گزارش کارهای آزمایشگاهی

ضمن عرض خیر مقدم خدمت کاربران گرامی،

احتراما به استحضار می رساند، تعداد وبلاگ های داخلی اینجانب فقط 2 عدد می باشد، که به جهت سهولت در انجام کار دانشجویان گرامی و دسترسی به بخشی از گزارش کار های اینجانب در دوره کارشناسی و همچنین عدم اتلاف در زمان و هزینه ها، تنها بخشی از فصل های دروس آزمایشگاهی در هر واحد درسی به دانشجویان علوم پایه، زیست شناسی سلولی و ملکولی، پیراپزشکی و رشته های وابسته در مقطع کارشناسی تقدیم میگردد. (فايل هاي ارايه شده فقط بخشي از گزارش كارهاي واحد هاي درسي مي باشد و متاسفانه گزارش كارهاي درس ايمونولوژي و هماتولوژي كه در مجموع 20 واحد بودن رو پيدا نكردم)

لازم به ذکر است، به هیچ عنوان منابع دیگری که به اسم بنده و با نام کاربری بنده در فضای مجازی به صورت وبلاگ یا سایت های داخلی و خارجی با پسوند و پیشوند های مختلف و با عناوین و مطالب نامناسب (تصاویر و عکس های فتوشاپ شده) تهیه، تنظیم و ایجاد شده اند، متعلق به بنده نیستند.

لینک و آدرس 1 عدد وبلاگ دانشگاهی :

ISIC

لینک و آدرس 1 عدد وبلاگ شخصی :

Blogfa

حق کپی برداری و نشر مطالب (به اسم خودتان) کاملا آزاد است.

هیچکدام از گزارش کارها در این دو عدد وبلاگ پولی نبوده و به صورت رایگان و آزاد در اختیار دانشجویان گرامی قرار میگیرد، خواهشمنداست بعد از نشر مطالب به نام خودتان مبلغی از دانشجویان جهت دانلود مطالب دریافت نکنید.

What is pharmaceutical engineering

Pharmaceutical engineering is a branch of engineering focused on discovering, formulating, and manufacturing medication, analytical and quality control processes, and on designing, building, and improving manufacturing sites that produce drugs.

 

Pharmaceutical engineering covers all parts of drug manufacturing, from designing a new facility to optimising manufacturing processes and perfecting packaging solutions. One of the most important distinctions between pharmaceutical engineering and other branches of engineering is the pharmaceutical industry’s strict requirements for good manufacturing practice (GMP). To excel as a pharmaceutical engineer, you must be able to handle the increasingly complex risk-based GMP demands from early conceptual design, qualification and validation to practical development implementation and execution of a pharmaceutical quality system

hamed aghazadeh

At NNE, we focus on four expertise areas that together covers the practices of pharmaceutical engineering

Biotech and API

Oral solid dosage

Fill and finish

Assembly and pack

 

 

Biotech and API active pharmaceutical ingredient

On a basic level, drugs consists of two parts: the active pharmaceutical ingredient (API) and the chemically inactive excipient, for instance lactose or sesame oil. The API in drugs can be synthetic, biotechnological or a combination of the two

Biotech, and particularly the field of biopharmaceuticals, is growing fast and will constitute more than 50% of the pharmaceutical drug market by 2020. Biopharmaceuticals include a broad range of types requiring different production technologies. Most manufacturing methods utilise either microbial or mammalian expression systems, but other systems are utilised for specialised products such as vaccines. Additionally, the industry is facing new challenges, based on the introduction of new and increasingly complex pharmaceuticals such as antibody drug conjugates (ADC). These require facilities that are capable of handling both biologics and potentially very potent (toxic) small molecules at the same time 

Thus, facilities of the future need to be built in a flexible way to support a broad range of manufacturing technologies as well as volume requirements. These requirements range from extremely small volumes needed for personalised medicine, a few hundred kilos for orphan drugs, and tons of products for common diseases like diabetes, arthritis and certain types of cancer

> Read more about Biotech and API

 

 

OSD oral solid dosage

The most common way of delivering an active pharmaceutical ingredient today is through a tablet, which we call an oral solid dosage OSD

Manufacturing facilities for OSD products are still the most common pharmaceutical manufacturing facilities. However, most of the traditional blockbuster OSD products are now off-patent. New OSD products – which are of a higher potency - are typically for smaller volumes, requiring a high flexible manufacturing set-up

OSD manufacturers are facing pressure on all sides to make production more cost-effective. New high-potency drugs are launched every year, with innovative delivery platforms such as sustained release, sprays and chewing gum entering the market. Simultaneously, generic manufacturers are increasing their production capacity, while there is a general shift to produce in emerging markets. Moreover, regulatory requirements and health, safety and environmental standards continue to grow

In addition to flexibility and cost effectiveness, a key priority for OSD manufacturers is to ensure that the facilities meet current regulatory requirements. Since many new products are highly potent, both regulatory requirements and OHS and EHS requirements are also high

> Read more about OSD

 

 

Fill and finish

In pharma manufacturing, sterility and correct dosage are very important. Because of this, the actual filling of the pharmaceutical product on vials, syringes or blister packages is a highly critical part of the manufacturing process

Fill finish has historically been an area with a focus on “proven solutions” and less innovation. However this is changing due to shifts in the pharmaceutical industry.

A growing trend of small batch sizes is pushing manufacturers to increase the level of flexibility of aseptic production. Processes need to accommodate multiple products – products which are high in value, very sensitive, highly potent and produced in smaller batch sizes. This brings about a need for facilities that can provide more flexibility, decrease investment costs and increase productivity for smaller batch sizes format change, cleaning, sterilisation, maintenance, qualification etc

In addition, preventing particle and microbiological contamination remains as important as ever. Next generation biotech products will require state-of-the-art barrier technology for their aseptic fill and finish operation, since regulatory authorities to a growing extent demand physical separation of the product from the operator

Furthermore, due to their high value and/or high product sensitivity, new products typically pose major demands on the primary packaging material driven by quality. The core objective is to minimise the number of rejects during production. Other challenges are linked to the increased use of devices.

> Read more about Fill and Finish 

 

 

Assembly and pack

Although not as critical as product filling, optimised assembly and packaging processes can be a crucial differentiator when it comes to price. Furthermore, pharma manufacturers also need to factor in new requirements for tracking pharmaceutical products across the world

The modern pharmaceutical packaging world prompts challenges that significantly influence manufacturing costs. With the future demand for compliance, quality and tracking of products, things are becoming increasingly complex. Furthermore, the trends of serialisation, late stage customisation and patient centricity indicates an increase in stock keeping units which again will impact efficiency.

Therefore techniques, assembly and packaging disciplines and organisations have to adapt in order to stay competetive with unit cost. Ultimately the ability to scale and design these processes and operations gives competetive edge in the pharma industry

Flexibility versus dedication and changeover versus run time are crucial design elements, together with the development of packaging concepts. Choosing the right presentation and product design that matches standard platforms and solutions for optimal order execution for all markets will be key to success. To fulfil current and future business targets in the pharma industry, there is a need to balance product segmentation, from low volume/high price to high volume/low price, with a reliable supply of drugs

> Read more about Assembly and Pack 

مهندسی داروسازی (مجموعه بیوتکنولوژی و داروسازی)

رشته مهندسی داروسازی در ایران، از مقطع کارشناسی ارشد و تنها در دانشگاه تهران پذیرش داشته و در مقطع دکتری تخصصی فعلا در ایران پذیرشی وجود ندارد ولی در مقطع دکترا تخصصی دارای رشته های امتحانی مجاز به انتخاب رشته که بر اساس مقررات حق شرکت در آن برای این رشته وجود دارد شامل داروسازی هسته ایی، بیوتکنولوژی دارویی، نانو فناوری دارویی و زیست مواد دارویی برای کد رشته های وزارت بهداشت (دارای شرایط) و برای کد رشته های وزارت علوم (بدون شرایط خاص) در دفترچه مربوط قابل مشاهده است.         

                         

مهندسی داروسازی با هدف به کار گیری علوم و فنون جدید مهندسی در طراحی دستگاهها, خطوط فرآیند و تولید مواد دارویی برنامه ریزی و ایجاد گردیده است. این گرایش جنبه های تئوری و عملی طراحی را که شامل طراحی واحدهای فرآیند، طراحی خطوط مختلف آماده سازی، فرآوری، کنترل و بسته بندی مواد دارویی و همچنین طراحی کارخانجات تولیدی صنایع داروسازی می باشد را مورد توجه قرار می دهد. این دوره آموزشی-پژوهشی با اهداف زیر تشکیل می گردد: آموزش مهندسین شیمی به منظور توسعه، راهبری، بهره برداری و طراحی فرآیند های صنعت داروسازی و صنایع جانبی آن برای تولید مواد دارویی (Bulk Drugs)، الگوهای استفاده از مواد موثره در تولید دارو (Dosage forms) تولید مواد شیمیایی خیلی خالص دارویی (Fine chemicals) و فرآیندهای بیوتکنولوژیکی کاربردی در صنایع داروسازی می باشد.

 صنعت دارویی کشور، به عنوان یکی از صنایع بزرگ و حیاتی، در مقایسه با دیگر صنایعی که محصولات پیچیده ای تولید می نمایند در حال حاضر از شالوده مهندسی ضعیف تری برخوردار است که این وضعیت درخیلی از کشورهای جهان، حتی در کشورهای پیشرفته نیز مشاهده می گردد. این وضعیت ساده و سنتی به خاطر وجود ارزش افزوده بالا در تولیدات این صنعت دیگر قابل قبول نبوده بلکه وجود پارامترهایی نظیر ایمنی، کیفیت بالا، خلوص، هزینه های بالای راهبری و محافظت های زیست محیطی، لزوم توجه علمی به صنعت و عنایت مضاعف به تحقیقات را بطور آشکار طلب می نماید

اعمال استانداردهای جدید و سخت توسط دولت ها، باعث شده است که تکنولوژی های موجود جوابگوی استانداردها و نیازها نباشد و این در حالیست که صنعت تولید مواد شیمیایی خیلی خالص دارویی و الگوهای استفاده از مواد موثره در تولید مواد اولیه دارویی و دارو از نبودن یک پایه مهندسی قوی رنج می برند. در حقیقت مقررات جدید در صنعت داروسازی طوری وضع شده اند که فرآیندهای ساخت در ثبت داروهای جدید تضمینی نبوده و نیاز به بازبینی و اصلاح پیوسته روش ساخت دارند، لذا جهت تحقق این امر گزینه دیگری غیر از تربیت نیروهای متخصص و ماهر در این زمینه وجود ندارد.

 چندین دهه است که رشته مهندسی شیمی از چارچوب کاملاْ سنتی خود پا فراتر گذاشته و به فرم دانش های به هم پیوسته متشکل از پدیده های انتقال، ترمودینامیک، شیمی، سینتیک و … در آمده است . در سالهای اخیر این علوم آنچنان توسعه یافته اند که ابزارهای قوی علمی بوجود آمده از ماحصل پیشرفت های وسیع علمی این امکان را به بشریت داده است که دانش به دست آمده در یک زمینه از علوم طبیعی به راحتی در زمینه های دیگر قابل استفاده باشد. چنین انگیزه ای در مهندسی شیمی باعث گسترش اندیشه ها و زمینه های کاملاً نو و جدیدی گردیده است که از جمله آنها می توان به مهندسی داروسازی که در ارتباط تنگاتنگ با علوم زیستی است اشاره نمود. یک برنامه جامع داروسازی می تواند شکوفایی بخش های قدیمی صنعت داروسازی در تولید انبوه و الگوهای مصرف مواد موثره دارویی را به ارمغان آورد. با گشایش این رشته تحصیلی در دانشگاه، در کوتاه مدت، بنیه علمی صنعت داروسازی تقویت شده و فارغ التحصیلان قادر خواهند بود نیازهای تحقیقاتی این صنعت را در بخش مهندسی شناسایی و راهکارهای مناسب عرضه نمایند. از نقطه نظر آموزشی این امیدواری وجود دارد که دانشجویان با استعداد جذب این دوره شده تا با فراگیری روش های علمی و عملی به یاری صنعت بشتابند.

 

دروس ، ضرایب امتحانی، مجموعه و زیر مجموعه ها:

چارت مهندسی داروسازی :

این گرایش همانند سایر گرایش ها ۳۲ واحد دارد که از این ۳۲ واحد، ۲ واحد مربوط به سمینار و ۶ واحد مربوط به پایان نامه است. ۲۴ واحد باقی مانده شامل دروس زیر است که می توان به طور انتخابی مطابق با چارت پیشنهادی دانشگاه انتخاب کرد و همچنین درس 3 واحدی فارماسیوتیکس به عنوان واحد جبرانی باید به صورت اجباری برای تمام دانشجویان این رشته سپری شود.

hamed aghazadeh

 

دروس اجباری: سینتیک و طراحي راكتور پيشرفته، طراحي فرآيندهاي صنايع دارويي، رياضيات مهندسي پيشرفته، پديده هاي انتقال در صنايع داروسازي، و تكنولوژي پودر.

دروس اختیاری: اصول استخراج و خالص سازي مواد موثر دارويي، استریلیزاسیون، مدل سازی و شیبه سازی در صنایع داروسازی، آزمایشگاه تکمیلی فرایند های داروسازی، کنترل فرایند و اتوماسیون در صنایع دارویی، طراحي آزمايش ها و آمار كاربردي، بزرگنمايي دستگاه ها، فرايند اختلاط، سيستم هاي نوين داروسازي. فراوری شیمیایی داروها و مواد خالص دارویی، فراوری دارویی الگوی دزهای دارویی، سیستم های کنترل انتقال دارو

 دروس جبرانی (اجباری): فارماسیوتیکس



با توجه به اینکه امکان تدریس و انتخاب همه ی دروس اختیاری در دانشگاه برحسب نیاز واحد نمی باشد لذا حتما حتما و حتما باید جهت آموختن برخی از موارد ذکر شده در مراکز، سازمان ها، موسسات و مجتمع های خارج از دانشگاه اقدام به فراگیری آن ها نمایید. ولی دیگه مثل من گند نزنید به معدلتون.

 

 دکتری مهندسی داروسازی :

از نظر ادامه تحصیل در مقطع دکتری تخصصی مهندس داروساز داخل کشور پذیرش ندارد. اما به دلیل جایگاه بالای این رشته در سایر نقاط جهان از نظر شرایط اپلای (ادامه تحصیل در خارج از کشور) جایگاه خیلی خوبی دارد.

 

ظرفیت پذیرش گرایش مهندسی داروسازی:

گرایش مهندسی داروسازی در مقطع کارشناسی ارشد پذیرش بسیار محدودی دارد. در حال حاضر تنها دانشگاه دارای گرایش مهندسی داروسازی در مقطع ارشد دانشگاه تهران است که مجموع پذیرش های سالانه ی روزانه و شبانه و روزانه شهریه پرداز یعنی پردیس البرز دانشگاه تهران آن (محل تحصیل مشترکا دانشکده مهندسی شیمی و دانشکده داروسازی) که لغو شد کمتر از 5 نفر است.

راکتور های شیمیایی در طراحی فرآیندها

 

 

موضوع:

 

راکتور های شیمیایی در طراحی فرآیندها 

 

 

بهار  1395

 

 

 

رآکتور شیمیایی یا واکنشگاه شیمیایی

 وسیله‌ای است که در آن یک واکنش شیمیایی انجام می‌شود و طی آن مواد اولیه خام به محصولات تبدیل می‌شوند.

طراحی و بهره‌برداری از رآکتورهای شیمیایی از جمله مهمترین وظایف متخصصین صنایع شیمیایی از جمله مهندسین شیمی است. طراحی رآکتور شیمیایی نیازمند شناخت درست از واکنش شیمیایی انجام گرفته در رآکتور است و برای این منظور تسلط بر علومی چون ترمودینامیک شیمیایی، سینتیک شیمیایی و ریاضیات ضروری است.

رآکتورهای شیمیایی می‌توانند در ابعاد بزرگ و برای مصارف صنعتی و یا در ابعاد کوچک جهت کاربردهای آزمایشگاهی و تحقیقاتی ساخته و تولید شوند. همچنین جنبه‌های اقتصادی نیز بر طراحی بهینه رآکتور تاثیر گذار است. از جمله صرف هزینه کمتر برای طراحی رآکتور کاراتر و کوچکتر، صرف انرژی کمتر برای تولید محصول بیشتر، رساندن مواد اولیه به بیشترین درصد تبدیل و بالا بردن راندمان فرآیند و ... .

در طراحی رآکتورها پارامترهای زیادی از جمله:زمان اقامت(\tau)، حجم(V)، دما(T)، فشار(P)، غلظت گونه‌های شیمیایی(C۱,C۲,C۳,...,Cn)، ضریب انتقال حرارت (U, h)، سرعت واکنش (r) و ...، دخالت دارند. رآکتورهای شیمیایی بر اساس نوع واکنش و موارد کاربرد در اشکال مختلف و با جزئیات خاص طراحی می‌شوند که پیچیدگی آن‌ها را زیاد می‌کند. اما می‌توان رآکتورها را در چند دسته بزرگ و کلی از جمله رآکتورهای پیوسته و ناپیوسته، رآکتورها سیال بستر و یا ثابت بستر، رآکتورهای لوله‌ای و مخزنی و یا رآکتورهای همگن و ناهمگن، طبقه بندی کرد. رفتار رآکتورها معمولاً با معادلاتی موسوم به معادله رآکتور مطرح می‌شود که برای گونه‌های مختلف رآکتور متفاوت بوده و رابطه ریاضیاتی بین پارامترهای موثر در رآکتور را بیان می‌کند.

 

 

مفاهیم واکنش‌های شیمیایی

واکنش شیمیایی فرآیندی است که طی آن یک یا چند ماده به مواد دیگر تبدیل می‌شوند. مواد اولیه موادی با ارزش اقتصادی کمتر می‌باشند و در عوض محصولات موادی با ارزش بالاتر است. درک سینتیک و ساز و کار واکنش یکی از نکات مهم در طراحی رآکتورهای صنعتی است. معادله سرعت،تعادلی بودن یا نبودن، فاز مواد درگیر در واکنش (جامد، مایع، گاز)، گرماگیر یا گرماده بودن و همچنین اثر کاتالیزور بر واکنش، از جمله مهمترین نکاتیست که در طراحی رآکتور حائز اهمیت است.[۱]

 

 

سینتیک واکنش

 

سینتیک واکنش شیمیایی عبارت است از بررسی ساز و کار انجام یک واکنش شیمیایی. علم سینتیک شیمیایی به طور کامل به نحوه انجام واکنش، واکنش‌های جانبی، مواد واسط تولیدی و بسیاری از جزئیات یک واکنش می‌پردازد. سرعت واکنش و بستگی آن به غلظت گونه‌های درگیر در واکنش با استفاده از رابطه‌ای به نام معادله سرعت[واژه‌نامه ۲] بیان می‌شود. به طور کلی تغییر غلظت[واژه‌نامه ۳] گونه‌ای موجود در واکنش در واحد زمان را سرعت واکنش نسبت به آن ماده تعریف می‌کنند مثلاً برای واکنش ساده A → B معادله سرعت به صورت زیر است:[۲]

r_A=\frac{d[A]}{dt}

معادله سرعت واکنش را می‌توان به شکل زیر هم بازنویسی کرد. باید توجه داشت که در معادله زیر علامت منفی به طور قرار دادی نشان دهنده مصرف گونه A است. به همین ترتیب برای تولید گونه B از علامت مثبت استفاده می‌شود.

