiednikiem aparatu fotograficznego w świecie cząsteczek. Niestety nawet i najlepszy dyfraktometr jest w stanie tylko uchwycić chwilę z życia molekuły, ale nie pokaże jej dynamicznego charakteru. Przypomina to próbę fotografowania muchy w zamkniętym pomieszczeniu – na zdjęciu widać ją zamrożoną w powietrzu, a nie widać Laborant Nr 3/2011 Biotechnologia www.czasopismolaborant.pl 21 Chemia samej czynności latania. Robienie serii zdjęć, sekunda po sekundzie, pozwala nam wnioskować tylko, że mucha częściej przebywała w okolicach lampy na suficie, niż podłogi, ale dalej nie wiemy jak mucha poruszała się po pokoju. Molekularnym odpowiednikiem serii stopklatek są techniki magnetycznego rezonansu jądrowego (Nuclear Magnetic Resonance). W wyniku skomplikowanych pomiarów NMR oraz cyfrowej obróbki danych otrzymujemy zbiór położeń cząsteczki, ale ciągle nie wiemy, co się z nią działo między jednym stanem, a drugim. Pełen obraz możemy otrzymać łącząc wiedzę o poszczególnych stanach cząsteczki z prawdopodobnym przejściem (ruchem), jaki mógł zajść pomiędzy stanami – tu nieodzownym narzędziem jest dynamika molekularna. Sama metoda polega na przeprowadzeniu symulacji układu molekuł, w której iteracyjnie w danym kroku czasowym obliczane są siły działające na poszczególne atomy wprawiające je w ruch. Z punktu widzenia chemii komputerowej numeryczne rozwiązywanie takiej symulacji jest bardzo szybkie, gdyż w elementarnej wersji sprowadza się do całkowania równań ruchu Newtona. Tania dynamika molekularna Jakie jest praktyczne zastosowanie dynamiki molekularnej? Otóż można wymodelować np. zachowanie się wszelkiego rodzaju związków amfifilowych w wodzie (Rys. 3). Rynek produktów higieny osobistej szacowany jest na ok. 40 miliardów dolarów, z czego rynek szamponów to ok 10 miliardów dolarów. Znajomość procesów zachodzących na poziomie molekularnym pozwala na projektowanie lepszych surfaktantów, czyli związków powierzchniowo czynnych. Symulacje tego typu są o tyle ciekawe, że w ciągu ostatnich kilku lat modelarze otrzymali do rąk potężne narzędzie – możliwość prowadzenia obliczeń na kartach graficznych. Porównując dynamikę molekularną prowadzoną na klasycznie zwykłym procesorze, która trwa kilka dni z tą samą symulacją prowadzoną na karcie graficznej, która trwa godzinę uświadamiamy sobie, jaka moc obliczeniowa znajduje się w rękach posiadacza komputera multimedialnego. Kolejnym przykładem zastosowania dynamiki molekularnej jest projektowanie antybiotyków. Działanie części z nich opiera się na zakłócaniu funkcjonowania struktur komórkowych np. błony komórkowej bakterii, tak więc aby dany związek działał powinien posiadać pewne powinowactwo do błony. Możliwe jest zbudowanie modelu błony komórkowej, a następnie przeprowadzenie dynamiki molekularnej dla potencjalnego antybiotyku, by sprawdzić czy aby, a jeśli tak to w jaki sposób następuje penetracja błony komórkowej. Takie podejście jest wielokrotnie tańsze niż żmudna synteza i oczyszczanie, a następnie testy biologiczne. Przykłady zastoso30 Rysunek 3: Przykładowe modele układów amfifilowych w wodzie wania modelowania molekularnego można wymieniać w nieskończoność, a i tak nie pokazałoby to pełni użyteczności tej techniki. Jest to szybkie, oszczędne i czyste narzędzie w pracy naukowej nie tylko chemików. Laborant Nr 3/2011 Chemia Ciecze jonowe - przyszłość chemii? Wojciech Mrozik Katedra i Zakład Chemii Nieorganicznej, Gdański Uniwersytet Medyczny Produkcja przemysłowa oraz zastosowanie konwencjonalnych rozpuszczalników organicznych w różnych gałęziach gospodarki prowadzi do istotnego zanieczyszczania środowiska naturalnego. Stosowane w przemyśle jako wszelkiego rodzaju media reakcji chemicznych, a także występujące jako odpady produkcyjne stałe czy ciekłe, zwykle charakteryzują się wysoką prężnością par, co bezpośrednio przekłada się na ich emisje do atmosfery. Tego typu zanieczyszczenia mogą migrować na bardzo dalekie odległości i powodować Klasa cieczy jonowych Struktura Klasa cieczy jonowych R4 Czwartorzędowe sole alkiloamoniowe R3 N+ R2 XR1 R3 P+ R2 Struktura Sole alkilopirolidiniowe XR1 R2 Sole tiazoliowe + N S X- R3 R3 R4 R4 S+ R1 X- R1 Sole sulfonowe R2 +N R1 R4 Sole alkilofosfoniowe skażenia w miejscach gdzie ich, teoretycznie, w ogóle nie powinno być. Oprócz mobilności, konwencjonalne rozpuszczalniki organiczne zwykle cechują się dużą toksycznością, a często także mutagennością i rakotwórczością. Wymienione cechy sprawiają, że związki te stanowią duże zagrożenie dla życia i zdrowia ludzkiego, ale także dla środowiska naturalnego. Dlatego też w ostatnich latach podejmuje się próby projektowania oraz tworzenia alternatywnych rozpuszczalników, które charakteryzowałyby się przede wszystkim X- Sole triazoliowe R1 + R5 N R2 N N X- R4 Sole alkiloimidazoliowe R2 + N N X- R1 Sole alkilopirydyniowe + N X- R1 gdzie: Xˉ = tetrafluoroboran – BF4ˉ, chlorek – Cl-, trifluorooctan – CF3COOˉ, heksafluoroantymonian - SbF6ˉ, trifluorosulfooctan - CF3SO3ˉ, imidek bis(trifluorosulfonylowy) – (CF3SO2)2Nˉ. Tabela 1. Najczęściej spotykane klasy cieczy jonowych3. www.czasopismolaborant.pl 31 Chemia niską lotnością, stabilnością chemiczną i fizyczną oraz szerokim zastosowaniem i możliwością wielokrotnego wykorzystania. Tego typu myślenie charakteryzuje tzw. „zieloną chemię” (ang. green chemistry)1, czyli nowe podejście do zagadnienia syntezy i wykorzystania związków chemicznych, co ma na celu zmniejszenie zagrożenia dla środowiska i zdrowia człowieka. Filozofia ta zakłada m.in. obniżenie toksyczności oraz zwiększenie podatności na degradację wytwarzanych związków chemicznych w naturalnych systemach. Ciecze jonowe (ang. ionic liquids) to nazwa soli, których temperatury topnienia są niższe od 100oC, a duża część przedstawicieli tej klasy wykazuje stan ciekły już w temperaturze pokojowej. Ze względu na swoje bardzo zróżnicowane i unikalne właściwości fizyko-chemiczne, związki te postrzegane są w ostatnich latach jako bardzo obiecująca alternatywa dla konwencjonalnych rozpuszczalników organicznych. Ponieważ jedną z ich cech jest zaniedbywalna prężność par, niska palność oraz wysoka stabilność termiczna, bardzo szybko nadano im mia- no „przyjaznych środowisku”2. Jednak najważniejszą zaletą tych związków, z punktu widzenia przemysłu, jest możliwość „dostrajania” ich do potrzeb konkretnej reakcji chemicznej czy procesu separacyjnego. Ciecze jonowe zbudowane są z dużych i niesymetrycznych kationów alkiloimidazoliowych, alkilopirydyniowych lub alkilofosfoniowych oraz mniejszych anionów nieorganicznych, a także organicznych często zawierających atom fluoru (np. tetrafluoroboran, heksafluorofosforan, imidek