Pobierz streszczenie

Wstęp
Trudno wskazać sferę aktywności człowieka, w której procesy biotechnologiczne nie
mają zastosowania. Inaczej mówiąc, występują one w bardzo wielu dziedzinach działalności, jak: produkcja żywności, synteza leków i paraleków, produkcja (synteza) różnych substancji chemicznych, oczyszczanie wody i ścieków, produkcja biopaliw, biogazu, usuwanie zanieczyszczeń w środowisku po awarii, np. poprzez proces bioremediacji, oczyszczanie gazów odlotowych za pomocą biofiltrów i bioskruberów itp.
Zarówno surowce, jak też produkty finalne wymagają oceny, badania składu
i zawartości zanieczyszczeń. Także produkty poszczególnych etapów procesu biotechnologicznego wymagają oceny, jak również niezbędna jest kontrola parametrów
procesów celem dokonywania ich korekty, zmiany proporcji surowców i podobnych
działań, aby poszczególne etapy przebiegały w warunkach optymalnych, a wydajność całego procesu była zbliżona do wartości maksymalnej.
Europejska Federacja Biotechnologii przyjmuje definicję, według której biotechnologia to „integracja nauk przyrodniczych i inżynieryjnych w celu zastosowania organizmów, komórek i ich części oraz molekularnych analogów do pozyskania
dóbr i usług”. Dobra te i usługi uzyskuje się w procesach takich, jak: biosynteza,
biodegradacja, biotransformacja, fermentacja, biohydroliza i bioługowanie. Wszystkie te procesy, a także ich etapy wymagają kontroli. Czasem pełna kontrola obejmuje
surowce, półprodukty, produkty, a także efekty obróbki poprodukcyjnej: wyizolowanie i oczyszczanie produktów, zagospodarowanie odpadów. Zastosowanie tutaj
mają wszelkie metody analizy fizykochemicznej, a szczególnie metody instrumentalne z zastosowaniem współczesnej aparatury, np.: chromatografia gazowa, wysokosprawna chromatografia cieczowa, spektroskopia atomowa emisyjna i absorpcyjna,
spektroskopia molekularna, a przede wszystkim metody elektrochemiczne, szczególnie techniki potencjometryczne w kontroli procesów biotechnologicznych. Bezpośrednie techniki potencjometryczne z zastosowaniem elektrod jonoselektywnych
umożliwiają oznaczanie składników złożonej próbki w czasie rzeczywistym (monitoring w czasie rzeczywistym – pomiar in situ), eliminując często konieczność pobierania i przygotowywania próbki do analizy. Do zalet tych urządzeń można ponadto zaliczyć: niski koszt analizy, krótki czas odpowiedzi, wysoką selektywność
oraz szeroki zakres pracy przy zadowalającej dokładności i precyzji. Z tych powodów sensory (czujniki) potencjometryczne znalazły szerokie zastosowanie nie tylko
w analizie biotechnologicznej, ale także klinicznej, biologicznej oraz w ochronie
7
środowiska. Podobnie metody chromatograficzne i spektroskopowe wykorzystywane są do pomiarów w linii produkcyjnej lub w reaktorze.
Niniejsze opracowanie ma za zadanie przybliżenie zagadnienia zastosowania
wybranych metod analizy instrumentalnej poprzez zaproponowanie do wykonania
odpowiednich ćwiczeń laboratoryjnych, które reprezentują poszczególne metody.
Każdy rozdział zawiera część teoretyczną (wprowadzenie) oraz część praktyczną,
czyli pełne instrukcje do ćwiczeń, łącznie z opracowaniem wyników metodą komputerową. Wszystkie ćwiczenia zostały przeprowadzone i sprawdzone z wykorzystaniem współczesnej aparatury: chromatografów (GC, HPLC), spektrometrów
do absorpcji i emisji atomowej, spektroskopii molekularnej i aparatury do metod
elektrochemicznych.
Recenzentowi opracowania Panu prof. dr hab. inż. Andrzejowi Mizerskiemu
składam serdeczne podziękowania za wnikliwe przeczytanie całości pracy i za życzliwe uwagi, które przyczyniły się do podniesienia poziomu niniejszego podręcznika.
Dziękując za zainteresowanie niniejszym opracowaniem, proszę jednocześnie
o wszelkie uwagi, które mogą przyczynić się do poprawienia i wzbogacenia jego
kolejnej edycji.
Marian Kucharski
8