-r_A=k[A]^n

در این معادله k عددی ثابت است که به «ثابت سرعت واکنش» معروف است و عدد k بزرگتر نشان‌دهنده واکنش سریع‌تر است. همچنین n میزان بستگی سرعت واکنش به غلظت A را نشان می‌دهد که به درجه واکنش نسبت به گونه A معروف است. این پارامتر معمولاً عددی بین صفر تا ۳ است. همچنین اگر گونه‌های واکنش‌دهنده بیش از یکی باشد، از جمع توان‌های واکنش‌دهنده‌ها، درجه کلی واکنش حاصل می‌شود. روش‌های گوناگونی برای به دست آوردن این معادلات وجود دارد؛ اعم از روش‌های تئوری و یا استفاده از داده‌های آزمایشگاهی.[۳]

 

 

ترمودینامیک واکنش

 

بررسی واکنش‌ها از نظر انرژی، در حوزه مباحث ترمودینامیک شیمیایی است. گرماگیر و یا گرماده بودن واکنش و میزان انرژی تبادل شده در واکنش از نکات مهم در این علم است. اهمیت این مسئله از آن جهت است که برای رآکتورها می‌باید سیستم‌های گرمایش و یا سرمایش طراحی شود تا تبادل انرژی به خوبی انجام شود. وجود هر نوع اشکال و یا محاسبات نادرست در سیستم تبادل انرژی موجب اخلال در انجام واکنش، کیفیت محصول، مقدار محصول و حتی خطر جانی و مالی می‌شود. به عنوان نمونه در واکنش‌های گرماده شدید، در صورتی که گرمای تولید شده در واکنش به خوبی تبادل نشود، افزایش بی‌رویه دما داخل رآکتور می‌تواند منجر به افزایش حجم و بالارفتن فشار شود، همچنین در واکنش‌هایی که با تولید گاز شدید انجام می‌شوند، ممکن است موجب انفجار شود.[۴]

 

 

اثر کاتالیزورها و بازدارنده‌ها بر واکنش

 

طرحی از یک فرآیند کاتالیزوری سیال بستر. در سمت راست رآکتور شیمیایی و در سمت چپ واحد بازیابی کاتالیست قرار دارد.

کاتالیزورها موادی هستند که با دخالت در واکنش و تغییر مسیر واکنش، سرعت واکنش را بالا می‌برند.[واژه‌نامه ۴] از کاتالیزورها در واکنش‌هایی که در شرایط معمول با سرعت پایین انجام می‌شوند استفاده می‌شود. در نقطه مقابل مواد دیگری به نامبازدارنده‌ها وجود دارند که مانند کاتالیست هستند با این تفاوت که افزودن آن به واکنش موجب کندی و حتی توقف واکنش می‌شود. بازدارنده‌ها به طور ویژه در صنایع پلیمر و برای کنترل فرآیندهای پلیمراسیون در رآکتور شیمیایی کاربرد دارد. کاتالیزورها و بازدارنده‌ها می‌توانند به صورت همگن با فاز مواد درگیر در واکنش مصرف شوند که به واکنش‌های کاتالیستی همگن[واژه‌نامه ۵] معروف هستند. واکنش‌هایی که کاتالیست و مواد درگیر در واکنش در یک فاز قرار ندارند به واکنش‌های کاتالیستی ناهمگن[واژه‌نامه ۶] معروف هستند.[۵]

این مواد معمولاً با درصد بسیار پایین و به اشکال مختلف در فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرند. ممکن است کاتالیزور یا بازدارنده به صورت ثابت در رآکتور شیمیایی قرار داشته باشد و مواد واکنش‌دهنده پس از تماس با آن خارج شوند. در نقطه مقابل ممکن است این مواد به صورت پودر یا اشکال دیگر به داخل رآکتور تزریق و سپس از آن خارج شوند. به عنوان نمونه در فرآیند کراکینگ کاتالیزوری سیال بستر، کاتالیست زئولیت به صورت پودر به داخل رآکتور تزریق می‌شود. پس از اشباع شدن کاتالیزور، همراه با فرآورده‌ها از فرآیند خارج و پس از جداسازی و بازیابی مجدداً به داخل رآکتور تزریق می‌شود. به این ترتیب این چرخه دائماً ادامه پیدا می‌کند و کاتالیزور در فرآیند مرتباً در گردش است.[۶]

انواع واکنش‌ها

توجه به ماهیت و نوع واکنش نیز در طراحی رآکتور از اهمیت بالایی برخوردار است. مثلاً در واکنش‌های یک‌طرفه تقریباً تمام مواد واکنش‌دهنده با نسبت‌های استوکیومتری مشخص مصرف می‌شوند. اما در واکنش‌های تعادلی در یک سیستم بسته، در دما و فشار مشخص، مواد اولیه و مواد تولیدی پس از مدتی با یکدیگر به تعادل می‌رسند، یعنی با گذشت زمان، غلظت مواد دچار تغییر نشده و مقداری از مواد اولیه به صورت واکنش نداده در سیستم باقی می‌ماند.[۷] رفتار واکنش‌های تعادلی با اصلی به نام اصل لوشاتلیه بررسی می‌شود.[۸]

A\leftrightharpoons B

 

در واکنش‌های رقابتی یک یا چند واکنش جانبی، که منجر به تولید مواد بلاستفاده می‌شود، در کنار واکنش اصلی رخ می‌دهد. در این نوع واکنش‌ها باید پارامترهای فرآیند طوری طراحی شود که بیشترین مقدار ممکن از ماده مطلوب تولید شود.[۹]

\begin{cases}
A\longrightarrow B \\
A\longrightarrow C
\end{cases}

همچنین در واکنش‌های سری چند واکنش پشت سر هم انجام می‌شود تا محصول نهایی تولید شود. به عبارتی واکنش کلی از ترکیب چند واکنش به وجود می‌آید. در این نوع واکنش‌ها، سرعت کلی واکنش به سرعت کند ترین واکنش بستگی دارد.[۱۰]

\begin{cases}
A\longrightarrow B \\
B\longrightarrow C
\end{cases}

 

مفاهیم بنیادی راکتورها

 

یک راکتور شیمیایی در ابعاد بزرگ برای تولید صنعتی

 

 

یک رآکتور شیمیایی در ابعاد کوچک جهت تحقیقات آزمایشگاهی

رآکتورهای شیمیایی محلی برای انجام یک واکنش شیمیایی هستند. رآکتورها می‌توانند جهت تولید انبوه مواد شیمیایی، دارویی و مواد پتروشیمی و در واحدهای صنعتی بزرگ به کار گرفته شوند و یا جهت انجام مطالعات و تحقیقات و در ابعاد کوچک به کار بروند.

طراحی رآکتورها با توجه به مکانیسم واکنش و همچنین نوع واکنش و فاز مواد درگیر در واکنش متفاوت است. در طراحی رآکتورهای شیمیایی برخی از پارامترها مانند دما، فشار و دبی مواد ورودی و خروجی، توسط طراح قابل تغییر است. اما برخی پارامترها مانند ماهیت واکنش، گرماگیر یا گرماده بودن، ایجاد گاز و یا تغییر در حجم مواد، از جمله مواردیست که به طبیعت واکنش مربوط بوده و در اختیار طراح قرار ندارد. از مجموع این موارد می‌توان نتیجه گرفت که رآکتورها در اشکال پیوسته و یا بسته، بستر ثابت و یا بستر متلاطم، تحت فشار یا در فشار اتمسفری و یا با اثر کاتالیست و یا بدون اثر کاتالیست طراحی می‌شوند.[۱۱] برخی از پارامترهایی که تقریباً در تمام راکتورها مطرح بوده و حائز اهمیت به جهت شناخت راکتور و عملکرد آن است، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

معادله رآکتور

معادله رآکتور رابطه ریاضیاتی است که پارامترهای مربوط به رآکتور مانند زمان اقامت و حجم رآکتور را به سرعت واکنش، نشان می‌دهند. این معادلات می‌توانند به صورت عمومی برای دسته‌ای خاصی رآکتورها مطرح شوند و یا به صورت تجربی برای گونه خاصی از رآکتور به دست بیایند.

زمان اقامت،زمان نیمه عمر و زمان پایان واکنش

 

در رآکتورهای پیوسته که به طور مداوم مواد خام وارد و محصولات خارج می‌شوند، نمی‌توان زمان مشخصی برای انجام واکنش و تبدیل مواد اولیه به محصول بیان کرد. در نتیجه از کمیتی به نام زمان اقامت[واژه‌نامه ۷] استفاده می‌شود. زمان اقامت متوسط زمانی است که یک ذره وارد رآکتور شده و تا زمان خروج در آنجا در حال واکنش است. این کمیت به صورت زیر نشان داده می‌شود:

\tau = \frac{V}{q}

در این معادله، V نشان دهنده حجم رآکتور، q دبی حجمی ورودی و خروجی از رآکتور و \tau زمان اقامت است. زمان اقامت یکی از پارامترهای مورد استفاده در معادله رآکتور است.[۱۲]

زمان نیمه عمر[واژه‌نامه ۸] مدت زمانی است که نیمی از غلظت ماده اولیه تزریق شده در رآکتور، به محصولات تبدیل می‌شوند. به عنوان مثال در واکنش ساده A → B نیمه عمر واکنش به صورت زیر تعریف می‌شود:[۱۳]

-r_A=k[A]^n \longrightarrow \frac {-d[A]}{dt} \!=k[A]^n\longrightarrow \frac {-d[A]}{[A]^n} \!=kdt

از این رابطه با در نظر گرفتن شرایط مرزی زیر انتگرال می‌گیریم:

  • غلظت گونه A از [A]_0 تا [A]_\frac {1}{2} \! که نصف غلظت اولیه است، تغییر می‌کند.
  • زمان از لحظه ۰ تا زمان نیمه عمر (t_\frac {1}{2} \!) در تغییر است.

 	\int_{[A]_0}^{[A]_\frac {1}{2} \!}\frac {-d[A]}{[A]^n} \, =\int_{0}^{t_\frac {1}{2} \!}k\, dt\longrightarrow \frac {(-\frac {[A]_0}{2} \!)^{1-n}}{1-n} \!+\frac {[A]_0^{1-n}}{1-n} \!=kt_\frac {1}{2} \!\longrightarrow

 t_\frac {1}{2} \!=\frac {({2^{n-1}-1})[A]_0^{1-n}}{k(n-1)}

همچنین زمان پایان واکنش به شیوه مشابه به صورت زیر به دست می‌آید. باید توجه داشت که تنها واکنش‌هایی پایان پذیر هستند که در آن‌ها n<1 باشد، در غیر این صورت همواره مقادری از مواد اولیه در رآکتور به صورت واکنش نداده باقی می‌ماند.[۱۴]

-r_A=k[A]^n \longrightarrow \frac {-d[A]}{dt} \!=k[A]^n\longrightarrow \frac {-d[A]}{[A]^n} \!=kdt

از این رابطه با در نظر گرفتن شرایط مرزی زیر انتگرال می‌گیریم:

  • غلظت گونه A از [A]_0 تا [A]=0 که به معنی صفر شدن غلظت مواد اولیه است، تغییر می‌کند.
  • زمان از لحظه ۰ تا زمان پایان واکنش (t_{end}) در تغییر است.

 	\int_{[A]_0}^{0}\frac {-d[A]}{[A]^n} \, =\int_{0}^{t_{end}}k\, dt\longrightarrow \frac {(0)^{1-n}}{1-n} \!+\frac {[A]_0^{1-n}}{1-n} \!=kt_{end}\longrightarrow

 

 t_{end}=\frac {[A]_0^{1-n}}{k(1-n)}

 

 

 

انتقال حرارت در رآکتور

 

 

تصویر شماتیل یک رآکتور به همراه کویل‌های گرمایشی و سرمایشی در اطراف آن

انتقال حرارت فرآیند چه از نظر عملیاتی و چه از نظر ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است. عمده واکنش‌های شیمیایی یا گرماده هستند و یا گرماگیر. در نتیجه در حین انجام واکنش ممکن است محتویات درون رآکتور گرم شده و یا سرد شوند. بالا رفتن بیش از حد دما در رآکتور می‌تواند موجب اختلال در عملکرد رآکتور و تجهیزات کنترلی آن شود و از همه مهمتر، ریسک خطر انفجار و نشت مواد را بالا می‌برد. همچنین در صورتی که واکنش گرماگیر باشد، با پیشرفت واکنش محتوایات رآکتور سردتر می‌شود و ممکن است موجب کندی سرعت واکنش و یا انجماد در رآکتور و تجهیزات آن شود. در نتیجه می‌بایست در رآکتورها، همواره دما را در حد مناسب و ایمن نگه داشت. برای این منظور از مبدل‌ها و تجهیزات انتقال حرارت استفاده می‌شود. یکی از متداول ترین روش‌ها برای کنترل دمای رآکتورها استفاده از جاکت[واژه‌نامه ۹] و یا کویل‌های[واژه‌نامه ۱۰] تبادل حرارت است. در جاکت‌ها، یک لایه از سیال با دمای بالاتر و یا پایین‌تر برای تنظیم دما، در اطراف رآکتور و بدون تماس جرمی با محتویات رآکتور، مرتباً در چرخش است. در روش کویل نیز لوله‌هایی که حاوی سیال سردتر و یا گرم تر است به صورت مارپیچ و یا اشکال دیگر در اطراف رآکتور قرار داده می‌شود تا تبادل حرارت با رآکتور انجام شود.[۱۵]

میکسینگ و انتقال جرم در رآکتور

 

برشی از یک رآکتور مخزنی به همراه سیستم خنک‌کننده جاکتی که شفت و پروانه همزن در وسط آن دیده می‌شود.

فرآیند هم زدن و انتقال جرم در رآکتورها از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا در صورتی که محتویات داخل رآکتور به خوبی ترکیب نشوند، امکان واکنش ندادن بخشی از مواد و در نتیجه پایین آمدن کیفیت محصول می‌شود. عمل همزدن در رآکتورهای مخزنی شکل، با استفاده از همزن‌های دوار که به شفت و الکتروموتور متصل است انجام می‌شود. در رآکتورهای لوله‌ای(پلاگ) نیز به دلیل شکل رآکتور، عمل اختلاط در طول لوله با حرکت سیال اتفاق می‌افتد. شکل، نحوه قرار گیری و سرعت چرخش همزن بستگی به عواملی چون، حجم مخزن ،شکل مخزن، ویسکوزیته سیال و ... دارد. همچنین انتخاب جنس همزن و بدنه رآکتور به مواد داخل رآکتور بستگی دارد. مثلاً اگر مواد داخل رآکتور خورنده باشند، استفاده از فولاد و موادی که امکان خورده شدن در آن وجود دارد، غیر منطقی است.[۱۶]در این گونه موارد انتخاب مواد جایگزین و یا پوشش دهی تجهیزات با لعاب‌های سرامیکی و یا پوشش‌های پلیمری روش مناسبی در جلوگیری از خوردگی و واکنش‌های نا خواسته است.[۱۷]

انواع راکتورهای شیمیایی

رآکتورهای شیمیایی طراحی‌های پیچیده‌ای دارند که گاه طی سالیان متمادی برای یک فرآیند خاص به تکامل رسیده است. پارامترهای بسیار بر طراحی و شکل رآکتور موثر هستند که موجب تنوع انواع رآکتورها می‌شوند. اما می‌توان بر اساس برخی پارامترهای اساسی، رآکتورها را به دسته‌های عمده تقسیم کرد که در زیر به آن می‌پردازیم.[۱۸]

انواع رآکتور از نظر فازهای درگیر در واکنش

واکنش‌ها در رآکتور ممکن است به صورت همگن (تمامی مواد در یک فاز هستند) و یا ناهمگن (مواد درگیر در واکنش در فازهای مختلف قرار دارند) انجام شود. این امر موجب می‌شود تا در طراحی رآکتور محدودیت‌هایی ایجاد شود. واکنش‌های گازی نمونه‌ای از واکنش‌های همگن هستند که معمولاً در رآکتورهای لوله‌ای انجام می‌شوند. رآکتورهای ناهمگن بر اساس فازهای درگیر در واکنش شکل‌های مختلفی دارند اما نکته مهم در این رآکتورها ایجاد انتقال جرم و تماس مناسب بین فازها برای انجام واکنش است. در جدول زیر انواع راکتورهای شیمیایی از نظر فازهای درگیر در واکنش و نمونه‌های صنعتی آن نشان داده شده‌اند:[۱۹]

 

 

 

نوع فرآیندنمونه صنعتی
فرآیندگاز-جامدواکنش گاز کلر با اکسید اورانیوم برای تولید اورانیوم کلرید فرار • زدایش ناخالصی اکسید آهن از اکسید تیتانیوم با استفاده از گاز کلر • سوختن زغال سنگ • تولید گاز از زغال سنگ • تولید گاز هیدروژن از واکنش بخار آب و آهن • تولید کاربید سینامید از واکنش نیتروژن هوا با کلسیم کاربید • واکنش سوختن سنگ معدن سولفید آهن در هوا
فرآیندمایع-جامدفرآیند انتقال یون • تولید استیلن از واکنش آب و کلسیم کاربید • لیچینگ سنگ معدن اورانیوم با اسید سولفوریک • واکنش اسید سولفوریک و سدیم کلرید جامد با سدیم فسفات و یا سدیم نیترات
فرآیند گاز-مایعتولید سدیم تیوسولفات از واکنش گوگرد دی اکسید و محلول آبی سدیم کربنات و سدیم سولفید • تولید سدیم نیتریت از واکنش نیتریک اکسید و اکسیژن با محلول سدیم کربنات  • تولید سدیم هیپوکلریت از واکنش کلر با سدیم هیدروکسید • تولید آلومینیوم نیترات از واکنش آمونیاک و اسید نیتریک محلول • تولید اسید نیتریک از جذب نیتریک اکسید در آب • استخراج ید از واکنش گوگرد دی اکسید با محلول سدیم یدات • واکنش هیدروژنه کردن روغن‌های گیاهی با گاز هیدروژن
فرآیند مایع-مایعتولید سود سوزآور از واکنش آمالگام سدیم و آب • نیتروزن دار کردن ترکیبات آلی با محلول آبی نیتریک اسید • تولید صابون از واکنش محلول‌های قلیایی و چربی‌ها یا اسیدهای چرب • زدایش گوگرد از مشتقات نفتی با اتانول آمین‌ها • واکنش محصولات پتروشیمی با اسید سولفوریک
فرآیند جامد-جامدتولید سیمان • تولید کاربید بور از واکنش اکسید بور و کربن • تولید سیلیکات کلسیم از آهک و سیلیکا • تولید کلسیم کاربید از واکنش آهک و کربن • فرآیند لبلانک
فرآیند جامد-مایع-گازمایع سازی و یا هیدروژنه کردن زغال سنگ در دوغاب نفتی

 

رآکتور بسته و نیمه بسته

 

نماد رآکتور بسته

رآکتور بسته[واژه‌نامه ۱۱] گونه ساده‌ای از رآکتورهای شیمیایی هستند که به صورت مخزنی همراه با همزن و سیستم تبادل حرارت است. در این رآکتورها مواد اولیه داخل رآکتور پر می‌شود و سپس واکنش انجام می‌گیرد. پس از تکمیل واکنش و تولید محصول، درب رآکتور باز شده و محصولات تخلیه می‌شوند. این فرآیند بارها و بارها قابل تکرار است. رآکتورهای نیمه بسته[واژه‌نامه ۱۲] نیز به همین صورت است با این تفاوت که در این نوع از رآکتورها، مواد اولیه به آرامی به مخزن افزوده می‌شود اما خروجی از رآکتور وجود ندارد.[۲۰] از رآکتورهای بسته عمدتاً در تولید محصول در ابعاد کم و محصولاتی که متقاضی مقطعی و یا فصلی دارند استفاده می‌شود. موادی مانند مواد دارویی از جمله موادی هستند که در سیستم‌های بسته تولید می‌شود. تغییر در شکل فرآیند با استفاده از رآکتورهای بسته به مراتب آسانتر و به صرفه تر از فرآیندهای پیوسته است. دانستن سینتیک و سازوکار فرآیند در رآکتورهای بسته کم اهمیت تر است به همین سبب است که سینتیک عمده فرآیندهای داروسازی ناشناخته است.[۲۱] معادله عمومی رآکتورهای بسته به شکل زیر تعریف می‌شود:[۲۲][۲۳]

-r_A= \frac {-d[A]}{dt} \!\longrightarrow dt=\frac {d[A]}{-r_A} \!\longrightarrow

با انتگرال گیری از معادله دیفرانسیل بالا در شرایط مرزی زیر به معادله عمومی رآکتور بسته بر حسب غلظت خواهیم رسید.