bis(trifluorometylosulfonylowy) i inne3,4. Coraz częściej fragmenty alkilowe kationów cieczy jonowych są dodatkowo podstawiane różnymi grupami funkcyjnymi w celu uzyskania wysokiej specyficzności powstałego związku dla potrzeb konkretnej reakcji chemicznej czy procesu technologicznego, a także np. w celu obniżenia toksyczności związku. W chwili obecnej komercyjnie dostępnych jest ponad 300 związków5, teoretycznie jednak liczba możliwych kombinacji kation-anion o właściwościach typowych Reklama LCMS-8030 umożliwia szybką spektrometrię mas a w połączeniu z rynkowym liderem - chromatografem UHPLC NEXERA, wysoką sprawność oraz wiarygodne i powtarzalne wyniki. Z prędkością skanowania 15000 amu/s, szybkim przełączaniem polarności 15 ms i aż 500 przejściami MRM na sekundę, jest w pełni przystosowany do UHPLC Technologia UFsweeper efektywnie przyspiesza jony w komorze kolizyjnej i minimalizuje zakłócenia sygnału tzw. „cross-talk” Oprogramowanie LabSolutions pozwala na intuicyjne prowadzenie oznaczeń ilościowych i jakościowych oraz automatyczną optymalizację warunków pomiaru LCMS-8030 to idealne rozwiązanie dla farmacji, laboratoriów środowiskowych, żywnościowych i chemicznych UHPLC NEXERA to chromatografia cieczowa bez żadnych kompromisów: UHPLC i HPLC w jednym aparacie. Zakres ciśnienia pracy – do 130 MPa przy przepływie 3 mL/min oraz autosampler z nastrzykiem w 7,8 s czyni przyrząd NEXERA najbardziej wydajnym UHPLC na rynku „SHIM-POL A.M. Borzymowski” E. Borzymowska-Reszka, A. Reszka Sp.J. Ul. Lubomirskiego 5, 05-080 Izabelin Tel. 22/722 70 48, faks: 22/722 70 51 e-mail: [email protected] 32 Laborant Nr 3/2011 Chemia Tabela 2. Przykładowe zastosowania cieczy jonowych na skalę przemysłową5,8. Firma Proces Użycie cieczy jonowej Skala środek pomocniczy Komercyjna Ekstrahent Komercyjna Basil™ BASF Oczyszczanie kwasu Cellionic™ BASF Rozpuszczanie celulozy Degussa Produkcja farb dodatek do farb Komercyjna Pionics produkcja baterii Elektrolit Komercyjna Central Glass Co., Ltd. produkcja leków Rozpuszczalnik Komercyjna dla tej grupy substancji może sięgnąć nawet 1018 6. Liczba potencjalnych zastosowań cieczy jonowych rośnie bardzo szybko. Głównym kierunkiem aplikacyjnym stanie się synteza organiczna, a zwłaszcza reakcje katalizowane przez meta- le przejściowe. Do tej pory potwierdzono przydatność cieczy jonowych dla przeprowadzenia reakcji: Friedela-Craftsa, Dielsa-Aldera, dimeryzacji, oligomeryzacji, polimeryzacji olefin, depolimeryzacji, nitrowania, oksydacji, katalitycznego uwodo- rnienia, redukcji wodorkami metali, jonowych redukcji, reakcji Heck’a, Suzuki, izomeryzacji i krakingu, epoksydacji, oraz cyklopropanacji i halogenowania. Z chemicznego punktu widzenia, zasadnicze korzyści wynikające ze stosowania cieczy jonowych to przede wszystkim wysokie wydajności reakcji, a także lepsza chemo-, regio-, stereoi enancjoselektywność w stosunku do rozpuszczalników konwencjonalnych. Dzięki zastosowaniu tych soli uzyskujemy selektywne wydzielanie produktów reakcji i łatwe oddzielenie od zastosowanego katalizatora7. Ciecze jonowe znalazły także zastosowanie w procesach biokatalityznych. Dzięki swoim właściwościom można je stosować w układach jako czyste rozpu- Rysunek 1. Obecne i przyszłe zastosowania cieczy jonowych www.czasopismolaborant.pl 33 Chemia szczalniki, mieszaninę rozpuszczalników czy jako osobną fazę. Główną ich zaletą w tego typu reakcjach jest brak lub niewielka dezaktywacja stosowanych enzymów lub komórek. Stwierdzono także, iż szereg hydrolaz i oksydoreduktaz pozostaje aktywny w wybranych cieczach jonowych. Hydrofobowe ciecze jonowe, mogą być z powodzeniem wykorzystane jednocześnie jako rozpuszczalnik i elektrolit, wykazując szeroki zakres stabilności elektrochemicznej, dobre przewodnictwo, termiczną stabilność oraz trwałość8. Są także bardzo wydajnym i bezpiecznym elektrolitem w bateriach litowych7, a także można je wykorzystać jako superprzewodniki9. Kolejnym polem zastosowań cieczy jonowych jest wszelkiego rodzaju analityka. Wykazano przydatność tych związków elektrolitów w elektroforezie kapilarnej, modyfikatorów faz stałych w chromatografii gazowej, cieczowej czy elektroforezie5,8. Tak naprawdę możliwości zastosowania cieczy jonowych właściwie są nieograniczone. Dzięki swoim unikalnym właściwościom sole te powoli wchodzą do użycia na skalę przemysłową. Można się więc spodziewać, że w niedalekiej przyszłości trafią one również do środowiska naturalnego. Spowodowane to może być niekontrolowanymi wyciekami podczas ich przemysłowego wykorzystania i produkcji, transportu czy np. awarii i wypadków. Pomimo swoich niewątpliwych zalet okazało się, że ciecze jonowe nie są tak „przyjazne środowisku” jak to się na początku wydawało. W związku z zaniedbywalną prężnością par, ich emisja do atmosfery nie będzie stanowić żadnego zagrożenia, jednakże tak wody, jak i środowisko glebowe mogą ulec zanieczyszczeniu. Dodatkowo Rozporządzenie UE w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH), spowodowało konieczność określania ryzyka dla środowiska i zdrowia człowieka oraz badań właściwości wszystkich związków chemicznych, znajdujących się w obrocie handlowym na terenie Wspólnoty. Prospektywne badania wykazały, że ciecze jonowe, po ewentualnej emisji do środowiska, będą zachowywać się podobnie do niektórych trwałych zanieczyszczeń organicznych (np. herbicydy parakwatowe)10. W zależności od struktury, stwierdzono silną sorpcję do gleb11 lub 34 możliwość infiltracji do wód gruntowych12, potencjalnie wysoką bioakumulację, ekotoksyczność wobec roślin i mikroorganizmów13-15 czy bardzo niski potencjał biodegradacji16,17. Dodatkowo wykazano, że związki te mogą także wykazywać cytotoksyczność wyższą niż konwencjonalne rozpuszczalniki organiczne18. Czy to oznacza koniec kariery cieczy jonowych, zanim tak na dobre się rozpoczęła? Absolutnie nie! Dzięki takim właśnie prospektywnym badaniom udało się wyeliminować związki, które mogłyby stanowić największe obciążenie dla środowiska naturalnego. Zaczęto też modyfikować ciecze jonowe tak aby byłyby łatwiej biodegradowalne19-20, a jednocześnie nadal wykazywały przydatność w procesach przemysłowych. Unikalne właściwości tych związków, a także praktycznie nieograniczona możliwość kombinacji kation-anion pozwalają na poszukiwania struktur, które będą mogły być z powodzeniem zastosowane w przemyśle, a jednocześnie nie będą stanowiły obciążenia dla środowiska naturalnego. Powstają nowe generacje cieczy jonowych21,22, które rzeczywiście można zacząć nazywać „przyjaznymi” środowisku. Tak naprawdę, nowoczesna „zielona chemia” oparta na tych fascynujących związkach zaczyna powstawać właśnie teraz, na naszych oczach. Literatura: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. P.T. Anastas, J.C. Warner Green Chemistry: Theory and Practice. Oxford University Press, New York (1998) Eds. J.F. Brennecke, R.D. Rogers, K.R. Seddon, Ionic Liquids: Not Just Solvents Anymore, American Chemical Society, 2007. A. Stark, K.R. Seddon, Kirk-Othmer Encyklopaedia of Chemical Technology, Ed. A. Seidel, J. Wiley and Sons, Inc., Hoboken, 2007, 26, 836. H. Olivier- Bourbigou, L. Magna, J Mol Catalysis A: Chemical, 2002, 182, 419. N.V. Plechkova, K.R. Seddon, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, 123. M.J Earle, K.R. Seddon, Pure Appl. Chem., 2000, 72, 1391. Ed. P. Wasserscheid, T. Welton, Ionic Liquids in Synthesis, WILEY-VCH, Weinheim, 2008. N. Papagergiou, Y. Athanassov, M. Armand, P. Bonhote, H. Patterson, A. Azam, M. Gratzel, J. Electrochem. Soc., 1996, 143, 3099. R. Hagiwara, Electrochem., 2002, 70, 130. B. Jastorff, R. Störmann, J. Ranke, K. Mölter, F. Stock, B. Oberheitmann, W. Hoffman, J. Hoffmann, M. Nüchter, B. Ondruschka and J. Filser, Green Chem. 5 (2003) 136. P. Stepnowski, Aust. J. Chem. 58 (2005) 170. W. Mrozik, C. Jungnickel, T. Ciborowski, W.R. Pitner, J. Kumirska, Z. Kaczyński, P. Stepnowski, J. Soil Sediment, Laborant Nr 3/2011 Chemia 13. 14. 15. 16. 2009, 9, 237. K. Docherty, S.Z. Hebbeler, C.F. Kulpa Jr., Green Chem., 2006, 8, 560. A. Latała, P. Stepnowski, M. Nędzi, W. Mrozik Aquatic Toxicol., 2005,73, 91. S. Stolte, J. Arning, U. Bottin-Webber, A. Muller, W.-R. Pitner, U. Welz-Bierman, B. Jastorff, J. Ranke, Green Chem., 2007, 9, 760. E.M. Siedlecka, W. Mrozik, Z. Kaczyński, P. Stepnowski, J. Hazard. Mater., 2007, 154, 893. 17. 18. 19. 20. 21. 22. K. Docherty, Ch.F. Kulpa Jr., Green Chem., 2005, 7, 185. A.C. Składanowski, P. Stepnowski, K. Kleszczyński, B. Dmochowska, Environ. Toxicol. Pharmacol., 2005, 19, 291. N. Gathergood, M.T. Garcia, P.J. Scammells, Green Chem., 2004, 3, 166. N. Gathergood, P.J. Scammells, Austr. J. Chem., 2002, 55, 557. H. Ohno, O. Fukumoto, Acc. Chem. Res., 2007, 40, 1122. Y. Fukaya, Y. Iizuka, K. Sekikawa, H. Ohno, Green Chem., 2007, 9, 1155. Reklama www.czasopismolaborant.pl 35 Chemia Proekologia w peptydach – w ogóle możliwa? Wojciech Kamysz Laboratorium Syntezy Peptydów, Lipopharm.pl Otrzymywanie peptydów jest drogie z definicji. Zużywa się litry rozpuszczalników organicznych, a otrzymuje się zaledwie kilka miligramów czystego peptydu. Nie jest to ani ekonomiczne, ani zbyt przyjazne dla środowiska naturalnego. Czy istnieje możliwość bardziej proekologicznej metody pozyskiwania tej grupy związków? Peptydy należą do substancji o bardzo dużej aktywności biologicznej. Zwykle do wywołania spodziewanego efektu leczniczego wystarczą ilości miligramowe a w zastosowaniach diagnostycznych nawet mikrogramowe. Powoduje to, że przemysłowe otrzymywanie tych substancji równoważne jest ze stosowaniem skali gramowej, maksymalnie kilogramowej w skali świata. Chemiczna synteza peptydów z powodzeniem udaje się naukowcom od ponad stu lat. Pierwsze polimery złożone z 3 reszt glicyny (Gly-Gly-Gly) otrzymał już w roku 1902 Emil Fisher. Od tego czasu z różnym powodzeniem otrzymuje się peptydy trzema niezależnymi sposobami. Jest to izolacja ze źródeł naturalnych, jako pierwszy etap otrzymania biologicznie aktywnego związku chemicznego. Typowa synteza chemiczna oraz metody biologiczne, stosujące techniki inżynierii genetycznej to jednak jedne z najprężniej rozwijających się sposobów pozyskiwania peptydów. W związkach peptydowych postrzega się kandydatów na leki dla szerokiego wachlarza schorzeń. Do chwili obecnej największy sukces zdobyły leki hormonalne. W trakcie badań klinicznych jest jednak kilkadziesiąt nowych molekuł o znaczeniu aplikacyjnym. Metody otrzymywania peptydów Izolacja ze źródeł naturalnych, synteza chemiczna 36 (synteza w roztworze, synteza na nośniku stałym) oraz synteza enzymatyczna to trzy główne sposoby pozyskiwania peptydów. Trwająca już ponad pół wieku era sukcesów, ale i pasmo niespełnionych oczekiwań, otworzyło syntetyczne otrzymanie oksytocyny i wazopresyny przez Vincent du Vigneaud’a w roku 1954. Dzięki temu wzrosło ogromnie zainteresowanie chemią peptydów. Krokiem milowym okazały się jednak próby kotwiczenia pierwszych aminokwasów na stałym nośniku. W roku 1955 Nicholls z powodzeniem otrzymał kilka pochodnych dipeptydów przyłączając N-chronione aminokwasy do aminokwasów zakotwiczonych na wymieniaczu jonowym Dowex. Rozwinięciem tego podejścia było kotwiczenie pierwszego aminokwasu w sposób kowalencyjny. Kluczowym osiągnięciem okazał się sposób Merrifileda, polegający przyłączeniu Cterminalnego aminokwasu do nierozpuszczalnego nośnika. Metoda ta, zwana później od nazwiska twórcy, metodą Merrifielda została uznana po dwudziestu latach od opracowania na tyle ważna, iż twórca jej otrzymał w roku 1984 nagrodę Nobla. Właśnie metodą syntezy na nośniku stałym otrzymuje się współcześnie peptydy w laboratoriach naukowych, ale i coraz chętniej w procesach typowo przemysłowych. Idea przyłączenia jednego z substratów do nierozpuszczalnego nośnika została zaadoptowana powszechnie przez laboratoria syntetyczne i jest coraz częściej postrzegana jako jedna z najbardziej proekologicznych metod syntezy. Synteza na nośniku pozwala na miniaturyzacje syntezy, czy stosowanie nadmiarów reagentów (jeśli trzeba). Nie bez znaczenia jest też możliwość ograniczenia do minimum kontaktu z odczynnikami. Najbardziej toksyczne związki można w sposób bezpieczny podawać np. mikropipetą lub zastosować automatyczne syntezatory peptydów. Laborant Nr 3/2011 Chemia Urządzenia te, choć stosunkowo drogie, zapewniają jednak bezpieczeństwo oraz powtarzalność wyników w przypadku syntez cyklicznych. Najważniejszą zaletą jest jednak uniknięcie etapów pośrednich, zwykle przeprowadzanych z użyciem ekstrakcji ciecz-ciecz. Podczas syntezy na nośniku nieprzereagowane reagenty oraz produkty uboczne usuwa się podczas zwykłego sączenia z użyciem naczyń ze spiekiem szklanym bez niepotrzebnej izolacji produktów pośrednich. Stopień acylowania bada się kolorymetrycznie z użyciem dostępnych testów na obecność wolnych grup aminowych. W przypadku testu pozytywnego reakcję prowadzi się dalej, w przypadku reakcji negatywnej przechodzi się do następnego etapu. W ostatnich latach na syntezę na nośniku przeszedł też przemysł. Pomimo, że jest to proces odczynnikowo droższy niż synteza w roztworze, to daje wymierne efekty w zmniejszeniu kosztów pracy. Synteza peptydów na nośniku stałym Syntetyczne otrzymywanie peptydów jest zwykle trudne dla niewprawionych chemików. Problemy pojawiają się zarówno na etapie