  • غلظت گونه A از [A]_0 تا [A]_0 که غلظت پایانی است، تغییر می‌کند.
  • زمان از لحظه ۰ تا زمان کامل شدن واکنش (t) در تغییر است.

 t=-\int_{[A]_0}^{[A]_f}\frac {d[A]}{-r_A} \,

 

رآکتورهای پیوسته

 

 

نماد رآکتور سی اس تی آر

رآکتورهای پیوسته[واژه‌نامه ۱۳] گونه‌ای متداول از رآکتورها هستند که در آن‌ها یک یا چند جریان ورودی به سیستم، مواد واکنش‌دهنده را به داخل رآکتور می‌آورد و پس از واکنش، از خروجی یا خروجی‌های رآکتور محصولات خارج می‌شوند. به طور معمول دبی ورودی و خروجی از این رآکتورها ثابت است. در غیر این صورت امکان سر ریز و یا تخلیه سریع مخزن رآکتور وجود دارد. در زیر معادله کلی موازنه رآکتور پیوسته نوشته شده است:[۲۴][۲۵]

Mass balance.JPG

این نوع رآکتورها عمدتاً برای تولید محصولات با حجم بالا و محصولاتی که میزان تقاضای آن‌ها به صورت ثابت در بازار وجود دارد استفاده می‌شود. مواد سوختی، محصولات پتروشیمی و مواد شوینده و بهداشتی از جمله این مواد هستند. ایجاد تغییرات در رآکتورهای پیوسته به دلیل این که در فرآیندهای پیوسته باید همه فرآیندها با یکدیگر هماهنگ کار کنند به مراتب سخت تر از رآکتورهای بسته است. به همین دلیل از این نوع از رآکتورها در تولید یک محصول یا محصولاتی که تولید آن شباهت زیادی به هم دارند استفاده می‌شود.[۲۶] دو نوع متداول از رآکتورهای پیوسته، رآکتورهای مخزنی با همزن و رآکتورهای پلاگ (یا لوله‌ای) هستند:

  • رآکتور پلاگ

 

 

طرح شماتیک از مقطع فرضی یک رآکتور پلاگ

رآکتورهای پلاگ[واژه‌نامه ۱۴] گونه‌ای از رآکتورهای پیوسته هستند که در آن‌ها به جای یک مخزن یا تانک، از یک لوله برای انجام واکنش استفاده می‌شود. این نوع رآکتورها نسبت به شکل مخزنی آن، فضای کمتری اشغال می‌کنند. در عین حال به دلیل ساختار لوله‌ای، سطح تماس بیشتری با محیط اطراف داشته و تبادل گرما راحت تر انجام می‌شود.[۲۷] جریان پلاگ گونه‌ای از جریان سیال در داخل لوله است که در آن سرعت حرکت سیال در نزدیکی دیواره لوله و در مرکز لوله یکنواخت است. این امر موجب می‌شود مواد واکنش دهنده به طور یکنواخت با یکدیگر تماس یافته و واکنش انجام شود. این نوع از جریان با لوله‌های بلند و باریک ایجاد می‌شود. همچنین مارپیچ کردن لوله نیز می‌تواند به این امر کمک کند.[۲۸] معادله عمومی رآکتورهای پلاگ به صورت زیر تعریف می‌شود:[۲۹][۳۰]

 \frac {V_P}{q} \!=-\int_{[A]_0}^{[A]_f}\frac {d[A]}{-r_A} \,

در این معادله،q نشان دهنده دبی حجمی و V_P نشان دهنده حجم رآکتور پلاگ است.

همچنین رابطه زمان اقامت در این نوع رآکتور پیوسته به صورت زیر است:

{\tau}_P={C_A}_0\frac {V_P}{{F_A}_0} \!=\frac {V_P}{q} \!

در این رابطه {C_A}_0 نشان دهنده غلظت اولیه خوراک ورودی به رآکتور و {F_A}_0 نشان دهنده دبی جرمی خوراک ورودی است.

 

 

  • رآکتورهای مخزنی با همزن
  •  

 

داخل یک نوع رآکتور سی اس تی آر که در آن همزن و شفت آن به همراه بافل‌ها(پایین تصویر) دیده می‌شوند

رآکتورهای مخزنی با همزن[واژه‌نامه ۱۵] که به اختصار رآکتورهای سی اس تی آر[واژه‌نامه ۱۶] نیز شناخته می‌شوند. این رآکتورها به صورت مخازنی همراه با ورودی‌ها و خروجی‌ها هستند که عمل اختلاط و همزدن مواد توسط شفت و پروانه صورت می‌گیرد. این نوع رآکتورهای پیوسته در مقایسه با رآکتورهای پلاگ حجم بیشتری نیاز دارند اما حجم تولید در آن‌ها بالاتر است. معادله عمومی رآکتور برای این نوع از رآکتور بر حسب غلظت به صورت زیر تعریف می‌شود:[۳۱]

 

 \frac {V_m}{q} \!=\frac {{C_A}_0}{{-r_A}_{({C_A}_f)}} \,

در این معادله، V_m نشان دهنده حجم رآکتور سی اس تی آر است. باید توجه داشت که در این زابطه، سرعت معادله در نقطه پایانی واکنش ({C_A}_f) محاسبه می‌شود.

زمان اقامت در این نوع رآکتور نیز مشابه راکتور پلاگ به صورت زیر قابل تعریف است:

{\tau}_m={C_A}_0\frac {V_m}{{F_A}_0} \!=\frac {V_m}{q} \!

 

رآکتورهای ثابت بستر و سیال بستر

 

گونه دیگری از رآکتورها، رآکتورهای ثابت بستر[واژه‌نامه ۱۷] و سیال بستر[واژه‌نامه ۱۸] هستند. در رآکتورهای ثابت بستر ماده جامد که معمولاً کاتالیست می‌باشد، به طور ثابت داخل رآکتور قرار دارد و مواد واکنش دهنده پس از عبور از روی این مواد، واکنش داده و از رآکتور خارج می‌شوند.رآکتورهای آکنده نمونه‌ای از این نوع رآکتورها هستند. نمونه‌ای از کاربرد این نوع رآکتورها برای تصفیه گازهای خروجی از نیروگاه‌های سوخت فسیلی است. در این نوع نیروگاه‌ها، پس از فرآیند احتراق، گازهای حاوی ترکیبات مضر نیتروژن از داخل رآکتور حاوی کاتالیست عبور می‌کند تا ترکیبات مضر آن به مواد کم خطر تر تبدیل شوند.[۳۲] در رآکتورهای سیال بستر مواد جامد با جریانی از سیال در داخل رآکتور به صورت معلق در می‌آیند. این مواد جامد می‌توانند واکنش دهنده‌ها، کاتالیستها و یا بازدارنده‌ها باشند. این فرآیند موجب افزایش انتقال جرم و حرارت در رآکتور و اختلاط کامل تر اجزا می‌شود. از دیگر مزایای این نوع رآکتور امکان خارج کردن جامد از رآکتور به صورت پیوسته و انتقال به واحد دیگر است. به عنوان نمونه هنگامی که احیا دوباره بازدارنده‌ها و کاتالیست‌ها نیاز باشد، می‌توان آن‌ها را به این ترتیب از رآکتور خارج و به واحد بازیابی منتقل کرد.[۳۳]

سینتیک هیدرولیز آنزیمی متیل رسینولئات

 

 

موضوع:

سینتیک هیدرولیز آنزیمی متیل رسینولئات

 

 

بهار  1395

 

 

چکیده:

رسینولئیک اسید یک اسید چرب هیدروکسی غیراشباع است که به طور طبیعی با نسبت‌های کمتر از 85-90٪ در روغن کرچک به وجود می‌آید. رسیسنیولئیک اسید یک ماده‌ی خام بالقوه است و در مواردی مثل روکش کردن، فرمولاسیون روان‌کننده‌ها و حوزه‌های دارویی کاربرد دارد. هیدرولیز آنزیمی روغن کرچک به هیدرولیز رایج برای آماده‌سازی رسینولئیک اسید جهات جلوگیری از تشکیل استولاید ترجیح دارد. در این تحقیق آنالیز سینتیک هیدرولیز آنزیمی متیل رسینولئات در حضور لیپاز B کاندیدا آنتارکتیکا با تغییر دمای واکنش (60-40 درجه سانتیگراد) و غلظت آنزیم (5-2٪) انجام شد. مشخص شد که شرایط مطلوب به شرح زیر است: زمان واکنش 6 ساعت، دما 60 درجه سانتیگراد، نسبت بافر به متیل رسینولئات 2:1 (v/w) و غلظت آنزیم 4٪ جهت رسیدن به حداکثر تبدیل 98.5٪. یک مدل سینتیک از یک واکنش برگشت‌پذیر مرتبه اول برای توصیف این واکنش پیشنهاد شد و تطابق خوبی بین داده‌های تجربی و مقادیر مدل مشاهده شد. اثر دما بر ثابت نرخ واکنش مذکور توسط جایگذاری داده‌ها در معادله‌ی آرنیوس مشخص شد. انرژی فعال‌سازی برای این واکنش 14.69 KJ.mol-1 به دست آمد.

کلمات کلیدی:‌هیدرولیز، متیل رسینولئات، ریسینولئیک اسید.

1- مقدمه

تولید جهانی بذر کرچک چیزی حدود یک میلیون تن در سال است و هند تولید‌کننده و صادرکننده‌ی اصلی روغن کرچک (با بیش از سه چهارم میزان تولید جهانی ) است. متوسط تولید بذر بیش از 830000 تن در سال تخمین زده می‌شود. روغن کرچک تنها منبع تجاری هیدروکسیل اسید غیراشباع ( 12-هیدروکسل-سیس-9-اکتادسنوئیک اسید) است که همان ریسینولئیک اسید تا میزان 90-85٪ است و ماده‌ی اولیه‌ی بسیاری از مواد شیمیایی صنعتی مفید است.ریسینولئیک اسید دارای 18 اتم کربن در ستون فقراتش و سک گروه هیدروکسیل روی کربن دوازدهم و همچنین یک پیوند دوگانه‌ی سیس بین اتم‌های کربن 9 و 10 است. روغن کرچک بیشتر به شکل مشتقات اصلاح‌شده‌ای مثل مشتقات دهیدراته، هیدروژنه، آلوکسیلاته، سولفاته و هالوژناته استفاده می‌شود. روغن کرچک همچنین به طور گسترده‌ای در لوازم آرایشی، لوازم بهداشتی، صابون‌های شفاف و ترکیبات روان‌کننده استفاده می‌شود. بسیاری از مواد شیمیایی مبتنی بر کرچک یا با روغن کرچک/اسیدهای چرب کرچک یا اغلب با استرهای متیل آن که شامل 90-85٪ درصد محتوای ریسنولئیک اسید هستند ساخته شده‌اند.

به طور کلی متیل رسینولئات توسط الکلیز روغن کرچک و به دنبال آن تقطیر جز به جز استرهای خام  و تصفیه‌ی بیشتر با تبلور در دمای پایین به دست می‌آید. بوردو و همکارانش (1997) توسط توزیع مخالف با استفاده از هگزان و متانول آبی، متیل رسینولئات را از استرهای متیل کرچک جدا کردند و متیل رسینولئات .,خالص 98.5٪ با بازده 86.5٪ به وجود آوردند. به دلیل انجام 12 بار استخراج، این فرایند بسیار خسته‌کننده به نظر می‌رسد.

یک محتوای غنی شده‌ی ریسینولئیک با مقادیر بیشتر هیدروکسل به امتیاز اضافه در آماده‌سازی بسیاری از محصولات مفید صنعتی با ویژگی‌های مطلوب فراوان است. مزیت عمده‌ی این فرایند این است که میتل رسینولئات با هیدرولیز رسینولئیک اسیدی با ناخالصی های کمتر به دست می‌دهد و می‌تواند کاندیدی بالقوه به عنوان ماده‌ی خام برای کاربردهای صنعتی مختلف باشد. هنگامی که متیل رسینولئات بع عنوان ماده‌ی خام برای آماده‌سازی محصولات صنعتی بالقوه به کار می‌رود، محصولات نهایی ناخالصی‌های کمتری خواهند داشت زیرا خوراک اولیه خلوص بسیار بالایی دارد، در حالی که استفاده از روغن کرچک به عنوان ماده‌ی آغازکننده ایرادات کمی مثل تولید استولایدها و اینکه خالص‌سازی رسینولئیک اسید فرایند خسته‌کننده‌ایست، دارد. بنابراین برای غلبه بر این محدودیت‌ها، تمرکز این پژوهش بر استفاده از متیل رسینولئات برای آماده‌سازی ریسینولئیک اسید است. این فرایند ساده‌ایست که در آن هیچ ناخالصیی وجود ندارد.

تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که مطالعه‌ی اندکی روی هیدرولیز ایترهای متیل روغن کرچک یا کتیل رسینولئات برای آماده‌سازی ریسنولئیک اسید شده است. پیشینه‌ی تحقیق وجود داده‌هایی در مورد هیدرولیز روغن کرچک با استفاده از آنزیم‌های مختلف را نشان می‌دهد. راتود و پاندیت (2009) هیدرولیز روغن کرچک با استفاده از آسپرژیلوس اوریاز در دمای اتاق با نسبت روغن به آب 3 به 1 را بررسی کردند. کولکارنی و پاندیت (2005) نیز از همین آنزیم استفاده کردند، اما الگوی تماس متفاوتی برای واکنش آنزیم را با تعلیق آنزیم در ایزواوکتان در فواصل زمانی مختلف در پیش گرفتند و سپس فعالیت باقیمانده را مشخص کردند. نویسندگان ادعا کردند که سرعت واکنش با اضافه کردن یک حلال به طور قابل توجهی بهبود یافت. گوسوامی و همکاران (2013) استفاده از تری‌اسیلگلیسرول اسیلهیدرولاز لیپاز برای هیدرولیز روغن سبزیجات و به ویژه روغن کرچک را مطالعه کردند. آن‌ها با آمار نشان دادند که فعل و انفعالات بین هر دو پارامتری که مربوط به pH، غلظت آنزیم و غلظت بافر باشد در حضور سورفکتانتی به اسم Span 80 به چشم می‌آید. گوسوامی و همکاران (2009الف) همچنین روش سطح پاسخ را برای هیدرولیز روغن کرچک با استفاده از کاندیدا روگزا لیپاز به کار بردند.

یاماموتو و فوجیواران (1995) شرایط هیدرولیتیک بهینه برای هیدرولیز روغن کرچک با استفاده از لیپاز از سودوموناس sp. F-B-24 (لیپاز PC) را بررسی کردند و Km و Vmax آشکار برای سیستم را به ترتیب 416 گرم بر لیتر و 110 میکرومول بر میلی‌گرم دقیقه گزارش دادند. رائو و همکاران (1990) روغن کرچکی را که اط لحاظ چربی تجزیه و تحلیل شده (لیپولایز شده) را در موقعیت اصلی‌اش با استفاده از دانه‌ی کرچک هموژنیزه در مقیاس کوچک و بزرگ بررسی کردند. گوسوامی و همکاران (2009ب) قابلیت استفاده‌ی مجدد لیپاز برای هیدرولیز روغن کرچک در حضور کاندیدا روگزا لیپاز را بررسی کردند.

 

لاکشمینارایانا و همکاران (1984) از یک فرایند تقسیم فشار بالای رایج برای هیدرولیز روغن کرچک استفاده کردند. آن‌ها تقسیم 92٪ی در 8 ساعت و 96٪ی در 10 ساعت در 400 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع و 20 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع را گزارش کردند. آنها ادعا کردند که نقسیم در 20 کیلوگرم بر سانتیمتر مربه کمترین مقدار دینوئیک اسید را می‌دهد. پاتلی و همکاران (2006) پارامترهای مختلفی مثل زمان، قابلیت استفاده‌ی مجدد، نسبت فاز غیرآبی، اثرات بر منطقه‌ی میان‌سطحی و اثرات استفاده از آنزیم برای هیدرولیز روغن کرچک را بررسی کردند.