syntezy, odczepienia od nośnika, ale przede wszystkim podczas oczyszczania surowych produktów. Sama synteza polega na chemicznym przyłączeniu pierwszego aminokwasu do nierozpuszczalnego polimeru oraz www.czasopismolaborant.pl Rys. 2. Schemat syntezy peptydów na stałym nośniku polimerowym (P – polimer/nośnik, R1, R2 – łańcuchy boczne aminokwasów, Fmoc – osłona grupy α-aminowej aminokwasów) cyklicznym przyłączaniu kolejnych elementów (tj. aminokwasów) i każdorazowej deprotekcji grupy ochronnej blokującej budowany łańcuch peptydowy. Wszystkie reakcje związane z przyłączaniem kolejnych pochodnych aminokwasowych, deprotekcji osłon ochronnych grupy N-α-aminowych oraz finalnej deprotekcji prowadzi się w środowisku rozpuszczalników organicznych. W trakcie acylowania oraz przemywań stosuje się przeważnie dichlorometan oraz dimetyloformamid. Podczas odszczepiania peptydu od nośnika wraz z odczepieniem osłon łańcuchów bocznych wykorzystuje się rożne stężenia kwasu trifluorooctowego, często w obecności tioli. Wszystkie wspomniane rozpuszczalniki stanowią duże zagrożenia dla środowiska naturalnego i należy je utylizować w wyspecjalizowanych firmach, a związki lotne absorbować na właściwych pochłaniaczach. Wysokie ceny unieszkodliwiania odpadów postsyntetycznych są związane głównie z obecnością rozpuszczalników chlorowcopochodnych. Około 1/10 kosztów używanych do syntezy odczynników to właśnie utylizacja. Alternatywą dla tych problemów jest możliwość syntezy w roztworach wodnych, a pierwsze do37 Chemia niesienia na ten temat pojawiły się już ponad 10 lat temu. Na chwilę obecną pozostaje racjonalna gospodarka odczynnikami oraz próba optymalizacji każdego z procesów wchodzących w skład całej, często kilkudziesięcioetapowej syntezy. Zmniejszenie nakładu energii związanej z mieszaniem żywicy (nośnika) i mieszaniny reakcyjnej, ale i potrzebnego czasu można zmniejszyć poprzez wykorzystanie wynalazku ostatnich lat jakim są nowoczesne syntezatory. Dużym udogodnieniem jest bowiem prowadzenie etapów acylowania w reaktorach mikrofalowych. Dzięki wykorzystaniu promieniowania mikrofalowego można przyspieszyć reakcje nawet dziesięciokrotnie. roczne potrzeby niektórych peptydów (np. oktreotydu, despopresyny) w skali świata wynoszą zaledwie 50-200kg. Analiza peptydów Peptydy zarówno w laboratoriach naukowych jak i przemysłowych analizuje się ten sam sposób. Czystość próbki określa się chromatograficznie, tożsamość potwierdza z użyciem spektrometrii mas. W analityce dominuje chromatografia cieczowa RP-HPLC w układzie gradientowym wodaacetonitryl z detekcją UV, zwykle przy długości fali 214 lub 220m. Stosowanie wypełnień kolumn o klasycznej średnicy porów uziarnienia (100A) w zupełności wystarcza aby analizować nawet Oczyszczanie peptydów małe białka (do 5-6kDa). Często w trudnych przypadkach wykorzystuje się też detektor masowy, Otrzymanie peptydów w postaci oczyszczonej jest który daje informacje o zawartych zanieczyprocesem często bardzo trudnym. Zanieczyszcze- szczeniach oraz jednocześnie potwierdza masę nia wchodzące w skład próbki to często bardzo po- cząsteczkowa kluczowego składnika. dobne związki chemiczne. Dlatego wyodrębnienie czystego produktu pochłania więcej czasu i fun- W latach 90-tych próbowano wykorzystywać duszy niż sama synteza. Obecnie najpopularniejszą elektroforezę kapilarną (CE), jednak bez metodą oczyszczania peptydów jest wysoko- większych sukcesów. Obecnie CE, podobnie jak sprawna chromatografia cieczowa w układzie faz chromatografię jonową stosuje się do oznaczania odwróconych (RP-HPLC). Jako fazę stacjonarna przeciwjonów w peptydach. stosuje się kolumny wypełnione krzemionką modyfikowana łańcuchami alkilowymi (C8 lub C18). Duże zasługi w określaniu struktury przestrzeJako eluent podaje się wodę oraz acetonitryl z do- nnej większych polipeptydów wnosi dwuwydatkiem 0,1% kwasu trifluorooctowego. Proces miarowy rezonans magnetyczny (NMR) oraz oczyszczania prowadzi się gradientowo stopniowo badania dichroizmu kołowego (CD). W praktyce zwiększając udział acetonitrylu w fazie ruchomej. przemysłowej jednak te analizy dotyczą peptyW skali laboratoryjnej, z wykorzystaniem typowe- dów zawierających więcej niż 20-30 reszt i nie są go sprzętu analitycznego (HPLC z przepływem wymagane obligatoryjnie. do 10ml/min), ale kolumną semipreparatywną można z powodzeniem oczyszczać jednorazowo ilości nawet do 200-500mg substancji. Odpowie- Przemysłowe podejście w syntezie dnie frakcje analizuje się, a następnie po odparowaniu acetonitrylu suszy sublimacyjnie z użyciem Zgodnie z powszechnie panującym trendem liofilizatora. Zarówno zlewki po oczyszczaniu jak dotyczącym proekologii, przemysł daje wiele i odparowywaniu frakcji z acetonitrylu powinny rozwiązań jak syntezować ekologicznie a zarazem być utylizowane (kiedyś były powszechnie wyle- skutecznie. wane do kanalizacji!). Otrzymywanie peptydów w przemyśle niewiele różni się od skali laboratoryjnej. Osadzenie na stosowanych nośnikach powinno być Stosuje się większe średnice kolumn (a więc i większe maksymalne, w przypadku oligopeptydów nawet przepływy), a acetonitryl zastępuje się etanolem 3mmol/g. Same nośniki powinny być odzyskiwane, lub izopropanolem. Należy tutaj wspomnieć, że co możliwe jest w przypadku nośnika 2-chlorotri38 Laborant Nr 3/2011 Chemia tylowego. Zużycie rozpuszczalników chlorowcopo- mnie HPLC. Sama elucja z kolumny następuje chodnych ogranicza się do minimum. w gradiencie soli nieorganicznej lub gradiencie pH. Wszelkie etapy syntezy powinny być zoptymalizowane, a pod uwagę powinny być tez brane takie czynniki jak zużycie energii elektrycznej oraz pracochłonność etapów (gdyż pracownik też kosztuje). W oczyszczaniu jako eluent powinno stosować się etanol, co pozostaje też w zgodzie z wytycznymi Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA). Niestety stosowanie tego eluentu nie pozostaje bez wpływu na wzrost ciśnień podczas rozdziałów. Dużą rolę w oczyszczaniu przemysłowym odgrywa bardzo tania chromatografia jonowymienna oraz chromatografia metalopowinowactwa. Umożliwia ona ograniczenie do minimum zastosowania rozpuszczalników organicznych, a ilości oczyszczane jednorazowo na kolumnie są nawet 2-5 krotnie większe niż na kolu- www.czasopismolaborant.pl Wielu ekspertów do niedawna skłaniało się ku poszukiwaniu metod biologicznych wykorzystujących zdobyte osiągnięcia inżynierii genetycznej. Pozyskiwanie peptydów niesie jednak za sobą duże niebezpieczeństwa dla produktów farmaceutycznych, gdyż otrzymywane substancje zwykle zawierają ślady fragmentów drobnoustrojów, w których następowała nadekspresja, co wiąże się z opowiedzą układu odpornościowego w trakcie stosowania takich leków. W obecności zawartych też proteaz dodatkowo obniża się trwałość preparatów peptydowych. Jedyne co może zostać po syntezie chemicznej i klasycznym oczyszczaniu to ślady rozpuszczalników oraz eluentów, które w sposób bardzo prosty można kontrolować chromatografią gazową. 39 Chemia Zielona chemia w analityce Jarosław Szulfer Polpharma SA, Badania i Rozwój Fakt, że przemysł chemiczny oddziałuje niekorzystnie na środowisko jest oczywisty, dlatego nieodzowne jest świadome i konsekwentne minimalizowanie tego wpływu. Celem nadrzędnym jest ograniczanie wytwarzania szkodliwych czynników dla zdrowia człowieka. Za ojca „Zielonej chemii” uznaje się amerykańskiego naukowca Paula Anastasa, który jest współtwórcą 12 zasad, których przestrzeganie gwarantuje łagodzenie negatywnych skutków działalności chemicznej. Chemia analityczna podlega tym samym regułom. Pojęcie „zielonej chemii analitycznej” zostało ukute przez profesora Politechniki Gdańskiej Jacka Namieśnika pod koniec lat dziewięćdziesiątych. Zazwyczaj zadania stawiane przed analitykami same w sobie są dużymi wyzwaniami, stąd często dbałość o wpływ analizy na środowisko wydaje się jednym z ostatnich kryteriów oceny opracowywanej metody. Sojusznikiem zielonej chemii bywa jednak niekiedy ekonomia. Najlepiej uwidocznił to kryzys związany z dostępnością acetonitrylu sprzed kilku lat. W krótkim czasie cena tego rozpuszczalnika wzrosła nawet dziesięciokrotnie, nie mówiąc o tym, że często w ogóle był niedostępny. W wielu laboratoriach zaczęto intensywne prace nad ograniczaniem jego zużycia, bądź zamianą np. na etanol, co idealnie wpisuje się w podstawowe założenia zielonej chemii analitycznej. Chromatografia cieczowa W większości nowoczesnych laboratoriów analitycznych, techniki chromatograficzne stanowią podstawę ich funkcjonowania, dlatego ograniczenie ilości stosowanych odczynników, a co za tym idzie generowanych odpadów wydaje się być kluczowym aspektem. Najpopularniejszym rozpuszczalnikiem stosowanym w chromatografii cieczowej jest acetonitryl. Ze względu na jego właściwości fizykochemiczne (m.in. mała lepkość, niska absorpcja w zakresie UV) wielu analityków preferuje jego użycie jako odczynnika pierwszego wyboru 40 w przygotowywaniu fazy ruchomej. Jak wynika z doświadczenia, w niektórych przypadkach faktycznie próby zastąpienia acetonitrylu innymi rozpuszczalnikami kończą się niepowodzeniem i jedynym rozwiązaniem jest ilościowe ograniczenie jego użycia w danej analizie. Można to uzyskać na dwa sposoby: skrócenie analizy lub zmniejszenie przepływu fazy ruchomej. Od wielu lat na rynku dostępne są kolumny o mniejszej średnicy wewnętrznej w stosunku do standardowej, tj. 4,6 mm. Przykładem mogą być kolumny o średnicy wewnętrznej 3,0 mm dedykowane dla pracy ze zmniejszonym zużyciem rozpuszczalników. Tak jak z powodzeniem, bez utraty sprawności układu, możliwe jest skalowanie przepływu fazy ruchomej „w górę” np. w celach preparatywnych, tak możliwe jest zmniejszanie średnicy kolumny, a co za tym idzie przepływu. Ekwiwalent przepływu fazy ruchomej dla zmienionych wymiarów kolumny można wyznaczyć posługując się wzorem: oryginalny docelowy = przepływ przepływ . 2 średnica docelowa średnica 2oryginalna W przypadku kolumny o średnicy wewnętrznej 3,0 mm zużycie fazy ruchomej będzie stanowiło około 40% zużycia obserwowanego dla kolumny o standardowej średnicy 4,6 mm. Niestety nie można pomijać faktu, że kolumna o mniejszej średnicy zawiera mniej złoża, a co powoduje, że można załadować mniej analitu. Może to być krytyczne, szczególnie w przypadku próbek, w których oznacza się substancje na niskim poziomie. Komercyjnie dostępne są również kolumny o jeszcze mniejszej mniejszej średnicy np. 2,1 mm, 1,0 mm, a nawet 0,1 mm, ale ich zastosowanie w praktyce ogranicza się przede wszystkim do systemów wyposażonych w detektory MS. W przypadku kolumn o średnicy 1,0 mm i poniżej, systemy powinny być wyposażone w odpowiednie mikro- lub nanolitrowe pompy. Kilka lat temu na rynku pojawiały Laborant Nr 3/2011 się kolumny z ziarnem o średnicy poniżej 2 µm, dzisiaj oferowane praktycznie przez wszystkich producentów. Posiadają one znacznie wyższą sprawność niż konwencjonalne kolumny z ziarnem 5 µm, dlatego możliwe było ograniczenie ich wymiarów tak średnicy, jak i długości bez pogorszeni rozdziału. W konsekwencji, przy zachowaniu stałego przepływu liniowego standardowy współczynnik przepływu dla kolumn o średnicy 4,6 mm wynoszący 1 ml/min, dla kolumny o średnicy 2,1 mm, będzie wynosił 0,21 ml/min, co już daje 5-krotne ograniczenie zużycia rozpuszczalników. Dodatkowo, dzięki efektowi podniesienia sprawność kolumny przez zmniejszenie średnicy ziarna złoża, możliwe staje się skrócenie długości kolumny przy zachowaniu odpowiedniej rozdzielczości układu. Skrócenie długości kolumny przy danym przepływie fazy ruchomej powoduje proporcjonalne skrócenie czasów retencji, a co za tym idzie czasu analizy i ilości zużytych odczynników. Na ryc.1 przedstawiono oszczędności jakie można osiągnąć transferując przykładową analizę z klasycznych warunków HPLC do UHPLC. Należy zwrócić uwagę, że bez straty sprawności czas analizy skrócono około siedmiokrotnie, a zużycie odczynników około 15-krotnie! Przy okazji kolumn ze zmniejszoną średnicą ziaren warto wspomnieć o kolumnach z ziarnem o nieporowatym rdzeniu, które, podobnie jak kolumny z ziarnem o średnicy poniżej 2 µm, dzięki zwiększonej sprawności umożliwiają efektywną pracę na krótkich kolumnach, co daje pozytywny efekt ograniczenia zużycia rozpuszczalników. Kolumny tego typu, dzięki wąskiej dystrybucji wielkości ziaren, generują stosunkowo niskie ciśnienie wsteczne, przez co, bez większych problemów, można je stosować w klasycznych systemach HPLC. Niestety w takim przypadku ogromny wpływ na ostateczną sprawność układów wyposażonych w kolumny z nieporowatym www.czasopismolaborant.pl Reklama Chemia Spektrometria mas proteomika analiza biomarkerów metabolomika farmakologia analiza środowiska Innovation with Integrity 41 Chemia Chromatogram 1. Waters Alliance 2695 kolumna: Atlantis T3 250x4,6 mm 5 µm faza: H2O:ACN (40:60) przepływ: 1,0 ml/min temperatura kolumny: 25°C detekcja: 254 nm objętość nastrzyku: 10 µl Nnaftalen= 19553 Rtoluen-naftalen= 8,1 Chromatogram 1. Waters ACQUITY UPLC kolumna: Acquity HSS T3 100x2,1 mm 1,8 µm faza: H2O:ACN (40:60) przepływ: 0,525 ml/min temperatura kolumny: 25°C detekcja: 254 nm objętość nastrzyku: 0,8 µl Nnaftalen= 19950 Rtoluen-naftalen= 8,7 Ryc. 1. oszczędności jakie można osiągnąć transferując przykładową analizę z klasycznych warunków HPLC do UHPLC rdzeniem mają efekty pozakolumnowe, dlatego przed ich