شارون و همکاران (1999) از یک لیپاز بسیار پایدار از سودومناس اروگینوزا برای هیدرولیز روغن کرچک با لیپاز خام و نسبتاً خالص 300U استفاده کردند. لیپاز نسبتاً خالص در یک دوره‌ی 96 ساعته، 81٪ روغن کرچک را هیدرولیز کرد در حالی که لپاز خام در 216 ساعت تنها 63٪ روغن کرچک را هیدرولیز کرد. سه لیپاز مختلف یعنی پورسئین پانکریز، کاندیدا سیلندراکا و کاندیدا روگزا برای هیدولیز روغن کرچک توسط یانگ و همکارانش (1999) جهت تولید انبوده ریسینولئیک اسید مورد آزمون قرار گرفتند. گامایورووا و همکاران (2013) روشی برای هیدرولیز بدون امولسیفایر را پیشنهاد دادند که فرایند جداسازی محصول را ساده می‌کند اما با بازدهی کمتر از 47٪. نیهاریکا و همکاران (2014) طرحی آزمایشی برای هیدرولیز میتل استرهای روغن کرچک غنی شده به کار برد.

به طور کلی ریسینولئیک اسید از هیدرولیز روغن کرچک به دست می‌آید که معمولاً تحت شرایط اساسی انجام می‌شود و بعداً خالص می‌شود. ریسینولئیک اسید به طور صنعتی توسط صابونی شدن یا تقطیر جز به جز روغن کرچک هیدرولیز شده تولید می‌شود.

این تحقیق روش آنزیمی جایگزین و ساده برای تولید ریسینولئیک اسید با خلوص بالا از طریق هیدرولیز متیل ریسینولئات فراهم می‌کند. علاوه بر این، این تحقیق سینتیک هیدرولیز آنزیمی متیل ریسینولئات را با بررسی تاثیر متغیرهای عملیاتیی مثل زمان واکنش، غلظت آنزیم و دما با استفاده از لیپاز B کاندیدا آنتارکتیکا به عنوان کاتالیزور، مشخص می‌کند.

۲- مواد و روش‌ها

۲-۱- مواد

متیل ریسینولئات به کار رفته در این آزمایش‌ها 100٪ خالص بود و دارای عدد هیدروکسیل 172.1 و عدد صابونی 167.1 بود. لیپاز B کاندیدا آنتارکتیکای بی‌حرکت (نووزیم 435، فعالیت ویژه 7000 PLU/g) توسط شرکت نووزیم A/S (باگسورد، دانمارک) تولید شده است. تمام مواد شیمیایی استفاده شده مثل مناتول، اتیل استات، پتاسیم هیدروکسید و معرف فنل‌فتالئین دارای درجه‌ی تحلیلی تهیه شده از شرکت M/s. Sd Fine Chem Pvt. Ltd. بمبئی بودند. بافر فسفاتی با pH 7.5 در آزمایشگاه آماده شده بود.

2-2 روش‌ها

ترکیب اسیدهای چرب متیل ریسینولئات، با استفاده از یک کروماتوگراف گاز Agilent  سری 6890 مجهز به آشکارساز یونیزاسیون شعله‌ای بر اساس روش رسمی AOCS Ce 1e-91 مورد بررسی قرار گرفت. فاز ثابت مورد استفاده ستون مویرگی HP1 MS (  با مشخصات 0.25 میلیمتر و طول 30 متر) بود. درجه حرارت اجاق از 150 درجه‌ی سانتیگراد تا 300 درجه برنامه‌ریزی شده بود و هر دقیقه 5 درجه افزایش داشت و نرخ جریان نیتروژن 35 میلی‌لیتر بر دقیقه بود. دمای انژکتور و آشکارساز به ترتیب در 280 و 300 درجه سانتیگراد نگه داشته شده بود. درصد سطح با استفاده از سیستم داده‌های HP Chem Station ثبت شد. مشخص شد که متیل ریسینولئات 100٪ خالص است. عدد اسید و عدد صابونی برای روشهای رسمی AOCS، Cd 3d-63 و Cd 3-25 محاسبه شد (AOCS 2004a و AOCS 2004b).

روشهای آماده‌سازی متیل ریسینولئات:

غنی‌سازی اسیتر متیل‌های روغن کرچک بر اساس روند توصیف شده در مقاله‌ی رائو و همکارانش (2009) انجام شد. روغن کرچک با استفاده از متانول و NaOH تحت ترنس‌استریفیکاسیون قرار گرفت و بعدتر متیل استرهای به‌دست‌آمده‌ی روغن کرچک در معرض استخراج مایع مایع توسط ترکیب شدن با واسطه‌ی آلی و یک حلال قطبی آبی قرار گرفتند. این پدیده در هر دو لایه‌ی آبی و آلی جواب داد. لایه‌ی آبی منبع متیل استرهای روغن کرچک غنی شده و لایه‌ی آلی شامل اسیدهای چرب غیرهیدروکسی می‌باشد. مشخص شد که متیل ریسینولئات به دست‌آمده از حلال زدایی فاز قطبی آبی، 100٪ خالص است.

2-3- روش تجربی

متیل ریسینولئات با استفاده از کاندیدا آنتارکتیکا لیپاز در حضور مقادیر کافی بافر فسفات (2:1) (v/w) هیدرولیز شد. مخلوط واکنش به مدت 6 ساعت در دمای 60 درجه در انکوباتور قرار گرفت. نمونه‌ها در فواصل منظم زمانی جهت نظارت بر پیشرفت واکنش گرفته شدند. نمونه‌ها فیلتر، با آب خنثی، خشک و آنالیز شدند. ریسینولئیک اسید موجود در محصول، با تعیین مقدار اسید 0.5 گرم ریسینولئیک اسید به‌دست‌آمده از هیدرولیز آنزیمی تخمین زده شد و در معرض تیتراسیون با محبوب KOH 0.1 نرمال قرار گرفت و مقدار اسیدش تخمین زده شده و برای محاسبه‌ی درصد هیدرولیز استفاده شد.

درصد هیدرولیز توسط فرمول زیر محاسبه شده:

100 * (AV محصول – AV متیل ریسینولئات)/SV متیل ریسینولئات = درصد هیدرولیز

که در آن AV مقدار اسید و SV مقدار صابونی شدن است.

مجموعه‌های مختلفی از آزمایشات با شرایط عملیاتی مختلف انجام شد تا به شرایط بهینه‌ی فرآیند برسیم. اولین مجموعه‌ی آزمایشات با تغییر زمان از 30 دقیقه تا 6 ساعت انجام شد در حالی که باقی پارامترهای واکنش ثابت نگه داشته شدند، یعنی فلظت آنزیم 4٪، نسبت بافر به متیل ریسینولئات 2:1 (v/w) و دما 60 درجه سانتیگراد. مجموعه‌ی دوم آزمایشات با تغییر دما بین 40 تا 60 درجه انجام شد در حالی که غلظت آنزیم روی 4٪، نسبت بافر به متیل ریسینولئات 2:1 (v/w) و دوره‌ی زمانی 6 ساعت نگه داشته شد. مجموعه‌ی سوم آزمایشها در غلظت‌‌های بین 2 تا 5 درصد با نگه داشتن نسبت بافر به متیل ریسینولئات 2:1 (v/w) و دمای 60 درجه انجام شد.

2-4- تحلیل آماری

آزمایشات برای برآورد خطای تجربی تکرار شد و داده‌ها توسط آزمون مزدوج t تحلیل شدند تا سطح اهمیت آماری ارزیابی شود. مقدار p کمتز از 0.05 قابل توجه در نظر گرفته شد. مقدار p 0.04896 یه دست آمد که قابل توجه دانسته شد.

2-5- مدل سینتیکی

برای سیستم واکنش حاضر، یک مدل برگشت‌پذیر مرتبه اول سوبسترا در تظر گرفته شد. مکانیسم واکنش برای مدل دارای واکنش برگشت‌پذیر به شکل زیر است:

معادله 1

معادله‌ی سرعت واکنش به شکل زیر است:

معادله 2

که در آن CA، CC و CD به ترتیب غلظت متیل ریسینولئات، غلظت ریسینولئیک اسید و غلظت متانول تشکیل شده در طول واکنش هستند. CB مقدار آبی است که برای سینتیک در حال رشد در نظر گرفته نشده است. K1 و K2به ترتیب ثابت‌های سرعت سینتیک برای واکنش‌های روبه‌جلو و روبه‌عقب هستند.

با داشتن CA = CA0 (1-XA) (که در آن XAتبدیل متیل ریسینولئات و CA0 غلظت اولیه‌ی متیل ریسینولئات است) و CC=CD=CA0-CA = CA0XA، با جایگذاری این در معادله‌ی 2 و ساده‌سازی آن به دست می‌آوریم:

معادله ۳

در حالت تعادل dXA/dt = 0 و XA=XE و از معادله‌ی 3 به دست می‌اوریم:

معادله ۴

با جایگذاری مقدار k2 در معادله‌ی ۳ و مرتب‌سازی، به دست می‌آوریم:

معادله ۵

ادغام معادله‌ی 5 این نتیجه را می‌دهد:

معادله ۶

تبدیل به عنوان تابعی از زمان را می‌تواند به شکل زیر از معادله‌ی 6 نتیجه گرفت:

معادله‌ی 7

که در آن بتا =

با مرتب کردن عبارات ثابت سرعت به دست می‌آید:

معادله 8

3- نتیجه‌گیری و بحث

بهینه‌سازی هیدرولیز متیل ریسیونلئات با استفاده از کاندیدا آنتارکتیکا لیپاز توسط مطالعه‌ی تاثیرات پارامترهای مختلف مثل زمان، دما و غلظت آنزیم انجام شد.

3-1- اثر زمان واکنش

سرعت هیدرولیز واکنش به زمان واکنش بستگی دارد. زمان واکنش با انجام آزمایشاتی در غلظت آنزیمی 4٪، 60 درجه سانتیگراد و نسبت بافر به متیل ریسینولئات 2:1 (v/w) بهینه‌سازی شد. شکل ۱ نمودار خطی به عنوان تابع زمان واکنش و تبدیل را نشان می‌دهد. در شکل واضح است که واکنش در 30 پقیقه‌ی ابتدایی سریع‌تر رخ می‌دهد. در شکل دیده می‌شود که هرچه زمان واکنش افزایش می‌یابد تبدیل نیز افزایش می‌یابد. مطلوب‌ترین دوره‌ی واکنش برای هیدرولیز متیل ریسینولئات 6 ساعت به دست آمده است.

شکل ۱: اثر زمان واکنش بر هیدرولیز متیل ریسیلونئات (دمای واکنش 60 درجه، غلظت آنزیم 4٪، نسبت بتافر به متیل ریسینولئات ۲:۱)

لوزی‌ها: مقادیر تجربی – خطوط: مقادیر مدل

3-2- اثر دمای واکنش

پروفایل دمای واکنش هدیرولیز در غلظت آنزیمی 4٪، نسبت بافر به متیل ریسینولئات ۲:۱ و زمان واکنش ۶ ساعت در شکل ۲ نمایش داده شده است. می‌توان از نمودار نتیجه برداشت کرد که با افزایش دما، تبدیل واکنش‌دهنده نیز افزایش می‌یابد. در دمای 40 درجه، تبدیل 81.1٪ بود و با افزیاش دما به 50 درجه، تبدیل هم به 90.5٪ رسید و در دمای 60 درجه، تبدیل حداکثری 98.5٪ به دست آمد. افزایش بیشتر دما تا 70 درجه منجر به کاهش تبدیل تا 87.9٪ شد.

شکل ۲: اثر دمای واکنش بر هیدرولیز متیل ریسینولئات. (زمان واکنش 6 ساعت، غلظت آنزیم 4٪ و نسبت بافر به متیل ریسینولئات ۲:۱) لوزی: 40 درجه – مثلث: 50 – مربع: ۶۰ – دایره : ۷- - خطوط: مقادیر مدل

دما بالاتر این حد افزایش نیافت چرا که آنزیم در دماهای بالاتر غیرفعال می‌شد.

۳-۳- اثر غلظت آنزیم

به طور کلی، واکنش‌هایی که لیپاز در آنها کاتالیزور است در سطح مشترک صورت می‌گیرند و میزان آنزیم موجود در سطح مشترک بسیار مهم است. جهت تعیین کردن اثر مقدار آنزیم بر واکنش هیدرولیز، ما مقادیر مختلف أنزیم در واکنش از 2 تا ۵٪ را با نسبت بافر به متیل ریسینولئات ۲:۱ در دمای 60 و در 6 ساعت بررسی کردیم. شکل ۳ اثر غلظت آنزیم بر تبدیل را نمایش می‌دهد. این موضوع اجتناب‌ناپذیر است که همانطور که غلظت‌ آنزیم از ۲ تا ۵٪ افزایش می‌یافت، تبدیل هم افزایش می‌یافت چرا که میزان بیشتری از آنزیم برای واکنش در دسترس بود. هنگامی که غلظت آنزیم 2٪ بود، تبدیل 86.5٪ بود، در غلظت آنزیم 4٪، تبدیل به 98.5٪ رسید. افزایش بیشتر آنزیم به 5٪ منجر به هیچ افزایشی در تبدیل نشد. بنابراین این مقدار به عنوان مقدار بهینه‌ی این پارامتر در نظر گرفته شد.

3-4- استفاده از مدل سینتیکی

ندل سینتیکی به‌دست‌آمده برای یک واکنش برگشت‌پذیر مرتبه اول سوبسترا بر داده‌های تجربی برازش شد و دو پارامتر XE و β از معادله‌ی ۷ توسط رگرسیون غیرخطی با الگوریتم لونبرگ-مارکوارت با استفاده از نرم‌افزار آماری تعیین شدند. مقدار ضریب رگرسیون 0.98 نشان می‌دهد که مدل به لحاظ آماری معنی‌دار است و برای نمایش رابطه‌ی بین پارامترهای تجربی و نظری کافی است. ثابت سرعت برای واکنش رو به جلو، k1 و واکنش برگشتی یعنی  k2به ترتیب از معادله‌های 8 و 4 به دست می‌آید. نتایج به دست آمده برای ثابت‌های سرعت k1  و k2 و تبدیل تعادلی K در جدول ۱ گزارش شده‌اند.

شکل ۳: اثر غلظت آنزیم بر هیدرولیز متیل ریسینولئات. ( زمان واکنش ۶ ساعت، نسبت بافر به متیل ریسینولئات 2:۱، دما ۶۰ درجه)

جدول ۱: تبدیل تعادلی، ثابت‌های سرعت سینتیک و ثابت‌های تعادلی برای هیدرولیز متیل ریسینولئات در دماهای واکنش مختلف

اثر دما بر ثابت سرعت واکنش روبه جلو از طریق برازش K1 به معادله‌ی آرنیوس زیر به دست آمد ( معادله ۹ و معادله ۱۰).

معادله ۹

معادله ۱۰

ثابت سرعت K1 برای واکنش رو به جلو از معادله‌ی ۸ به دست آمد. از نمودار lnk1 به عنوان تابعی از دمای متقابل، همانطور که در شکل ۴ نشان داده شده، برای غلظت آنزیم 4٪، عامل تکرار A و انرژی فعالسازی ΔE به ترتیب 5.15 * 104 و 27.6 KJ.mol-1 به دست آمدند.

برازش داده‌های تجربی در مدل پیشنهادی نیز توسط مقایسه‌ی مقادیر تجربی تبدیل با تبدل‌های پیشبینی شده‌ی نظری با استفاده از معادله ۶ محاسبه شد و در جدول ۴ ارائه شده است. تطابق خوبی بین تبدیل تجربی و مقادیر محاسبه شده از معادله‌ی ۶ مشاهده شد. از آنجایی که مقدار P برای مدل پایین‌تر از 0.05 بود رابطه‌ای آماری بین پاسخ و متغیرهای انتخاب شده در سطح اطمینان 95٪ وجود داشت. می‌توان نتیجه گرفت که مدل پیشنهادی به طور رضایت‌بخشی سیستم واکنش فعلی را نمایش داده است.

شکل ۴: اثر دمای واکنش بر ثابت سرعت واکنش

شکل ۵: مقایسه‌ی تبدیل‌های تجربی و پیشبینی شده

4- نتیجه‌گیری

می‌توان از متیل ریسینولئات به عنوان ماده‌ی خام بالقوه به علت محتوای ریسینولئیک اسید غنی آن استفاده کرد. ما در این تحقیق شرایط پردازشی مثل زمان واکنش، غلظت انزیم و دما را برای دستیابی به حداکثر بازده ریسینولئیک اسید با استفاده از کاندیدا آنتارکتیکا لیپاز B به عنوان کاتالیزور و با استفاده از روش سطح پاسخ بهینه‌سازی کردیم. درجه‌ی هیدرولیز متیل ریسینولئات به طرز قابل توجهی متاثر از ظرایط هیدرولیز مثل زمان واکنش، غلظت آنزیم و مقدار بافر و دما بود. تطابق مناسبی بین دادّ های تجربی و مقادیر پیش‌بینی شده مشاهده شد. شرایط بهینه برای هیدرولیز متیل ریسینولئات به شکل زیر گزارش شد: 4٪ غلظت انزیم، نسبت بافر به متیل ریسینولئات ۲:۱ و دمای 60 درجه برای 6 ساعت، تحت این شرایط تبدیل حداکثر 98.5٪ اتفاق می‌افتد. 

کروماتوگرافی

 

 

موضوع:

کروماتوگرافی

واحد بیوشیمی فیزیک

 

 

پائیز  1393

 

 

 

 

ریشه لغوی

 کروماتوگرافی (chromatoghraphy) ، در زبان یونانی chroma یعنی رنگ و grophein یعنی نوشتن است.

پر کاربردترین شیوه جداسازی مواد تجزیه‌ای کروماتوگرافی است که در تمام شاخه‌های علوم کاربردهایی دارد. کرماتوگرافی گروه گوناگون و مهمی از روش‌های جداسازی مواد را شامل می‌شود و امکان می‌دهد تا اجزای سازنده نزدیک به هم مخلوط‌های کمپلکس را جدا ، منزوی و شناسایی کند بسیاری از این جداسازی‌ها به روش‌های دیگر ناممکن است.

 

سیرتحولی رشد

    * اولین روش‌های کروماتوگرافی در سال 1903 بوسیله میخائیل سوئت ابداع و نامگذاری شد. او از این روش برای جداسازی مواد رنگی استفاده کرد.

   

 

 

 اطلاعات اولیه:

 

پر کاربردترین شیوه جداسازی مواد تجزیه‌ای کروماتوگرافی است که در تمام شاخه‌های علوم کاربردهایی دارد. کرماتوگرافی گروه گوناگون و مهمی از روش‌های جداسازی مواد را شامل می‌شود و امکان می‌دهد تا اجزای سازنده نزدیک به هم مخلوط‌های کمپلکس را جدا ، منزوی و شناسایی کند بسیاری از این جداسازی‌ها به روش‌های دیگر ناممکن است.

 

سیرتحولی رشد

    * اولین روش‌های کروماتوگرافی در سال 1903 بوسیله میخائیل سوئت ابداع و نامگذاری شد. او از این روش برای جداسازی مواد رنگی استفاده کرد.