użyciem należałoby zoptymalizować układ poprzez minimalizację objętości martwych (wymiana kapilar, miksera, nastrzykiwacza, celi detektora). Z punktu widzenia zielonej chemii analitycznej w przypadku chromatografii cieczowej nie tylko zmniejszenie zapotrzebowania na rozpuszczalniki organiczne przynosi pozytywne efekty. Zamiana acetonitrylu na inne, bardziej przyjazne dla środowiska rozpuszczalniki jak np. etanol, wydaje się również korzystne, ze względu tak na jego pozyskiwanie jak i degradację. Niestety do tej pory etanol, ze względu na swoją wysoką lepkość, nie jest rozpuszczalnikiem powszechnie stosowanym 42 w chromatografii. Sytuacja ta może jednak ulec zmianie, ponieważ obecnie większość producentów systemów chromatograficznych oferuje sprzęt zdolny pracować przy ciśnieniu ponad 1000 barów, więc wspomniana lepkość wydaje się nie być już takim problemem. Z doświadczenia wynika, że w wielu przypadkach zamiana acetonitrylu na metanol w składzie fazy ruchomej zmienia selektywność układu. Podobnie sprawa wygląda w przypadku etanolu. Chromatografia gazowa Chromatografia gazowa, w porównaniu do cieczowej, ze względu na fakt, że ewentualne użycie rozpuszczalników ogranicza się jedynie do etapu przygotowania próbek, już w założeniu posiada bardziej zielony charakter. Jak wiadomo technika ta wykorzystywana jest do badania substancji lotnych i półlotnych. Oczywiście, możliwe jest również upochodnianie nielotnych substancji nadające im lotny charakter. Jednak w tym ostatnim przypadku z punktu widzenia zielonej chemii, korzystniejsze byłoby bezpośrednie oznaczanie np. przy użyciu techniki LC/MS. Istotnym zagadnieniem w chromatografii gazowej, z punktu widzenia zielonej chemii, jest wybór gazu nośnego. Obecnie najpopularniejszym gazem nośnym jest hel, jednak jego pozyskanie jest znacznie droższe od pozyskania wodoru, który nie ustępuje helowi w jakości rozdziałów chromatograficznych. Co więcej, ze względu na właściwości wodoru, w porównaniu do analizy wykonanej przy użyciu helu, uzyskując te same rozdzielczości, analiza wykonana przy użyciu wodoru będzie o około 30% krótsza. Ze względów bezpieczeństwa, w większości laboratoriów, nadal używa się helu jako gazu nośnego, chociaż nowoczesne generatory wodoru gwarantują bezpieczeństwo, a dodatkowo, co jest bardzo korzystne z punktu widzenia zielonej chemii, do produkcji wodoru potrzebują jedynie wody i energii elektrycznej. Dodatkowo, używanie generatora eliminuje potrzebę transportu zbiorników, co nie jest bez znaczenia dla środowiska naturalnego. Inny z gazów – azot, mimo, iż porównywalnie tani jak wodór, w większości przypadków nie jest alternatywą dla w/w gazów z powodu powolnego transportu masy przez co analizy stają się znacznie dłuższe. Podobnie, jak w przypadku chromatografii cieczowej, dzięki zmniejszeniu średnicy wewnęLaborant Nr 3/2011 Chemia trznej kolumny GC można uzyskać krótsze czasy analizy. Zważywszy na fakt, że konsumpcja energii elektrycznej w trakcie analiz GC jest znacząca, to ograniczenie jej trwania korzystnie wpływa na zielony wymiar tej techniki. Dodatkowo, w odróżnieniu do chromatografii cieczowej, w przypadku GC zmniejszenie średnicy wewnętrznej kolumny powoduje zwiększenie sprawności układu, dzięki czemu możliwe jest użycie krótszej kolumny oraz skrócenie czasu analizy bez straty rozdzielczości. Co więcej, zmniejszając średnicę kolumny optymalna prędkość liniowa przepływu gazu zwiększa się, co daje kolejną możliwość skrócenia czasu analizy. Chromatografia z fazą ruchomą w stanie nadkrytycznym Chromatografia z fazą ruchomą w stanie nadkrytycznym (SFC) to technika znana od ponad 25 lat, ale dopiero od kilku lat na rynku dostępne są systemy, które spełniają ostre wymagania stawiane między innymi przez przemysł farmaceutyczny. Zasadniczą zaletą tej techniki jest fakt, że jako faza ruchoma w większości przypadków stosowany jest CO2 w stanie nadkrytycznym, a rozpuszczalniki organiczne stanowią wyłącznie rolę modyfikatorów fazy. Oczywiście, naturalną obawą, jeśli chodzi o zgodność tej techniki z zasadami zielonej chemii jest fakt, że CO2 jest gazem powodującym efekt cieplarniany, ale w rzeczywistości gaz stosowany w analizie odzyskiwany jest z procesów przemysłowych, więc ogólna jego pula się nie zwiększa. Co więcej, możliwa jest praca w obiegu zamkniętym, gdzie po analizie gaz jest odzyskiwany i ponownie sprężany, choć opłacalne jest to dopiero w skali półpreparatywnej i preparatywnej. Obecnie SFC stosowana jest głównie do oznaczeń związków chiralnych, jak alternatywa dla wyjątkowo toksycznych faz normalnych (heksan, heptan, octan etylu, chlorowcopochodne). Dodatkowo, dzięki właściwościom CO2 w stanie nadkrytycznym, sprawność układu na tej samej kolumnie jest wyższa, co pozwala na skrócenie czasu analizy. Kilka miesięcy temu firma Waters zaprezentowała nowy system tj. UPSFC (UltraPerformance SFC). Wykorzystano w nim zdobycze technologii UHPLC tj. kolumny z ziarnem o średnicy poniżej 2 µm i zoptymalizowany układ chromatograficznym pod kątem minimalizacji objętości martwych. Tak jak w przypadku chromatografii cieczowej pozwala on na kilkakrotne skrócenie czasu analizy i zmniejszenie zużycia odczynników. Zużycie najczęściej stosowanego modyfikatora fazy ruchomej – metanolu, na www.czasopismolaborant.pl jedną analizę nie przekracza 1 ml. Kolejną ważną zaletą stosowania CO2 jest łatwość usuwania fazy ruchomej w przypadku chromatografii preparatywnej, w porównaniu do klasycznej chromatografii cieczowej, a szczególnie z zastosowaniem faz odwróconych. Ograniczony został czas oraz ilość energii potrzebnej na odparowanie rozpuszczalników. Wszystkie te czynniki pozwalają nadać technice SFC miano przyjaznej dla środowiska. Przygotowywanie próbek Na etap przygotowania próbek przeważnie zużywa się największe ilości rozpuszczalników, a do tego najczęściej są to substancje najniebezpieczniejsze z punktu widzenia ekologii (w tym chlorowcopochodne), dlatego każda oszczędność w ich zużyciu jest korzystna. Obecnie coraz popularniejsze są techniki, w których zmniejszono lub całkowicie wyeliminowano potrzebę używania rozpuszczalników na etapie przygotowania próbek. Do takich technik zaliczyć można m.in.: ekstrakcję do fazy stałej (SPE), mikroekstrakcję do fazy stałej (SPME), dynamiczną ekstrakcję do fazy stałej (SPDE), ekstrakcję z użyciem ultradźwięków (UE), ekstrakcję płynem w stanie nadkrytycznym (SFE), mikroekstrakcję z wykorzystaniem włókna z osadzoną fazą ciekłą (LPME), mikroekstrakcję do fazy ciekłej wspomagana promieniowaniem mikrofalowym oraz wiele innych. Podsumowanie Zielona chemia stara się ograniczyć, a najlepiej wyeliminować zanieczyszczenia u źródła w celu ochrony zdrowia ludzkiego i środowiska naturalnego. W artykule zaprezentowano kilka najnowszych proekologicznych zdobyczy w dziedzinie chemii analitycznej, ale niestety rzeczywistość pracy analityka jest zazwyczaj odmienna. Dysponuje on najczęściej podstawowym wyposażeniem i wspomniane wyżej techniki pozostają jedynie w sferze marzeń. Jakkolwiek także on może uczynić krok w stronę zielonej chemii podejmując kilka prostych działań. Chodzi przede wszystkim o świadome planowanie i prowadzenie eksperymentów, np. przygotowywanie odpowiedniej ilości faz ruchomych, jeśli kolejne serie próbek badane są w dłuższych odstępach czasu (np. co kilka godzin) zmniejszanie przepływu fazy ruchomej, racjonalne czasy płukania i kondycjonowania aparatów. Ale chyba najważniejsza jest zasada, aby badania wykonywać raz a dobrze, kontrolować przebieg analizy na bieżąco by móc jak najszybciej interweniować. 43 Oprogramowanie Przystępniejszy HPLC – zalety programu LP-chrom opracowane przez serwis hplc.com.pl Wysokosprawny chromatograf cieczowy jest dziś jednym z podstawowych narzędzi pracy w laboratorium analitycznym oraz preparatywnym. Swój sukces zawdzięcza przede wszystkim częściowej bądź pełnej automatyzacji, nie tylko skracając znacznie czas pracy, ale także umożliwiając wykonywanie, w trakcie pomiaru bądź oczyszczania, innych czynności laboratoryjnych. Od chwili powstania pierwszego HPLC, producenci prześcigają się w udoskonalaniu swoich chromatografów, co obok pozytywnych aspektów, zaczęło przysparzać niemało kłopotów z coraz to bardziej skomplikowaną obsługą oraz nieintuicyjnym interfejsem. Obok wzrostu cen tych oprogramowań aby pokryć wysiłki programistów, konsekwencją stała się potrzeba prowadzenia dłuższych szkoleń, a pełna umiejętność obsługi wiązała się ze zwiększoną ilością czasu praktyk. Naprzeciw tym problemom stanęło oprogramowanie chromatograficzne LP-chrom®. Innowacyjność programu LP-chrom Aby w pełni zrozumieć zalety programu LP-chrom należy wziąć pod uwagę do jakich celów najczęściej wykorzystywane są 44 chromatografy cieczowe w laboratoriach. Praca laboratorium preparatywnego, bez względu czy jest to firma, instytucja naukowa czy uczelnia wyższa, polega głównie na otrzymywaniu zarówno nowych związków chemicznych, jak i już znanych celem wykonania dodatkowych badań lub wynalezienia nowej metody syntezy. Do osiągnięcia zamierzonego celu zwykle wystarcza zarejestrowanie chromatogramu przy ustalonych wartościach składu fazy ruchomej oraz warunków monitorowania, możliwość archiwizacji danych, a także także podstawowej integracji pozwa- lającej odczytać istotne dane, takie jak czas retencji. Analityk natomiast, aby oznaczać substancje chemiczne, potrzebuje przeważnie również tych samych funkcji. Tak więc oprogramowanie LPchrom koncentruje się wyłącznie na najpotrzebniejszych funkcjach, ignorując przy tym operacje czysto kosmetyczne. Wymagania systemowe, komunikacja i instalacja LP-chrom to ważąca zaledwie kilka megabajtów aplikacja, działająca na platformie Windows, począwszy od wersji 98. Niewielkie wymagania systeLaborant Nr 3/2011 Oprogramowanie mowe umożliwiają instalację nawet na starszych komputerach. Najniższa, przetestowana w warunkach laboratoryjnych konfiguracja komputera, na której LP-chrom działał bez zarzutu to procesor Intel Pentium III 500MHz, 128MB pamięci RAM, system Windows 2000 SP2 oraz port USB w wersji 1.1 Niewykluczone jednak iż nie sprawiałby problemu na niższych konfiguracjach. Ponieważ pliki metod oraz zapisanych chromatogramów są niewielkich rozmiarów, wymagana ilość miejsca na dysku jest minimalna. Niskie wymagania programu, osiągnięte przez programistów dzięki starannej optymalizacji kodu źródłowego, umożliwiają także jednoczesne działanie na komputerach obsługujący inny, wymagający sprzęt laboratoryjny (lub nawet wiele urządzeń jednocześnie). Program LP-chrom komunikuje się z urządzeniami poprzez miniaturowych rozmiarów, analogowo – cyfrowy przetwornik, podłączany do jednego tylko portu USB komputera, z którego jest też zasilany. Niewielka waga przetwornika umożliwia schowanie za obsługiwany sprzęt (np. poprzez przytwierdzenie do obudowy). Dzięki temu wszelkie okablowanie nie zajmuje dużo miejsca, tak jak dzieje się to w przypadku nowoczesnych urządzeń, podpiętych do niemałego switcha lub routera. Z niektórymi urządzeniami program łączy się poprzez dedykowane kable komunikacyjne. Każdy nowy szczęśliwy nabywca oprogramowania otrzymuje w pakiecie przetwornik lub dedykowane kable, w zależności od potrzeb. Instalacja oprogramowania trwa bardzo krótko, nie wymaga też od użytkownika żadnej szerszej wiedzy o komputerach. Podczas instalacji, praktycznie jedyną opcją nad którą musi zastanowić się użytkownik to czy utworzyć ikonę skrótu na pulpicie. LP-chrom podczas instalacji automatycznie konfiguruje ustawienia w zależności od sprzętu z którym będzie współpracować. Gdyby zaś zaszła potrzeba przyłączenia innego chromatografu (lub automatyczna konfiguracja zawiodłaby), wystarczy tylko w ustawieniach programu wybrać obsługiwany sprzęt z rozwijanego menu. Prostota tych operacji czyni użytkownika całkowicie niezależnym od serwisanta. okien ukazuje się zaraz po uruchomieniu. Tak więc użytkownicy przyzwyczajeni do takiego widoku, uruchamiając program LP-chrom po raz pierwszy mogą ulec raczej średniemu wrażeniu. Okno główne LP-chrom zawiera bowiem tylko kilka najważniejszych ikon przycisków, pozostałe opcje znajdują się w menu głównym programu, oraz pod prawym przyciskiem myszy (rys. 1). Takie rozwiązanie bardzo ułatwia pracę z HPLC. Tak więc program prawdziwie docenia się dopiero po wykonaniu pierwszych analiz. Rys 1. Okno główne programu LP-chrom po uruchomieniu Szerzej o możliwościach LP-chrom a) Zbieranie danych Poprzez przetwornik LP-chrom jest w stanie zebrać dane z dowolnego urządzenia posiadającego wyjście analogowe. Funkcja ta przydatna jest nie tylko dla detektorów HPLC (UV, konduktometryczne, fluorescencyjne), ale także znajduje zastosowanie przy GC, chromatografii kolumnowej oraz jonowymiennej. Jeżeli nie mamy pewności czy dane urządzenie takie wyjście posiada, wystarczy wykonać przyzwoitej rozdzielczości zdjęcie tyłu obudowy i wysłać za pomocą poczty elektronicznej zapytanie do producenta. Chromatogram rysowany jest na ekranie komputera w czasie rzeczywistym i jednocześnie zapisywany na dysku komputera, a rozpoczęcie monitorowania i zbierania danych uruchomić można ręcznie, lub poprzez zewnętrzny sygnał (np. z dozownika). Pierwsze wrażenie Najnowsza wersja programu przechwytuje także W wielu współczesnych, a także starszych programach do HPLC, mnóstwo kolorowych ikon oraz sygnał z