   

 

 

´انواع و روش‌های کروماتوگرافی

 

یکی از پرکاربردترین روش‌های جداسازی مواد در آزمایشگاه کروماتوگرافی است و در مواقعی که جداسازی به روش‌های دیگر ناممکن است به راحتی می‌توان از این روش استفاده کرد، زیرا اختلافات‌ جزئی موجود در رفتار اجسام باعث تسهیل جداسازی در جریان عبور آن‌ها از یک سیستم کروماتوگرافی می‌شود‌. این روش بسیار ساده و سریع است به طور مثال آزمایشی که ممکن است با استفاده از روش ستون تقطیر چندین روز به طول بینجامد، می‌تواند به کمک کروماتوگرافی در عرض زمانی بسیار کوتاه انجام گیرد، وسایل مورد نیاز آن نیز ارزان قیمت است  .                                                             

  مزیت دیگر روش‌های کروماتوگرافی این است که تنها مقدار بسیار کمی از مخلوط برای تجزیه لازم است به این دلیل روش‌های تجزیه‌ای مربوط به جداسازی مواد کروماتوگرافی می‌توانند در مقیاس میکرو و نیمه میکرو انجام گیرند.
 کروماتوگرافی لغتی یونانی به معنی رنگ نگاری است که ترکیبی از دو واژه "کروما" به معنی رنگ و "گروفین" به معنی نوشتن است. در سال 1903 برای اولین بار از این روش جداسازی مواد رنگی استفاده شد که این کار توسط میخائیل‌سوئت انجام گرفت. اما امروزه از این روش برای جداسازی مواد بی رنگ چون گازها استفاده می‌شود. اساس کروماتوگرافی ، جذب سطحی مواد و توزیع آن‌ها در دو فاز است. در این روش جداسازی بر اساس حرکت نسبی دو فاز صورت می‌گیرد بدین ترتیب که یکی از فازها که  فاز ساکن نامیده می‌شود بدون حرکت است و فاز دیگر فاز متحرک نام دارد. با عبور دادن فاز متحرک از داخل فاز ساکن جریانی به وجود می‌آید، در این حالت اجزای مختلف نمونه سرعت‌های حرکت مختلف دارند و جداسازی بر اساس همین اختلاف سرعت‌ها انجام می‌شود. فاز متحرک می‌تواند گاز یا مایع و فاز ساکن می‌تواند جامد یا مایع باشد. لازم به ذکر است که به علت انرژی جنبشی بالای مولکول‌های گازی، فاز ساکن را گاز قرار نمی‌دهند. اگر فاز ساکن جامد باشد، کروماتوگرافی جذب سطحی و اگر فاز ساکن مایع باشد کروماتوگرافی را تقسیمی می‌نامند. نوع دیگری از نام گذاری روش‌های کروماتوگرافی بر اساس ماهیت فاز متحرک و ماهیت فاز ساکن انجام می‌شود. که بدین ترتیب کروماتوگرافی به چهار بخش اصلی طبقه بندی می‌شود. نامی که در ابتدا آورده می‌شود بیان کننده ماهیت فاز متحرک و نام دوم بیان کننده ماهیت فاز ساکن است.

 

 

 

 

 

 

 که شامل 4 نوع اصلی میباشد ...

´هر یک از چهار نوع اصلی کروماتوگرافی انواع مختلف دارد:

 

´    1 کروماتوگرافی مایع – جامد

 

´          o کروماتوگرافی جذب سطحی

´          o کروماتوگرافی لایه نازک (Thin Layer Chromatography)

´          o کروماتوگرافی تبادل یونی (Ion-Exchange Chromatography)

´          o کروماتوگرافی ژلی

 

´     2 کروماتوگرافی گاز – جامد

 

´    3 کروماتوگرافی مایع – مایع

 

´          o کروماتوگرافی تقسیمی

´          o کروماتوگرافی کاغذی( Paper Chromatography)

 

´    4 کروماتوگرافی گاز- مایع

 

´          o کروماتوگرافی گاز – مایع

´          o کروماتوگرافی ستون مویین (Column Chromatography)

 

 

 

 

کروماتوگرافی مایع
جامد 

در این روش جدا شدن بر اساس جذب سطحی یا تشکیل کمپلکس است. کروماتوگرافی LSC در واقع نوعی کروماتوموگرافی جذبی است که مواد بر اساس اختلاف در قابلیت جذب خود روی سطح جامد از یکدیگر جدا می‌شوند. این روش نیز به انواع مختلفی چون کروماتوگرافی جذب سطحی (برای جداکردن مواد شیمیایی غیر مشابه)، کروماتوگرافی لایه نازک، کروماتوگرافی تبادل یونی و کروماتوگرافی ژلی تقسیم می‌شود.

 

 

 

 

 

چند نکته در مورد ویژگی های کروماتوگرافی نوع اول

 

اثرهایی که باعث جذب سطحی میشوند همان اثرهایی هستند که موجب جذب در مولکولها میشوند. این اثرها عبارتند از: جاذبه الکترواستاتیکی، ایجاد کمپلکس، پیوند هیدروژنی، نیروی واندروالس و غیره. اما در مورد اجسام بیرنگ نمیتوان تغییرات را مستقیما مشاهده کرد. با این حال بسیاری از اجسام در هنگام تابش نور ماورای بنفش فلوئورسانس پیدا میکنند و در چنین مواردی از این خاصیت جهت مشاهده باندها استفاده میشود. تعدادی از جاذبهای جامدی که عموما مصرف میشوند عبارتند از: آلومینا، سیلیکاژل، فلورسین، زغال چوب، منیزیم اکسید، کلسیم کربنات، نشاسته و شکر. معمولا شیمیدانهای آلی از آلومینا، سیلیکاژل و فلورسین بیشتر استفاده میکنند. در کروماتو گرافی لایه نازک حلال به دلیل وجود فشار اسمزی (osmotic pressure) شروع به بالارفتن می کند. در کروماتو گرافی کاغذی حلال از طریق الیاف کاغذ در نتیجه عمل موئینگی نفوذ می‌کند.

 

 

 

 

´کروماتوگرافی جذب سطحی

 

 

در این نوع کروماتوگرافی جداسازی بر مبنای تقاوت در جذب سطحی اجزای فاز متحرک و فاز ساکن صورت می‌گیرد. در کروماتوگرافی جذب سطحی، فاز متحرک مایع (حلالی مانند هگزان) و فاز ساکن جامد (مانند آلومین) است بنابراین نوع خاصی از کروماتوگرافی مایع – جامد محسوب می‌شود.

در این نوع جداسازی حلال (فاز متحرک) با عبور خود از میان ستون جامد (فاز ساکن) اجزای مخلوط را با خود حمل می‌کند. سرعت حرکت هر جزء، به میزان جذب سطحی آن بر روی ماده داخل ستون بستگی دارد. به این ترتیب سرعت ماده‌ای که کم جذب شده است، بیشتر از ماده‌ای که زیاد جذب شده است خواهد بود و اجزایی که قابلیت جذب بالاتری دارند، در قسمت بالای ستون و اجسامی که قابلیت جذب کمتر دارند، در قسمت‌های پایین ستون، جذب خواهند شد. حال اگر اختلاف بین جذب‌های سطحی به حد کافی زیاد باشد، جداسازی مواد کامل انجام خواهد گرفت.

 

 

 

 کروماتوگرافی تبادل یونی

 

 

در این روش بین فاز متحرک (محلول) و فاز ساکن (جامد) به صورت برگشت پذیر یون مبادله می‌شود. جامد تشکیل دهنده فاز ساکن رزین نامیده می‌شود و پایداری مکانیکی و شیمیایی و یکنواختی اندازه ذرات از خصوصیات آن‌ها است. قالب این رزین‌ها بر پایه یک بسپار بزرگ (معمولا پلی استیرن) استوار است، اما برخی از آن ها متکی بر اسید متا اکریلیک هستند. رزین‌ها به دو نوع تعویض کننده آنیونی و کاتیونی تقسیم می شوند. هر کدام از این تعویض کننده‌ها به نوع بازی ضعیف و قوی و اسیدی ضعیف و قوی تقسیم می‌شوند. می‌توان این روش را مانند کروماتوگرافی جذبی در نظر گرفت به گونه ای که رزین‌ها جایگزین جاذب شده باشند. رزین‌ها باید دارای گروه‌های مبادله کننده تک عاملی باشند و درجه اتصالات عرضی کنترل شده داشته باشند. گستره اندازه ذرات نیز باید تا آنجا که ممکن است کوچک باشد. با این روش کروماتوگرافی می‌توان محلول‌های رقیق را به خوبی جداسازی کرد.

 

 

 

´کروماتوگرافی لایه نازک

 

 

این نوع کروماتوگرافی نمونه ‌ای از کروماتوگرافی جذب سطحی است که در آن، به جای اینکه ستون‌ها از جاذب پر شوند، آن را به صورت لایه نازک روی یک صفحه شیشه‌ای یا لایه پلاستیکی یا ورقه فلزی قرار می‌دهند. سایر اصول جداسازی مانند روش کروماتوگرافی جذب سطحی است.

 

 

´کروماتوگرافی ژلی

 

 

در این روش، جداسازی‌های مبتنی بر الک کردن مولکولی بر روی اجسام بی‌بار در جریان مهاجرت الکترو اسمزی از داخل ژل‌ها انجام می‌شود. بدین ترتیب که جداسازی بر مبنای اندازه‌های نسبی مولکول ها انجام شده و از اصطلاح صاف کردن به وسیله ژل استفاده می‌شود. ژل استفاده شده در این روش باید بی اثر و پایدار باشد. فاز ساکن از یک قالب متخلخل تشکیل شده که منفذهای آن به وسیله حلالی که فاز متحرک را تشکیل داده پر شده است. از آنجا که اساس جداسازی بر این است که مولکول‌های بزرگتر از حد وارد سوراخ‌ها نشده و به ترتیب جرم مولکولی از ستون خارج شوند و مولکول‌های کوچکتر بر حسب شدت نفوذشان سوراخ ها را پر کنند، پس اندازه سوراخ بسیار مهم است. همچنین گرانروی نمونه نیز اهمیت زیادی دارد و نباید از دو برابر گرانروی شوینده بیشتر باشد. از دیگر عوامل مهم، حجم نمونه است. بدین ترتیب که هر چه حجم نمونه کمتر باشد، غلظت هر جزء در محلول خارج شده نیز کمتر خواهد بود.

 

 

 

´کروماتوگرافی گاز – جامد (GSC)

 

 

در این روش نیز اساس جداسازی جذب سطحی فاز گاز روی سطح جامد است که برای خالص سازی گازها اجسام فرار استفاده می‌شود.

 

 

کروماتوگرافی مایع – مایع (LLCیاHPLC)
 

 

 

 

به دو گونه تقسیمی (برای جدا کردن مواد شیمیایی مشابه) و کاغذی استفاده می شود.

 

 

´کروماتوگرافی گاز- مایع (GLCیاVPC)

 

کروماتوگرافی ستون موئین از این نوع است. در LLC و GLC، مواد بر اساس توزیع بین دو فاز جدا می‌شوند. برای انتخاب نوع روش کروماتوگرافی ابتدا روش‌های ساده‌تر مانند کاغذی و لایه نازک امتحان می شوند و اگر پاسخ گو نباشد به سراغ روش‌های پیچیده‌تر مانند روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HELC) می‌رویم.

 

 

 

حال به توضیح برخی روش های کروماتوگرافی می پردازیم…

 

 

 

´کروماتوگرافی تقسیمی

 

 

در این روش که نمونه‌ای از کروماتوگرافی مایع- مایع است، شیوه کار بسیار شبیه به کروماتوگرافی جذب سطحی است و تفاوت این دو روش در ماهیت ماده پر شده در ستون است. همچنین حجم ظرفیت یک ستون تقسیمی، غالبا کوچک تر از ظرفیت یک ستون جذب سطحی بوده و گاهی این اختلاف خیلی زیاد است. فاز ثابت لایه ای از محلول است که روی سطح جامد ناصافی مانند سیلیکاژل قرار دارد و فاز متحرک مایعی غیر محلول در مایع اولی است. سرعت حرکت یک جزء از مخلوط تابع انحلال پذیری آن در فاز ساکن است، یعنی جدا شدن اجزا بدین صورت است که اجسامی که بیشتر حل می‌شوند، کندتر از اجسامی که کمتر حل می‌شوند به طرف پایین ستون حرکت می‌کنند. در جریان عبور از ستون، اجسام میان دو فاز تقسیم شده و جداسازی انجام می‌شود. در این روش ابتدا مخلوط اجسام به صورت یک نوار در ستون در می‌آید که علت آن جذب سطحی یا جذب به وسیله فاز ساکن است و سپس از روش‌های دیگری برای جداسازی مواد استفاده می شود.

 

 

 

 

کروماتوگرافی کاغذی

 

کروماتوگرافی کاغذی نوع خاصی از کروماتوگرافی تقسیمی است که در آن صفحات کاغذی جای ستون پر شده را می‌گیرند. در این روش فاز ساکن آب است و به وسیله جذب سطحی بر روی مولکول های سلولز قرار می گیرد. مولکول‌های سلولز نیز به نوبه خود به وسیله ساختار الیافی کاغذ در وضعیت‌های ثابت نگه داشته می‌شود. در ابتدا کروماتوگرافی کاغذی برای جداسازی مخلوط ‌های مواد آلی به کار می رفت. اما امروزه برای جداسازی یون‌‌های معدنی استفاده می‌شود. به وسیله این روش هم آنیون‌ها و هم کاتیون‌ها را می‌توان جداسازی کرد.

برای انجام این روش قطره‌ای از محلول حاوی مخلوطی که باید جدا شود را روی یک صفحه یا نوار کاغذ صافی در محل علامت گذاری شده قرار می‌دهند. قطره به صورت یک لکه حلقوی در این محل پخش می‌شود. هنگامی که لکه خشک شده کاغذ را در یک ظرف مناسب سربسته طوری قرار می‌دهند که یک سر آن در حلال انتخاب شده به عنوان فاز متحرک فرو رود، حلال از طریق الیاف کاغذ در نتیجه عمل موئینگی نفوذ می‌کند. پس از گذشت زمان از قبل تعیین شده، وقتی حلال مسافت مناسبی را طی کرد، کاغذ را بیرون آورده و حلال را با علامتی مشخص می‌کنند. پس از خشک شدن صفحه وقتی محل های مناطق جدا شده آشکار شدند، هر یک از اجسام به طور جداگانه شناسایی می‌شوند. در موارد ایده‌آل، هر جسم با واکنشگر مکان یاب، رنگ مخصوصی می‌دهد که در مورد مواد معدنی بیشتر و درمورد مواد آلی کمتر مشاهده می‌شود. ساده‌ترین روش شناسایی بر اساس مقدار Rf یعنی نسبت فاصله طی شده به وسیله جبهه حلال است.

از نقایص کروماتوگرافی کاغذی می‌توان به مواردی چون لکه‌های چند تایی، دنباله دار شدن و اثرات لبه یا کناره اشاره کرد. این روش در جداسازی‌ مواد با ماهیت زیستی وسیع ترین کاربرد را داشته و در مسائل کلینیکی و زیست شیمیایی، جداسازی اسیدهای آمینه و پپتیدها در بررسی ساختارهای پروتئین به کار گرفته می‌شود. آزمایش روزمره ادرار و سایر مایعات بدن برای اسید آمینه و قند، جداسازی بازهای پورین و نوکلئوتیدها در آزمایش اسیدهای نوکلئیک، جداسازی استرئیدها، تجزیه عمومی، تجزیه بسپارها، تشخیص و ارزیابی فلزات در خاک‌ها و نمونه های زمین شناسی، بررسی ترکیبات فنلی در عصاره های گیاهی، جداسازی آلکالوئیدها و جداسازی ترکیبات علامت‌دار به وسیله رادیو ایزوتوپ‌ها از دیگر کاربردهای کروماتوگرافی کاغذی است. البته توجه داشته باشید که برای جداسازی مواد فرار غیر فعال، مانند هیدروکربن‌ها و دیگری جداسازی اسیدهای چرب با فراریت بیشتر، این روش مناسب نیست.

:

 

´کروماتوگرافی ستون موئین

 

در این روش که نوعی از کروماتوگرافی گاز- مایع محسوب می شود، لوله موئین بلندی وجود دارد که لایه نازکی از فاز ساکن داخل آن را پوشانده است. قدرت جداسازی ستون‌های موئین پنج برابر ستون‌های معمولی است و زمان جداسازی مواد در این روش کمتر است. همچنین از یک آشکارساز کوچک و حساس و یک تقسیم کننده خطی تشکیل شده تا عواملی چون تغییرات دما، سرعت عبور، اندازه نمونه و نسبت تقسیم تاثیری بر آن نداشته باشد. از آنجا که سرعت خارج شدن اجزای جدا شده بسیار بالا است، آشکارساز باید زمان پاسخ سریعی داشته باشد. البته ثبات‌های معمولی پتانسیل سنجی قادر به همگامی با علائم حاصل از آشکارساز نبوده و باید از دستگاه دیگری مانند یک نوسان کننده اشعه کاتد برای نمایش علائم می‌توان استفاده کرد.

 

 

 

´مزیتروشهای کروماتوگرافی

  

  * با روشهای کروماتوگرافی می‌توان جداسازی‌هایی را که به روش‌های دیگر خیلی مشکل می‌باشند انجام داد. زیرا اختلافات جزئی موجود در رفتار جزئی اجسام در جریان عبور آنها از یک سیستم کروماتوگرافی چندین برابر می‌شود‌. هر قدر این اختلاف بیشتر شود قدرت جداسازی مواد بیشتر و برای انجام جداسازی مواد نیاز کمتری به وجود اختلافات دیگر خواهد بود.

 

    * مزیت کروماتوگرافی نسبت به ستون تقطیر این است که نسبتا آسان می‌توان به آن دست یافت با وجود اینکه ممکن است چندین روز طول بکشد تا یک ستون تقطیر به حداکثر بازده خود برسد ولی یک جداسازی مواد کروماتوگرافی می‌تواند در عرض چند دقیقه یا چند ساعت انجام گیرد.

    * یکی از مزایای برجسته روش‌های کروماتوگرافی این است که آنها آرام هستند. به این معنی که احتمال تجزیه مواد جداشونده به وسیله این روش‌ها در مقایسه با سایر روش‌ها کمتر است.

    * مزیت دیگر روش‌های کروماتوگرافی در این است که تنها مقدار بسیار کمی از مخلوط برای تجزیه لازم است به این دلیل روش‌های تجزیه‌ای مربوط به جداسازی مواد کروماتوگرافی می‌توانند در مقیاس میکرو و نیمه میکرو انجام گیرند.

 

    * روش‌های کروماتوگرافی ساده سریع و وسایل مورد لزوم آنها ارزان هستند. مخلوط‌های پیچیده را می‌توان نسبتا به آسانی به وسیله این روش‌ها به دست آورد.

 

 

 

انتخاب بهترین روش کروماتوگرافی:

 


نوع روش کروماتوگرافی بجز در موارد :
واضح (مانند کروماتوگرافی گازی در جداسازی مواد گازها) عموما تجربی است. زیرا هنوز هیچراهی جهت پیشبینیبهترین روش برایجداسازی مواد اجسام مگر در چند مورد ساده
وجود ندارد. در ابتدا روش‌هایساده‌تر مانند کروماتوگرافی کاغذی و لایه نازک امتحان می‌شوند. زیرااینروش‌ها در صورتی که مستقیما قادر به جداسازی مواد نباشند نوع سیستم کروماتوگرافی را که جداسازی مواد بوسیله آن باید صورت بگیرد،
مشخص می‌کنند آنگاه در صورت لزوم از روش‌هایپیچیده‌تر استفاده می‌شود. 

 در جداسازی‌های مشکل وقتی که روش‌های ساده فاقد کارایی لازم هستند روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HELC) می تواند جوابگو باشد.

گزارشکار آزمایشگاه فیزیولوژی  نوار قلب (الکتروکاردیوگرام)

 

 

گزارش کار:

آزمایشگاه فیزیولوژی 

موضوع :

نوار قلب (الکتروکاردیوگرام)

  زمان آزمایش :

دوشنبه 1/7/92 ساعت 15:15

 

 

مقدمه :

الکتروکاردیوگرام یا نوار قلب (ECG) ثبت نوشتاری پتانسیل­های تولید شده توسط قلب و در واقع نوار فعالیت الکتریکی قلب است. سیگنال­ها بواسطه الکترودهای فلزی که به اندام­ها و قفسه سینه متصل می‌شوند، دریافت شده و توسط دستگاه نوار قلب تقویت و ثبت می‌گردند.

نوار قلب یکی از بی‌خطرترین و ساده ‌ترین اقداماتی است که اطلاعاتی ارزشمند در مورد قلب به پزشک می‌دهد. نوار قلب در بررسی دردهای قلب و سکته‌های قلبی ارزش خاصی دارد و به عنوان اقدامی روتین در تمام کسانی که مشکوک به مشکلات حاد قلبی باشند صورت می‌گیرد.

نوار قلب کاربردهای زیادی دارد. اما شاید بیشترین استفاده‌ای که از آن برده می‌شود، در بررسی بیماریهای ایسکمی قلب (مانند آنژین صدری و سکته قلبی) باشد. در این بیماری­ها نوار قلب دچار تغییرات خاصی می‌شود که حتی می‌تواند محل سکته و شدت آنرا بازگو نماید. در افرادی که تمام یا قسمتی از قلبشان بزرگ شده است نیز نوار قلب کاربرد دارد. همچنین تشخیص دقیق آریتمی‌ها یا بی‌نظمی قلبی از موارد بسیار مهمی است که تنها با انجام نوار قلب میسر است. از آنجایی که نوار قلب یک نوع بررسی وضعیت الکتریکی یا انقباضی قلب است، این آزمایش می‌تواند اختلالات هدایتی و عضلانی قلب را بخوبی نشان دهد.

نوار قلب نه تنها وضعیت قلب را نشان می‌دهد، بلکه در بررسی وضعیت کلی بدن نیز واجد اهمیت است. میزان پتاسیم خون تاثیر مستقیم روی نوار قلب می‌گذارد و حتماً باید صحت آن مورد بررسی قرار گیرد. از سوی دیگر در سکته‌های مغزی و بیماریهای ریوی و مسمومیتهای دارویی نیز نوار قلب ممکن است تغییرات خاصی را نشان دهد که تشخیص آن به عهده پزشک است.

نوار قلب محدودیت­های خاص خود را نیز دارد و نباید آن را به عنوان تنها وسیله تشخیص بیماری­های قلبی مطرح کرد. بیماری­های زیادی را نمی‌توان با نوار قلب تشخیص داد و باید از روش­های معاینه یا آزمایشی دیگر نیز مدد گرفت، لذا انتخاب صحیح هر وسیله تشخیصی برای هر بیماری قلبی اهمیت دو چندان پیدا می‌کند و این انتخاب به عهده پزشک است.

 

 ECG روی صفحات مخصوصی ثبت می‌شود که به خانه‌های مشبکی با مساحت 1میلیمتر مربع تقسیم شده‌اند. از آنجا که سرعت حرکت کاغذ نوار قلب معمولا 25 میلیمتر در ثانیه است، کوچکترین مربع با عرض 1mm معادل 04/0 ثانیه می‌باشد. در نمودار ایجاد شده، محور افقی زمان و محور عمودی دامنه موج مثبت یا منفی را نشان می‌دهند (همان ولتاژ).

امواج نوار قلبی

امواج فعالیت الکتریکی در ECG بصورت اوج و فرودهای متناوب ثبت می‌شود. نوار قلب طبیعی از چندین موج ، قطعه و ترکیب ایجاد می‌شود. هر دوره قلبی از یک موج P شروع می‌شود و تا موج P بعدی ادامه دارد. P یک موج نسبتا کوچک است که انقباض دهلیز را نشان می‌دهد(8/0ثانیه،2/0 تا 3/0 میلی ولت). بعد از مکثی کوتاه ترکیب QRS به چشم می‌خورد که گویی خط نوار قلب حرکتی سریع به سمت پایین ، بالا و دوباره به سمت پایین داشته است (6/0تا8/0=s ،8/0تا2/1=mv). این ترکیب در اثر انقباض بطنها ایجاد می‌شود و در نهایت پس از مکثی بلندتر موجT مشاهده می‌شود که پر شدن ناگهانی بطنها را نشان می‌دهد. ECG یک قطعه ‌ST و چهار فاصله اصلی دارد: R-R ، PR ، QRS و QT ، که تغییرات هر کدام از اینها نشاندهنده بیماری خاصی است.

  

دستگاه نوار قلب

دستگاه نوار قلب در بیشتر موارد شامل سیمهای زیادی است که باید به بدن فرد اتصال داده شوند تا فعالیت الکتریکی قلب را از دیدگاههای مختلف به ثبت برسانند. حلقه نوار قلب که کاغذی مدرج است داخل دستگاه قرار دارد و سوزن دستگاه که کمی گرم می‌شود خطوطی را روی کاغذ ثبت می‌کند.

دستگاههای نوار قلب خاص‌تری نیز ساخته شده‌اند که همزمان از چند جهت نوار قلب می‌گیرند در مدت کوتاهی تمام لیدهای لازم را دریافت می‌کنند. از این دستگاه 10 سیم خارج می‌شود که 4 سیم آن مربوط به چهار دست و پاست و 6 سیم دیگر مربوط به جلوی قلب است که به ترتیب از V1 تا V6 نام گذاری می­شود، که هر یک به شرح زیر به نقطه ای خاص از قفسه سینه متصل می­شود :

V1 به فضای بین دنده­ای چهارم در سمت راست قفسه سینه و روی قلب متصل می­شود

V2 به فضای بین دنده­ای چهارم در سمت چپ قفسه سینه و روی قلب متصل می­شود

V3 به فضای بین دنده­ای چهارم در سمت چپ و بین V2 و V4 متصل می­شود

V4در فضای بین دنده­ای پنجم متصل می­شود

V5 به فضای بین دنده­ای پنجم روبروی خط زیر بغل متصل می­شود

V6 به فضای بین دنده­ای پنجم و روی خط زیر بغل متصل می­شود

 

روش کار :

پس از آنکه الکترودها به ژل خاصی آغشته شدند، از طریق گیره‌ها یا بادکش­های مخصوصی به بدن وصل می‌شوند. اتصال درست تمام سیم­ها برای گرفتن یک نوار قلب دقیق ضروری است. محل وصل شدن بادکش­های جلوی قلب نیز اهمیت خاصی دارد و فرد باید با این کار کاملا آشنا باشد.

بهتر است که بیمار ساعت و سایر لوازم فلزی خود را در بیاورد. سیمهای مربوط به جلوی قلب نیز با بادکشهای خاص و یا ترتیب مشخصی از جلوی قلب تا پهلوی چپ به بیمار چسبانده می‌شوند و سپس به صورت اتوماتیک یا دستی 12 نوع مختلف نوار گرفته می‌شود. در هر نوع سیم­های خاصی دریافت الکتریسیته را بر عهده دارند تا در نهایت نمایی کامل از قلب برداشته شود. 6 نوار اول وظیفه ثبت لیدهایی از دست و پا را به عهده دارند و 6 نوار دوم مربوط به سیمهای جلوی قلبی می‌باشند. در ضمن معمولاً یک نوار بلندتر از لید شماره 2 گرفته می‌شود تا سلامت ضربان قلب در طول زمان مشخص شود.

گزارش کار آزمایشگاه میکروبیولوژی ۲ آشنایی با لام نئوبار

گزارش کار:

آزمایشگاه میکروبیولوژی ۲

موضوع :

آشنایی با لام نئوبار 

   زمان :

دوشنبه 10/7/92 ساعت 15:15

 

 

 

مقدمه :  لام نئوبار یا توما:

از دو مستطیل شفاف در وسط تشکیل شده است که دارای درجه بندی برای شمارش گلبول سفید و قرمز است. هر مستطیل در زیر میکروسکوپ به صورت یک مربع ۳ میلیمتری که به ۹ مربع ۱ میلیمتری تقسیم شده است مشاهده می شود. مربع هایی که در چهارگوشه قرار دارند مسئول شمارش گلبول سفید می باشند و مربعی که در وسط قرار دارد، دارای تقسیم بندی ریزی است که برای شمارش گلبول قرمز باشد.

 

 

شرح کار :

پس از آشنایی تئوری با لام نئوبار، برای درک بهتر مطلب لام در زیر میکروسکوپ نوری مشاهده کردیم. تقسیم بندی ها برای شمارش فاکتورهای خونی در جلسات بعد مورد توجه قرار گرفت. مربع های موجود در گوشه ها برای شمارش گلبول های سفید و مربع مرکزی برای شمارش گلبول های قرمز به کار می رود که خود شامل تقسیم بندی ریزتری است.

گزارش کار آزمایشگاه فیزیولوژی بررسی رفلکس های عصبی

 گزارش کار:

آزمایشگاه فیزیولوژی 

موضوع :

بررسی رفلکس­های عصبی  

   زمان :

دوشنبه 10/7/92 ساعت 15:15

 

 

 

تئوری آزمایش :

رفلکس­ها واکنش­های غیر ارادی بدن در مقابل محرک­ها هستند. زمانی که یک پیام عصبی با پیغام خطر از اعصاب محیطی به سمت اعصاب مرکزی حرکت کند، پاسخ به محرک با اولویت انجام می­شود، به نحوی که بدن قبل از رسیدن به مغز و از طریق نخاع و گاهی بصل النخاع به این گونه محرک­ها پاسخ می­دهد. فلسفه وجود این گونه پاسخ­ها کاهش از شدت خسارت است که برای بدن بسیار حیاتی می­باشد. مثلاً در هنگام احساس حرارت زیاد در دست رفلکسی عصبی باعث عقب کشیدن سریع دست می­شود تا از شدت سوختگی جلوگیری کند.

سرعت این رفلکس­ها به شرایط روحی و جسمی بستگی دارد. برای مثال اگر فرد عصبی باشد سرعت این پاسخ­ها بیشتر می­شود. در نتیجه می­توان با بررسی این رفلکس­ها به شرایط عصبی و روحی بیمار نیز پی برد.

رفلکس­ها انواع مختلفی دارند که ما دو نوع کششی و نوری را در این آزمایش مشاهده می­کنیم.

شرح آزمایش :

اولین رفلکسی که مورد بررسی قرار گرفت، رفلکس زردپی زیر زانو بود. این رباط استخوان کشک را به استخوان درشت­نی ساق پا متصل می­کند. از همکار درخواست کردیم که روی صندلی (یا میز کار بسته به قد) بنشیند، به نحوی که پاها کاملاً آویزان و آزاد قرار گیرد. سپس با دست استخوان کشک را لمس کرده و محل زردپی زیر کشک را یافتیم و با چکش مخصوص به آرامی به زردپی ضربه زدیم.

 

 

 

 

 

 

مشاهده شد که پا به سمت جلو پرتاب می­شود و این عمل کاملاً غیر ارادی می­باشد و این رفلکس از نوع کشش است.

دومین رفلکس، مربوط به زردپی عضله سه سر بازو بود. این رباط عضله سه سر بازرو(جلوی بازو) را به استخوان درشت نی ساعد متصل می­کند. برای بررسی از همکار خواستیم که دست خود را به نحوی نگه دارد که بازو در امتداد شانه قرار گیرد و از آرنج به سمت پایین خم شود. سپس با دست استخوان آرنج را لمس کردیم و زردپی که از آرنج به سمت پشت بازو قرار دارد را لمس کرده و با چکش مخصوص به آرامی به آن ضربه زدیم.

 

مشاهده شد که ساعد دست به سمت بالا حرکت می­کند. این رفلکس هم از نوع کششی است.

 

 

سومین رفلکس، مربوط به زردپی عضله دو سر بازوست. از همکار خواستیم که دست خود را در حالتی راحت به نحوی قرار دهد که ساعد و بازو زاویه­ای تقریباً 90 درجه نسبت به هم داشته باشند. سپس در خم داخلی آرنج و متمایل به سمت بازو زردپی را لمس کردیم و انگشت شصت را روی محل زردپی قرار دادیم و به آرامی با چکش مخصوص رو شصت خود ضربه وارد کردیم.

 

مشاهده شد که ساعد حرکتی جزئی به سمت بازو داشت که این رفلکس نیز از نوع کششی می­باشد.

 

 

آخرین رفلکسی که مورد بررسی قرار گرفت از نوع نوری و مربوط به مردمک چشم بود. چراغ قوه را روشن کرده و به سمت چشم همکار گرفتیم.

مشاهده شد که مردمک چشم بدون ارادهء فرد تنگ شد. این رفلکس از نوع نوری است و در صورتی که به تاباندن نور ادامه ندهیم پس از مدتی مردمک باردیگر باز می­شود.

   

 

گزارش کار آزمایشگاه فیزیولوژی خواندن نوار قلب

 

گزارش کار:

آزمایشگاه فیزیولوژی 

موضوع :

بررسی خواندن نوار قلب

   زمان :

دوشنبه 10/7/92 ساعت 15:15

 

 

 

 

مقدمه :

در جلسه پیش آموختیم که نوار قلب چگونه گرفته می­شود و چه اطلاعاتی به پزشک می­دهد. حال می­خواهیم بدانیم که پزشک این اطلاعات را چگونه از نوار قلب بدست می­آورد، خواندن صحیح نوار قلب چگونه است و به چه چیزهایی در نوار قلب باید توجه کرد؟!

نحوهء خواندن الکتروکاردیوگرام

برای تفسیر و اصطلاحاً خواندن یک ریتم قلبی، مساله‌ی مهم توجه به تمام اجزا، امواج، قطعات و فواصل موجود بر روی نوار ریتم، قبل از قضاوت در مورد آن، می‌باشد. جهت جلوگیری از سردرگمی، می‌بایست یک توالی منطقی را در ذهن خود ترسیم، و در مواجهه با هر ریتم قلبی، از آن توالی پیروی کنید. برای این مهم، روش 5 مرحله‌ای زیر را پیشنهاد می‌کنیم :

قدم اول: سرعت ضربان قلب را محاسبه کنید

قدم دوم: نظم را پیدا کنید

قدم سوم: امواج P را نگاه کنید

قدم چهارم: به فواصل PR توجه کنید

قدم پنجم: عرض کمپلکس‌های QR را مورد توجه قرار دهید

 

قدم اول: محاسبه‌ی سرعت ضربان قلب

برای تعیین سرعت ضربان قلب از روی الکتروکاردیوگرام، روش‌های متعددی وجود دارند. 4 روش شایع، در زیر معرفی می‌شوند:

روش اول: روش 6 ثانیه‌ای

روش دوم: روش مربع‌های بزرگ

روش سوم: روش مربع‌های کوچک

روش چهارم: روش ترتیبی

 

 

روش 6 ثانیه‌ای

این روش ساده‌ترین، سریع‌ترین و فراوان‌ترین روش اندازه‌گیری سرعت ضربان قلب از روی الکتروکاردیوگرام می‌باشد؛ که برای محاسبه‌ی ریتم‌های نامنظم و برادیکارد، نسبت به سه روش دیگر اولویت دارد. در این روش، 6 ثانیه از یک نوار ریتم انتخاب می‌شود (30 مربع بزرگ)، و سپس تعداد کمپلکس‌های QRS در این فاصله‌ی 6 ثانیه‌ای شمرده و در عدد 10 ضرب می‌شود تا تعداد ضربان قلب در یک دقیقه به دست آید.

 

 

 

روش مربع‌های بزرگ

چنانچه گفته شد، هر مربع بزرگ بر روی محور افقی معادل 2/0 ثانیه است. با این پیش زمینه، در این روش تعداد مربع‌های بزرگ بین دو کمپلکس QRS متوالی شمرده شده و عدد 300 را به تعداد مربع­های بزرگ تقسیم می‌کنیم.

 

روش‌ مربع‌های کوچک

چنانچه گفته شد، هر مربع کوچک بر روی محور افقی معادل 04/0 ثانیه است. با این پیش زمینه، در این روش عدد 1500 را بر تعداد مربع‌های کوچک بین دو کمپلکس QRS تقسیم می­کنیم.

 

روش ترتیبی (sequential)

در این روش یک موج را که دقیقاً بر روی یک خط تیره‌ی بزرگ قرار گرفته است پیدا کنید. خطوط تیره‌ی بعدی به ترتیب معرّف 300، 150، 100، 75، 60 و 50 هستند. یعنی اگر موج R بعدی روی خط تیره‌ی بعد افتاده باشد، تعداد ضربان قلب 300 و اگر روی خط تیره‌ی دوم افتاده باشد، تعداد ضربان قلب 150 است، الی آخر. در بسیاری از موارد چون موج R بعدی دقیقاً روی خط تیره واقع نمی‌شود، این روش یک محاسبه‌ی تخمینی است؛ اما چون به محاسبه‌ی خاصی احتیاج ندارد، روشی بسیار پرطرفدار می‌باشد

 

 

تعداد ضربان طبیعی قلب بین 60 تا 100 ضربه در دقیقه می‌باشد که به صورت فیزیولوژیک می­تواند کمتر(مثلاً در ورزشکاران) و یا بیشتر (مثلاً در نوزادان) باشد. اگر تعداد ضربان قلب به صورت پاتولوژیک از 60 ضربه در دقیقه کمتر باشد، ریتم مورد نظر برادیکاردی (bradycardia) و اگر از 100 ضربه در دقیقه بیش‌تر باشد، تاکیکاردی (tachycardia) نام دارد.