wybranych detektorów cyfrowych. www.czasopismolaborant.pl 45 Oprogramowanie b) Sterowanie zestawami HPLC LP-chrom należy do nielicznej grupy programów w swojej klasie, umożliwiających obsługę wielu wybranych modeli chromatografów cieczowych. Obecnie skutecznie współpracuje ze starszymi urządzeniami takich firm jak Knauer, Kontron, Beckman (w tym Beckman System Gold) a także Gilson. Jednym z głównych kierunków rozwoju programu jest powiększanie listy obsługiwanych zestawów HPLC, włączając w to komponenty opcjonalne, takie jak autosampler (obecnie LP-chrom obsługuje m.in. autosampler firmy Waters). Co więcej, już w chwili obecnej możliwe jest łączenie, obsługiwanych przez program, komponentów HPLC różnych firm co znacznie ułatwi skompletowanie własnego zestawu, oraz powołanie do życia chromatografu, w którym trudna lub niemożliwa jest naprawa drobnej usterki, np. pompy lub mieszalnika. W tym miejscu warto nadmienić że starsze modele HPLC niczym nie ujmują trwałości i bezawaryjności obecnym modelom. Nawet po Rys 2. Okno bezpośredniego sterowania pompami posiada przycisk szybkiego resetowania przepływu, a także, w zależności od obsługiwanego sprzętu, możliwość ustawienia dolnego oraz górnego limitu przepływu. Rys 3. Okno ustawień detektora pozwala na włączenie oraz wyłączenie lampy, ustawienie długości fali, wyzerowanie wskazań oraz, w razie potrzeby, kalibrację. 46 Rys 4 . Różne możliwości przeglądania chromatogramów w programie LP-chrom. U góry: widmo otwarte w oknie głównym; po środku: dwa widma na podzielonym oknie głównym; u dołu: dodatkowa możliwość wyświetlenia w nowym oknie. Laborant Nr 3/2011 Oprogramowanie nadmiernej eksploatacji, wystarczy (gdy zajdzie taka potrzeba) wymienić elementy zużywalne, takie jak uszczelki czy zawory, po czym cieszyć się kolejnymi latami użytkowania. c) Przeglądanie chromatogramów Zarówno dla wygody jak i potrzeb użytkownika, LP-chrom umożliwia otwarcie chromatogramu w oknie głównym, lub zupełnie nowym (rys 4). Widma można na siebie nakładać, i to również w trakcie trwania pomiaru, pozwalając śledzić zmiany w czasie rzeczywistym. Dzięki temu nie trzeba czekać do zakończenia analizy aby porównać wybrane widma. d) Operacje na widmach Rysowane widmo automatycznie dopasowuje się do okna programu. Gdy zajdzie taka potrzeba, użytkownik ma do dyspozycji możliwość rozciągania, przesuwania a także powiększania wybranego fragmentu chromatogramu, również podczas trwania analizy. Operacji tych dokonać można wybierając odpowiednie opcje z menu pod prawym przyciskiem myszy (rys. 1), lub przesuwając kursorem po osiach X oraz Y, z jednoczesnym przytrzymaniem klawisza Ctrl dla rozciągania lub Shift dla przemieszczania. Użytkownik musi jedynie wprowadzić wartości udziału procentowego składników fazy ruchomej (tryb gradientowy) oraz przepływu w zależności od zadeklarowanego czasu, praktycznie bez ograniczeń w ilości kroków. W polu “Comments” można również dodać opcjonalny komentarz. Utworzone w ten sposób metody można zapisać na dysku twardym komputera. Jeżeli do systemu podłączony będzie wspomniany wcześniej autosampler, każdą próbkę można analizować w innej, utworzonej wcześniej metodzie. W trybie pracy izokratycznej z jednym tylko eluentem, jedynym parametrem który może zostać poddany zmianie w czasie to wartość przepływu. Natomiast jeżeli LP-chrom ma za zadanie zbierać tylko dane, bez obsługi pomp, tworzenie metody ogranicza się jedynie do zadeklarowania czasu zbierania danych. Rys. 6. Klasyczna tabela tworzenia metody. f) Integracja Program pozwala na podstawową integrację zarejestrowanych widm chromatograficznych. Wyniki integracji przedstawiane sa na wykresie, oraz w tabeli raportów (tabela raportów znajduje się pod oknem chromatogrmu, i domyślnie jest wyłączona. Możliwość włączenia tabeli znajduje się w menu głównym programu). W oknie opcji integracji Rys. 5. Opcje znajdujące się pod prawym przyciskiem myszy można ustawic minimum wysokości sygnałów pozwalające na rozciąganie widma, powiększanie wybranego obszaru które mają zostać zanalizowane. Pozwala to na odoraz przesuwanie na wykresie filtrowanie wszelkich mniejszych zanieczyszczeń oraz niedostatki zużywających sie kolumn chroe) Proste tworzenie metod matograficznych. Możliwe jest także wybranie do W programie do tworzenia metody zastoso- czterech niezależnych regionów na widmie, które wano klasyczne rozwiązanie tabeli przyrostu czasu. będą integrowane. www.czasopismolaborant.pl 47 Oprogramowanie w formacie PDF, który jest najdoskonalszą metodą przesyłania widm poprzez pocztę elektroniczną, oraz umożliwia łatwe publikowanie w Internecie. h) Eksport do .txt, .jpg Opcja eksportu chromatogramu to pliku tekstowego pozwala na otwarcie i edycję w innych programach. Natomiast pliki obrazkowe .jpg (lub .tif, .bmp, .png) umożliwiają łatwe zamieszczenie w publikacji bądź prezentacji multimedialnej. Rys. 7. Okno opcji integracji w programi LP-chrom. g) Drukowanie Opcja drukowania pozwala na utworzenie archiwum w postaci papierowej, lub dołączenie widma do pisemnych protokołów analiz. Użytkownik ma do dyspozycji możliwość wydruku samego widma lub raportu, a także obu opcji jednocześnie. Dodatkowo LP-chrom doskonale współpracuje z zewnętrznymi wtyczkami do tworzenia plików Rys. 8. W menu proramu LP-chrom wybrać można możliwość wydruku samego widma lub raportu, oraz jednego i drugiego jednocześnie. i) Wiele instancji Aby oszczędzić miejsce na stole laboratoryjnym i/lub fundusze na zakup nowego komputera, LP-chrom może sterować do czterech urządzeń jednocześnie. Jest to możliwe poprzez uruchomienie więcej niż jednej instancji programu. Na popularnych dziś panoramicznych monitorach, ustawienie dwóch okien programu obok siebie praktycznie nie wpływa na wygodę użytkowania. Rozwój LP-chrom LP-chrom to niewątpliwie jeden z najszybciej rozwijanych programów chromatograficznych na świecie. Aktualizacje pojawiają się kilka razy do roku. Głównym kierunkiem rozwoju jest powiększanie gamy obsługiwanych urządzeń. Drugim priorytetem jest dodawanie kolejnych funkcji, zgodnie z życzeniami naszych dotychczasowych klientów. Podsumowanie LP-chrom w swoich pierwszych kompilacjach dedykowany był głównie dla mało wprawionych chromatografistów, rozpoczynających przygodę z HPLC oraz na pracownię studencką. Obecnie może być śmiało polecany do każdego laboratorium do zastosowań półprofesjonalnych. Obecnie LP-chrom wykorzystywany jest w wielu placówkach naukowych oraz firmach. Oferta specjalna Kupując wybrane chromatografy cieczowe z serwisów hplc.com.pl oraz hplc24.pl, program LP-chrom do sterowania oraz zbierania danych otrzymają Państwo gratis 48 Laborant Nr 3/2011