در گام­های بعدی تفسیر نوار قلبی، هر بی نظمی یا هر تغییر کوچک در نمودار ریتم قلبی نشان دهندهء یک بیماری یا اختلال خاص می­باشدکه بحثی تخصصی و خارج از حیطهء این کلاس می­باشد، پس به همین اندازه اکتفا می­کنیم و پیگیری گام­های بعدی را به ذهن­های کنجکاو میسپاریم.

 

گزارش کار آزمایشگاه هماتولوژی و ایمونولوژی شمارش RBC و WBC به روش دستی

گزارش کار:

آزمایشگاه هماتولوژی و ایمونولوژی

موضوع :

شمارش RBC و WBC به روش دستی

   زمان :

دوشنبه 10/7/92 ساعت 15:10

 

 

 

مقدمه :

 

گلبول­های سفید سلول­های دفاعی بدن در مقابل پاتوژن ها هستند که بر اساس پاتوژنی که به آن پاسخ می­دهند، انواع مختلفی دارند و وظایف متفاوتی را در بدن به عهده می­گیرند. به طور کلی از نظر مورفولوژیک و تصویری که از WBC ها زیر میکروسکوپ دیده می­شود می­توان آنها را به دو گروه کلی تقسیم کرد. دسته ای که سیتوپلاسم آنها گرانول ندارد (آگرانولوسیت)، و دیگری دسته ای که سیتوپلاسم آنها گرانول دارد(گرانولوسیت).

آگرانولوسیت­ها (که سیتوپلاسم آنها بی دانه است) خود به دو دسته تقسیم می­شوند، یکی لنفوسیت­ها که 25 تا 30 درصد از WBC های خون را تشکیل می­دهند و ویژگی ظاهری و تمایز دهندهء آن­ها سیتوپلاسم نا منظم و هستهء درشت و گرد با هالهء آبی رنگ است. و دیگری مونوسیت­ها که وجه تمایزشان سیتوپلاسم منظم و هستهء لوبیایی شکل با هالهء خاکستری است، که 3 تا 7 درصد از WBC های خون را شامل می­شوند.

گرانولوسیت­ها با سیتوپلاسم دانه دار شامل سه گروه می­شوند :

1-    نوتروفیل­ها که گرانول­های آبی یکنواخت و سر سوزنی دارند، و هسته ای 3 تا 6 قسمتی (که توسط کروماتین به هم متصلند) آن­ها را از دیگر WBCها متمایز می­کند و 60 تا 70 درصد WBCهای خون را به خود اختصاص می­دهند.

2-    ائوزینوفیل­ها با فرآوانی 2 تا 4 درصد که شاخص آن­ها گرانول­های قرمز آجری و هستهء دوقسمتی آن­هاست.

3-    بازوفیل­­ها با هستهء دو قسمتی که نهایتاً یک درصد از WBCها را در گروه خود دارند و تفاوتشان با ائوزینوفیل­ها در رنگ آبی تا بنفش گرانول­های سیتوپلاسمی آن­ها می­باشد.

تعداد WBC ها در خون همیشه و در بین افراد مختلف یکسان نیست. به طوری که آقایان بین 7 تا 9 هزار، خانم­ها بین 5 تا 7 هزار و نوزادان تا 11 هزار WBC در هر میلیمتر مکعب از خونشان دارند.

اگر تعداد WBCها در خون از حد نرمال بیشتر باشد به آن لوکوسیتوز گویند که می­تواند فیزیولوژیک (مثلاً در مواقع عصبانیت و استرس و یا در زنان باردار و نوزاد باشد که طبیعی است) و یا پاتولوژیک باشد (مثلاً در بیماری­های عفونی مثل بونشیت یا مننژیت تعداد WBC ها کاهش می­یابد).

از طرفی اگر تعداد WBC به کمتر از 3 هزار در هر میلیمتر مکعب از خون رسد، به آن لوکوپونی می­گویند که باز هم می­تواند به صورت فیزیولوژیک ویا پاتولوژیک در بدن اتفاق بیافتد. حالت فیزیولوژیک لوکوپونی خیلی نادر است و در شرایطی مثل سرمای خیلی شدید محتمل است. در حالی که حالت پاتولوژیک می­تواند بعد از عفونت­های شدید و یا در بیماری هایی مانند ایدز HIV و سرطان خون به وجود آید و در هر صورت این کاهش شدید WBC به شدت خطرناک و نشان دهندهء کاهش شدید سطح ایمنی بدن است.

(RBC (Red Blood Cell سلولهای قرمز خون هستند که از مهمترین وظایف آنها اکسیژن رسانی به همهء نقاط بدن است و بیشترین سلولهای خونی را تشکیل می‌دهند. RBC ها سلولهایی بدون هسته و مقعر‌الطرفین هستند. در شرایط طبیعی قطر آنها 7 تا 8 میکرون می‌باشد. اگر اندازه سلول کوچکتر از 6 میکرون باشد میکروسیت و اگر بزرگتر از 9 میکرون باشد، ماکروسیت نامیده می‌شوند. حضور گویچه‌های قرمز با اندازه‌های مختلف در خون را Anisicytosis و حضورشان با اشکال متفاوت در خون را Poikilocytosis می‌نامند، که در شرایط پاتولوژیک دیده می‌شوند.

تعداد RBCها در حالت طبیعی در خون زنان کمتر از مردها و معادل 3.6 تا 5.5 میلیون در هر میکرولیتر است، حال آنکه تعدادشان در خون مردان 4.1 تا 6 میلیون در هر میکرولیتر می‌باشد. نسبت حجم سلولهای خون به کل خون برحسب درصد را هماتوکریت می‌نامیم. هماتوکریت در زنان سالم و بالغ 45 - 35 درصد و در مردان سالم و بالغ 50 - 40 درصد می‌باشد.

گلبولهای قرمز سلولهایی مقعرالطرفین و قابل انعطاف هستند که ضمن عبور از مویرگهابهم چسبیده و به صورت میله‌ای استوانه‌ای درمی‌آیند که رولکس (Rouleaux) نامیده می‌شود. شکل ویژه و انعطاف پذیری زیاد RBC را، به پروتئینهای محیطی ویژه‌ای نسبت می‌دهند که به سطح داخلی غشای آنها چسبیده‌اند. برخی از بیماریهای ارثی خون مانند کروی یا بیضی شکل بودن RBC از نقص پروتئینهای فوق ناشی می‌گردد.

 

WBC:

روش کار :

روش کار در شمارش دستی WBCها تفاوت اندکی با شمارش RBC به کمک لام نئوبار دارد، که این تفاوت در مربع های مورد توجه برای شمارش است و به طور کلی شامل مراحل زیر است :

1-    سوراخ کردن نوک انگشت با لنست

2-    نزدیک کردن ملانژور به محل خونریزی جهت بالا آمدن خون تا عدد یک بر اساس درجه بندی ملانژور

3-    مکش محلول مارکانو از شیشه ساعت به ملانژور بوسیلهء لولهء لاستیکی (محلول مارکانو علاوه بر رقیق کردن خون موجب از بین رفتن RBCها شده و از اشتباه در شمارش آن­ها جلوگیری می­کند)

4-    قرار دادن ملانژور در دستگاه شیکر به مدت یک دقیقه

5-    قطره گذاری اول روی شیشه ساعت برای جلوگیری از خطا و سپس روی لام نئوبار

6-    شمارش WBCها زیر میکروسکوپ به روش زیگ زاگ در هر مربع بزرگ

7-    جمع کردن اعداد حاصل از شمارش W1 تا w4 و تقسیم آنها بر 4 (برای بدست آوردن میانگین) و سپس ضرب کردن در عدد رقت (20) و پس از آن ضرب کردن در عدد 10 (برای محاسبهء تعداد در هر میلیمتر مکعب)

نکته : مربع های مورد استفاده برای شمارش WBC، چهار مربع واقع در چهار رأس بزرگترین مربع است که هریک به 14 مربع کوچکتر تقسیم می­شوند و در شکل زیر با حرف W نمایش داده شده است.

 

محاسبات :

W1= 30,W2=23,W3=36,W4=44,Wt= 133

(133/4)*20*10=6650

 

RBC:

روش کار :

ابتدا مقداری از محلول هاین در شیشه ساعت ریختیم. سپس لوله لاستیکی مکنده را به انتهای ملانژور متصل کرده و با مکش خون را تا علامت 5/0 روی ملانژور بالا کشیدیم. با خم کردن لوله لاستیکی مکنده از خالی شدن ملانژور جلوگیری کردیم و بلافاصله سر ملانژور را در شیشه ساعت قرار دادیم و محلول هایم را تا علامت ۱۰۱ (بعد از برامدگی ملانژور) بالا کشیدیم تا به رقت 1 به 200 برسیم. بعد از حصول این نسبت، ملانژور را به مدت 3 الی 5 دقیقه در دستگاه shaker قرار دادیم.

در مدت زمان حرکت دستگاه یک لامل تمیز را روی لام نئوبار گذاشتیم به طوری که از لبهء پایینی کمی فاصله داشته باشد. بعد از پایان زمان مورد نظر ملانژور را برداشته و قطرهء اول را دور ریخته و قطره دوم را نزدیک به لبهء لامل قرار دادیم. پس از اینکه قطره به زیر لامل کشیده شد، نمونه آمادهء مشاهده زیر میکروسکوپ است.

 با عدسی x10 مربع های R را پیدا کرده و با عدسی x40 تعداد RBCها در این 5 مربع را شمارش کردیم ( برای شمارش گلبولهای قرمز از روی لام هماسیتومتر از مربع وسط که خود شامل 25 مربع کوچک است استفاده میکنیم و معمولا 5 مربع از 25 مربع شمارش میشود).

عدد به دست آمده (تعداد RBCها در مربع های R) را در 5 ضرب کردیم تا تعداد حدودی RBC در هر 25 مربع را بدست آوریم. سپس حاصل را در فاکتور رقت(200) ضرب و بر حجم هر مربع R (004/0) تقسیم کردیم.

محاسبات :

 خودت انجام بده

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 اثر مهار کننده ها بر فعالیت انزیم

 

هدف از ازمایش

"بررسی عوامل فزیکوشیمیایی بر فعالیت انزیم"

اثر مهار کننده ها بر فعالیت انزیم ها

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . محلول لوگول . .محلول نیترات جیوه  . محلول امیلاز . نشاسته..بن ماری

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392

 

 

 

مقدمه

آنزیم:

آنزیم ها پلیمرهای بیولوژیکی هستند این پلیمرها واکنشهای شیمیایی را طوری کاتالیز می کنند که نتیجه ی آن ایجاد حیات به شکل موجود می باشد.

آنزیم هایی که تبدیل یک یا چند ترکیب(سوبسترا)را به یک یا چند ترکیب مختلف (محصولات)کاتالیز می کنند سزعت واکنش های مربوط را حداقل به میزان 106

برابر حالت بدون کاتالیزر افزایش می دهند.

آنزیم هاکاتابولیست هایی فوقالعاده انتخابی و اختصاصی هستند که دارای ویژگی های فضایی می باشند و این توانایی  به سلول زنده می دهند که به طور هم زمان طیف وسیعی از فرایند ها ی شیمیایی را هدایت نموده و به طود مستقیم کنترل می کنند.آنزیم ها را می تون به دو دسته تقسیم کرد:

1.                      آنزیم هایی که فعالیت آنها فقط به ساختمان پروتئینی انها بستگی دارد .

2.                      آنزیم هایی که برای فعالیت خود به ترکیبات غیر پروتئینی نیاز دارند.

در واکنش هایی شیمیایی که توسط آنزیم ها کاتالیز می گردد معمولا سه جسم شرکت دارند:

1.          ماده ی اولیه یا سوبسترا

2.          فعال کنندهی غیر پروتئینی + آنزیم یا آنزیم به تنهایی

3.         محصول

آنزیم ها در طی واکنش  به   مصرف نمی رسند و بدون هیچ تغییری باقی می مانند.به طور طبیعی آنزیم ها در بافت ها هستند که بر اثر آسیب بافتی داخل خون می آیند و ممکن است شوک ایچاد کنند.

 

نام گذاری و طبقه بندی آنزیم ها:

برای نام گذاری آنزیمها قبلا لفظ ase را در آخر نام سوبسترا اضافه می کردند.

مثلا انزیمی که روی نشاسته تاثیر می گذارد آمیلاز و آنزیمی که روی اوره اثر می گذارد اورهاز می نامند. وقتی مشخص گردید بعضی انزیم ها شکل های متعددی دارند از حروف و اعدادی برای تمایز انها استفاده شد سپس برای حذف ابهامات اتحاد بین المللی بیوشیمی انزیم ها را بر حسب نوع واکنشی که کاتالیز مینمایند به 6 دسته اصلی تقسیم کردند که هر طبقه خود به چند گروه تقسیم می شوند به طوری که شناسایی یک آنزیم با 4 عدد شروع می شود :

1.    عدد اول متعلق به نوع واکنش انزیم

2.     اشاره به نوع کوآنزیم میکند.

3.      عدد سوم دسته انزیم

4.     شماره ردیف هر انزیم و نوع سوبسترا را مشخص می کند.

برای مثال در  الکل دهیدروژناز E:1111 است.

**در واکنش های تعادلی معمولا واکنشی که متداول تر است را در نظر می گیریم.

6دسته اصلی آنزیم عبارتند از :

1.                      اکسیدو ردوکتاز:باعث اکسیداسیون یک جسم (از دست دادن الکترون – پروتون و گرفتن اکسیژن) و احیا جسم دیگر می شوند.این انزیم ها اغلب دارای یک کوانزیم هستند.

2.ترانسفراز :عمل انتقال یک ریشه یا عامل شیمیایی را از یک جسم به جسم دیگر انتقال می دهند .برای مثال :هگزوکیناز باعث انتقال یک ریشه ی فسفریک از یک ملکول ATPبر روی هگزوز می گردد.

3.هیدرولاز:باعث هیدرولیز پیوندهای مختلف مانند پیوندهای پپتیدی و استری گلیکوزیدی می گردند که این عمل را با همراهی یک ملکول آب انجام می دهند.

4.لیاز :شکستن پیوندهایC-C,C-O ,C-N و سایر پیوندها را با باحذف اتمو بافی گذاشتن پیوندهای دوگانه کاتالیز  میکنند و انرژی خود را از ATPنمی گیرند و از شکستن پیوندها می گیرند.

5.ایزومراز :تغیرات هندسی  یا ساختمانی درون یک ملکول را کاتالیز می کنند.

6.لیگاز :اتصال دو ملکول را به هم توام با هیدرولیز ATP را کاتالیز می کنند.

 

 

سوبسترا باعث تغییر آرایش فضایی در انزیم ها می شود.

در اواخر قرن 19 امیل فیشر تناسب و هم شکلی بسیار اختصاصی بین انزیم ها و سوبسترا را با قفل و کلید مقایسه کرد درحالی  مدل پاسخ گوی اختصاصی بودن بی نظیر برهم کنش انزیم-سوبسترا می باشد اما انعطاف پذیری اشاره شده مربوط به جایگاه فعال انزیم و توجیه تغییرات دینامیکی حین کاتالیز رادر نظر نمی گیرد.

دانیل کوشلند با مدل قالب القا شده به این نقطه ضعف پرداخت این مدل بیان می کند وقتی سوبسترا به یک انزیم نزدیک شده و به ان متصل می شود تغییری در ارایش فضایی انزیم ها ایجاد می شود.

نتیجه ی منطقی این است که انزیم هم به نوبه خود تغییرات متقابل در سوبسترایش القا می کند و انرژی اتصالات را برای تبدیل سوبسترا  به محصول به کار می گیرد.

 

 

گروه های پروستتیک – کوفاکتورها و کوانزیم ها نقش های مهمی را در کاتالیزور بر عهده دارند.

همانطور که قبلا اشاره شد  بسیاری از انزیم ها حاوی ملکولهای غیر پروتئینی کوچک و یه یون های فلزی هستند که مستقیما در اتصال به سوبسترا یا فرایند کاتالیز شرکت می کنند این اجزا گروه های پروستتیک – کوفاکتور و کوانزیم نامیده می شوند.

*گروه ها یروستتیک بر اساس اتصال محکم و پایدار خود با ساختمان پروتئینی انزیم از طریق نیروهای کووالان و یا غیر کوالان مشخص می گردند فلزات جز معمول ترین گروهای پروستتیک هستند.تقریبا 3/1 تمامی انزیم ها حاوی یون های فلزی با اتصال محکم بوده و به همین دلیل انها را متالو انزیم می نامند.

از جمله این عوامل میتوان پیریدوکسال فسفات – تیامین پیروفسفات – بیوتین – FMN-FAD و یون های فلزی است.

*در حقیقت پروستتیک ها کوانزیم هایی هستند که محکم به سوبسترا متصل شده اند.

1.تیامین پیروفسفات TPPکه هز ویتامین B1مشتق و در واکنش های دکربوکسیلاز شرکت میکند.

2.فلاوین منونوکلئوتید FMN و فلامین ادنین دی نوکلئوتید FADهر دو از ویتامین B2یا ریبوفلامین مشتق و در واکنش های اکسیدوردوکتاز شرکت می کنند.

 

 

 

3.فسفات پیریدوکسال:از ویتامین B6یا پیریدوکسال مشتق می شود این کوآنزیم عمل انتقال عامل آمین از یک اسید آمینه برروی یک اسید آلفا ستونیک را برعهده دارد.

4.بیوتین:از ویتامینHیابیوتین مشتق شده است و کوآنزیم آنزیم های کربوکسیلاز می باشد.

5.کوآنزیم تترا هیدروفوبیک اسیدTHF:از اسیدفولیک مشتق میشود و انتقال گروه کربونیل را برعهده دارد.

6.کوبالید:از ویتامینB12 یاکوبالامین مشتق شده است ودرواکنش های آلکیلاسیون شرکت دارد.

7.نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتیدNAD+]] ونیکوتین آمیدآدنین دی نوکلئوتیدفسفات NADP+]]که هردوازویتامین نیکوتین آمید مشتق شده اندودرواکنش های اکسیدوردوکتازشرکت می کنند.

کوفاکتورها به طور برگشت پذیر به آنزیم هاویاسوبستراها متصل می شوند.کوفاکتورها فعالیت هایی مشابه کروه های پروستتیک دارندولی به صورت موقتی وقابل تفکیک به آنزیم ها یاسوبستراهایی نظیرATP اتصال می یابند از این رو بر خلاف گروه های پروستتیک که دارای ارتباط محکم هستند کوفاکتورهارا باید درمحیط اطراف آنزیم برای کاتالیز وجود داشته باشند معمول ترین کوفاکتورها را یونهای فلزی تشکیل می دهند وآنزیمهایی که نیاز به یک کوفاکتور یون فلزی دارند را آنزیم های فعال شونده توسط فلز کوینده تا ازمتالوآنزیم ها تمایز داده شوند.

کوآنزیم هابه عنوان شاتل های سوبسترایی عمل می کنند.کوآنزیم ها به صورت شاتل های قابل چرخش- یا معرف های انتقال گروه-عمل می کنند که بسیاری ازسوبستراها را ازمحل تولی به محل مصرف آنها انتقال می دهند.علاوه براین اتصال به کوآنزیم منجر به پایداری سوبستراهایی نظیر اتم های هیدروژن یایونهای هیدریدی می گردد که درمحیط آبی سلول ناپایدار هستند.

بسیاری ازکوآنزیم ها وکوفاکتورهاوگروههای پروستتیک مشتقاتی ازویتامین هایBهستند که بدن انسان قادر به سنتز آنها نیست وبایدتوسط موادغذایی به بدن انسان برسند.

اما برخی از آنهانیزتوسط بدن ساخته می شوند:

 

الف)کوآنزیم های تتراپیرولی که ساختمانی شبیه هم دارند.

ب)اسید لیپوئیک

پ)کوآنزیمQ  یااوبیکینون)ATP

*اگر یک آنزیم هم یون وهم کوآنزیم به آن وصل شده باشد به آن هولوآنزیم گفته می شود.

                                                 

 

سینتیک آنزیمی

سینتیک آنزیمی عرصه ای در بیوشیمی است که با اندازه گیری کمی سرعت واکنشهای آنزیمی و مطالعه ی اصولی عوامل موثر در این سرعت ارتباط دارد .

وقتی آنزیم با سوبسترا ترکیب می شود چهار مرحله یا چهار فاز بوجود می آید:1_فاز تاخیری یا lag time  :زمانی که طول میکشد تا سوبسترا جای خود را روی آنزیم  پیدا کند که در این فاز محصولی تولید نمیشود .

2_فاز درجه صفر :سوبسترا در جایگاهش قرار میگیرد که مقدار آن هم زیاد است در این مرحله بدلیل زیادی سوبسترا واکنش رفت غالب بر واکنش برگشت است در نتیجه محصولات خیلی زیاد نیست .

3_فاز مخلوط :مقدار محصولات زیاد میشود بطوری که خود محصولات نیز میتوانند بصورت سوبسترا عمل کنند و واکنش برگشت انجام شود .

4_فاز تعادلی :سرعت واکنش رفت با برگشت برابر است .

اثر عوامل مختلف بر سرعت آنزیم:

1_دما :افزایش دما سرعت واکنشهای شیمیایی را افزایش میدهد ولی در مورد واکنشهای آنزیمی دو اثر مختلف دارد .1_افزایش سرعت واکنشهای آنزیمی  2_بر هم زدن ساختمان پروتئینی آنزیم که موجب از بین رفتن فعالیت آنزیم میشود .با افزایش دما بیش از 50 درجه ساختمان پروتئینی آنزیم دگرگون میشود .

دمای ایده آل ((optimum:

دمایی که در آن میزان فعالیت آنزیم حداکثر است که این دما برای اغلب آنزیمهای بدن انسان 37 درجه است .

2_ph:

Ph اپتیمم :ph ی که در آن هر آنزیمی بیشترین فعالیت را از خود نشان میدهد که اینph  برای اکثر آنزیمها همان ph خون است به غیر از آنزیمهای معده (پپسین)که در  ph  اسیدی فعالیت دارند و آنزیم کلین استراز که درph قلیایی عمل میکند .ph  روی ساختمان برخی آنزیمها مثل پاپالین اثر ندارد .

3_غلظت سوبسترا :

با افزایش غلظت سرعت واکنش افزایش می یابد تا اینکه تمام مولکولهای آنزیم اشباع شوند بعد از آن افزایش غلظت دیگر اثری روی سرعت ندارد و سرعت مستقل از غلظت عمل میکند .منحنی سرعت بر حسب غلظت یک منحنی هایپرولیک است .در یک لحظه خاص تنها مولکولهایی از سوبسترا که به شکل کمپلکسES به آنزیم اتصال یافته اند میتوانند به محصول تبدیل شوند .

غلظت آنزیم :

سرعت یک واکنش آنزیمی تا زمانی که سوبسترا به مقدار کافی در محلول موجود باشد مستقیما متناسب با غلظت آنزیم میباشد ولی در صورتی که افزایش غلظت آنزیم ادامه یابد زمانی میرسد که دیگر سرعت واکنش به علت کمبود مقدار سوبسترا افزایش نمی یابد .

 

رابطه ميكائيليس و منتون :

ميكائيليس و منتون  فرمول زير را براي محاسبه ي سرعت واكنش آنزيمي ارائه دادند .   

                                           V0=Vm.(S)/Km.(S)

 

وابستگي سرعت واكنش ابتدايي به s وk  را مي توان با ارزيابي معادله ميكائيليس و منتون در سه حالت بيان نمود :

1.وقتي   (S) بسيار كمتر از Km باشد در نتيجه ميزان   Km+(S)    اساسا برابر Km  مي باشد كه در نتيجه رابطه ي نامبرده به صورت مقابل خلاصه ميگردد:                               V0=Vm/Km.(S)

 

پس نسبت آنان نيز ثابت است.

 

2. وقتي   (S) بسيار بيشتر از  Km باشد ميزان    Km+(S)   اساسا برابر (S)  ميباشد كه رابطه ي مزبور به صورت زير خلاصه مي شود :

                                          V0=Vm                                                    

 

در اين رابطه سرعت واكنش ابتدايي  حداكثر Vm   بوده وتحت اثر افزايش غلظت سوبسترا قرار نميگيرد.

3.وقتي    S))=Km   باشدVm/2   كه اين معادله بيان ميكند وقتي ميزان   (S) برابر  km  باشد سرعت ابتدايي نصف ميزان حداكثر ميباشد.

 

در نتيجه    Km  را كه ضريب ثابت ميكائيليس  ميباشد را به اين صورت تعريف ميكنند:

Km مقدار غلظتي است از سوبسترا كه موجب پيدايش نصف سرعت حداكثر آنزيمي ميگردد.

يا

Km غلظتي از سوبسترا است كه در اين غلظت نيمي از نقاط فعال آنزيم توسط سوبسترا اشغال ميشود.

Km با ميل تركيبي آنزيم و سوبسترا رابطه ي عكس دارد .يك km  بزرگ  نشان دهنده ي يك پيوند  ضعيف  بين آنزيم و سوبسترا است . ويك km   كوچك نشان دهنده ي پيوند قوي بين آنزيم و سوبسترا ميباشد.

يعني طبق رابطه ي ميكائيليس و منتون ميتوان گفت  : هر چه آنزيمي فعال تر بوده و ميل تركيبي آن با سوبسترا بيشتر باشد ،سرعت واكنش بيشتر و km كوچكتر است.

 

 

رابطه ي لينویور –برك :

اندازه گيري مستقيم   Vm      ومحاسبه ي   Km  نياز به غلظت هاي بالاي سوبسترا دارد كه براي رسيدن به شرايط اشباع غير عملي است ،پس اگر رابطه ي ميكائيليس و منتون به صورت عكس نوشته شود ،تغييرات عكس سرعت واكنش ، براي عكس غلظت سوبسترا  به صورت يك خط مستقيم خواهد بود ، به طوري كه محل برخورد اين خط با محور عرضها نقطه ي   1/Vm و محل برخورد آن با محور طول ها نقطه ي  -1/Km  مي باشد و رابطه لینویور-برک عبارت است از:

1/V0=km+s/Vm.s                        

 

در نتيجه محاسبه ي ميزان k راحت خواهد بود در حاليكه در رابطه ي منتون و ميكائيليس اينگونه نبوده است.  

 

بررسي انواع تركيب مهاركننده:

تركيباتي كه موجب افزايش سرعت واكنش هاي آنزيمي ميشوند ،فعال كننده و تركيباتي كه موجب كاهش سرعت يا توقف واكنش هاي آنزيمي ميشوند مهاركننده مينامند.

مهارشدن فعاليت آنزيم به اين معني است كه در شرايط مناسب حرارت ، pH ،غلظت سوبسترا سرعت واكنش آنزيمي كاهش يابد .اين پديده يك تغيير شيميايي است و با كم شدن فعاليت آنزيم در اثر دناتوره شدن كه يك تغيير فيزيكي است ، تفاوت دارد.

 

انواع مهاركننده:

1.              مهاركننده هايي كه عمل آنها برگشت پذير است  كه خود شامل سه دسته اند:رقابتی-نارقابتی-غیر رقابتی

 

انواع مهار کننده ها ی برگشت پذیر :

1_مهار کننده رقابتی :با سوبسترا برای اتصال به آنزیم رقابت میکند.این مهار کننده تنها به آنزیم آزاد Eاتصال میابد.لذا افزایش قابل توجه غلظت سوبسترا میتواند سبب حذف مهار کننده رقابتی گردد .در این حالت Vmax  ثابت میماند ولی Km افزایش میابد .اکثر مهار کننده های رقابتی ساختمانی مشابه  سوبسترای آنزیم دارند .

2_مهارکننده نارقابتی :تنها زمانی به آنزیم اتصال میابد که حتما از قبل سوبسترا  به آن اتصال یافته  باشد .این مهار کننده تنها به کمپلکس آنزیم _سوبسترا (ES)متصل میشود .در واقع برای اتصال مهار کننده ابتدا لازم است سوبسترا اتصال یافته  وبا ایجاد تغییر در ساختمان فضایی آنزیم ،امکان اتصال مهار کننده را فراهم سازد .در این حالت هر دو مقدار Vmax و Vm کاهش میابد .

3_مهار کننده غیر رقابتی :اتصال آن کاملا مستقل از اتصال سوبسترا میباشد ،به طوری که میتواند  به E یا ES اتصال یابد در این حالت Vmax کاهش می یابد،ولی Km ثابت می ماند .

 

 

 

 

 

شرح کار

انواع مهاركننده:

1.              مهاركننده هايي كه عمل آنها برگشت پذير است  كه خود شامل سه دسته اند:رقابتی-نارقابتی-غیر رقابتی

 

انواع مهار کننده ها ی برگشت پذیر :

1_مهار کننده رقابتی :با سوبسترا برای اتصال به آنزیم رقابت میکند.این مهار کننده تنها به آنزیم آزاد Eاتصال میابد.لذا افزایش قابل توجه غلظت سوبسترا میتواند سبب حذف مهار کننده رقابتی گردد .در این حالت Vmax  ثابت میماند ولی Km افزایش میابد .اکثر مهار کننده های رقابتی ساختمانی مشابه  سوبسترای آنزیم دارند .

2_مهارکننده نارقابتی :تنها زمانی به آنزیم اتصال میابد که حتما از قبل سوبسترا  به آن اتصال یافته  باشد .این مهار کننده تنها به کمپلکس آنزیم _سوبسترا (ES)متصل میشود .در واقع برای اتصال مهار کننده ابتدا لازم است سوبسترا اتصال یافته  وبا ایجاد تغییر در ساختمان فضایی آنزیم ،امکان اتصال مهار کننده را فراهم سازد .در این حالت هر دو مقدار Vmax و Vm کاهش میابد .

3_مهار کننده غیر رقابتی :اتصال آن کاملا مستقل از اتصال سوبسترا میباشد ،به طوری که میتواند  به E یا ES اتصال یابد در این حالت Vmax کاهش می یابد،ولی Km ثابت می ماند .

عوامل فزیکوشیمیایی موثر در فعالیت انزیم ها به سه دسته میتوان تقسیم کرد:

اثر مهار کننده ها بر فعالیت انزیم

اثر PH بر فعالیت انزیمی

اثر دما بر فعالیت انزیم


آنزیم های اکثرا پروتئینی هستند و با کاهش انرژی فعال سازی واکنش های شیمیایی باعث افزایش سرعت واکنش می شوند و در آخر هم بدون مصرف باقی می مانند آنزیم ها کاتالیزورهای سیستم های بیولوژیکی هستند و  موجب تبدیل اشکال مختلف انرژی بهم دیگر می شوند.lاز مشخصّات قابل توّجه آنزیم ها قدرت کاتالیزوری بالا و اختصاصی بودن آنها بوده و بعلاوه فعّالیّت عدّه زیادی از آنزیم ها قابل تنظیم می باشد.تقریباً تمامی آنزیم های شناخته شده ، ساختمان پروتئینی دارند ولی کشف مولکولهای RNA فعّال از نظر کاتالیزوری نشان داد که فقط پروتئین ها نمی توانند کاتالیزورهای بیولوژیکی مطلق باشند

به استثنای ریبوزیم، همهٔ آنزیم های شناخته شده ، دارای ساختمان پروتئینی هستند. برخی آنزیم ها ، پروتئین های ساده بوده و مرکب از زنجیره های پلی پپتیدی هستند. مثالهایی از این نوع آنزیم ها ، آنزیم های هیدرولیتیک پپسین ، تریپسین  و … هستند

در 2 لوله ازمایش 5 سی سی نشاسته ی 1 درصد و 1 سی سی محلول امیلاز و 1 قطره معرف لوگل می افزاییم بعد در یکی از لوله ها 4 قطره نیترات جیوه دو ظرفیتی افزوده و بر روی لوله دارای انزیم مهار کننده را می نویسیم بعد هر دو  لوله ی ازمایش را به مدت 7 دقیقه در بن ماری 37 درجه گذاشته و بررسی مکنیم در حضور  فلز سنگین جیوه انزیم امیلاز باید به صورت برگشت ناپذیر مهار شود.

 

 

تئوری آزمایش

در 2 لوله ازمایش 5 سی سی نشاسته ی 1 درصد و 1 سی سی محلول امیلاز و 1 قطره معرف لوگل می افزاییم بعد در یکی از لوله ها 4 قطره نیترات جیوه دو ظرفیتی افزوده و بر روی لوله دارای انزیم مهار کننده را می نویسیم بعد هر دو  لوله ی ازمایش را به مدت 7 دقیقه در بن ماری 37 درجه گذاشته و بررسی مکنیم در حضور  فلز سنگین جیوه انزیم امیلاز باید به صورت برگشت ناپذیر مهار شود.

 

 

 

 

 

نتیجه

در نتیجه ی این ازمایش ید که معرف است رنگ زرد دارد و نشاسته که به عنوان سوبسترا عمل می کند بی رنگ است و محصول ما گلوگز بود.به ابن ترتیب اگر در لوله های از مایش انزیم الفا امیلاز اضافه کنیم و رنگ ابی بنفش ایجاد شود می فهمیم که انزیم عمل نکرده ولی اگر رنگ ابی بنفش ایجاد نشود پی بردیم که انزبم به خوبی عمل کرده است.

 

 

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 اثر PH بر فعالیت انزیمی

هدف از ازمایش

"بررسی عوامل فزیکوشیمیایی بر فعالیت انزیم"

اثر PH بر فعالیت انزیمی

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . محلول یدو لوگول . .محلول نیترات جیوه  . محلول امیلاز . نشاسته..بن ماری

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392

 

 

 

 

مقدمه

آنزیم ها

به عنوان کاتالیزور های حیاتی و شیمیایی هستند ، واکنش های متابولیکی را تسهیل می کنند .

اهمیت آنزیم ها :

·         چون واکنش های شیمیایی را تسهیل و تسریع می کنند پس حیات امکان پذیر است .

·         بسیاری از ناهنجاری های ژنتیکی و مادرزادی ناشی از کمبود یک یا چند آنزیم است که به تشخیص کمک می کند .

·         برخی از دارو ها با مهار یا تحریک عمل آنزیم ، عمل خود را ظاهر می کنند .

·         برای بررسی عملکرد طبیعی یک ارگان، اندازه گیری ضروری است .

 

آنزیم ها به دو دسته تقسیم می شوند :

·         یکسری فعالیت شان فقط به ساختمان پروتئینی بستگی دارد که اینها آنزیم های ساده هستند .

·         آنزیم های مرکب : که علاوه بر ساختمان پروتئینی یکسری ترکیبات غیر پروتئینی هم دارند .

این ترکیب غیر پروتئینی می تواند فلز یا ماده ی غیر آلی باشد که اینها کوفاکتور و ممکن است ماده ی آلی باشد که به آنها کوآنزیم می گویند.

کوفاکتور ها شامل : Mg2+ ، Fe2+ ، Zn2+ ، Cu2+ و حتی Ca2+ باشد .

عملکرد این کوفاکتور به دو صورت است ، یا واسط هست برای اتصال آنزیم به ماده ی اولیه یا خودش عملکرد آنزیمی نشان می دهد (Fe2+ در ساختمان کاتالاز ، پراکسیداز و Cu2+ سیتوکروم اکسیداز و . . . وجود دارد . )

 

جایگاه فعال ( Catalytic site ) :

در واکنش های آنزیمی ماده ای که آنزیم روی آن اثر می کند به نام سوبسترا گفته می شود ، تمام آنزیم در واکنش شرکت نمی کند بلکه قسمت کوچکی از آنزیم که به نام جایگاه فعال است در واکنش شرکت کرده و حاوی اسید های آمینه ی سرین و هستیدین است ، ( هر آنزیم نیمه عمر خاصی دارد که بستگی به نوع آنزیم و فعالیت و محل تولید آن دارد)

ویژگی های آنزیم :

·         ویژگی نوری : به استثنای آنزیم اپی مراز epimerase ، بقیه آنزیم ها روی سوبسترایی اثر می کنند که از لحاظ نوری یکسان باشد یا چپ بر ( - ) و یا راست بر ( + )

·         ویژگی به نوع واکنش : هر آنزیمی در بدن واکنش مشخص را انجام می دهد مثلا ً ترنسفراز انتقال مواد را بر عهده دارد

·         ویژگی برای نوع پیوند : بر اساس نوع پیوندی که آنزیم اثر می کند ، آنزیم ها مختلف هستند ، مثلا ً برخی آنزیم ها هیدرولیز می کنند و برخی ها ترکیب می کنند .

·         ویژگی شیمیایی : هر آنزیم بر اساس ماهیت خودش عملکرد بیولوژیکی خاصی نشان می دهد مثلا ً تریپسین ، بعد از اسید های آمینه ی لیزین و آرژنین را می شکند .

اصول کلی :

·         در واکنش های آنزیمی 3 ماده وجود دارد : سوبسترا ، آنزیم ، محصول

·         در واکنش های آنزیمی ، آنزیم مصرف نشده سالم باقی می ماند

·         برای واکنش های آنزیمی مقدار اندکی از آنزیم ضروری است

·         در واکنش های آنزیمی ، آنزیم زمان رسیدن به تعادل را کوتاه می کند

·         برای افزایش سرعت واکنش های شیمیایی آ نزیم ها انرژی مورد نیاز را کمتر می کنند

v      اگر در یک واکنش غلظت سوبسترا و یا حرارت افزایش پیدا کند ، به دلیل افزایش تعداد برخورد های مؤثر سرعت بیشتر می شود ، برای اینکه ماده ی A به B تبدیل شود ، ابتدا بایستی انرژی بگیرد که به نام انرژی فعال سازی گفته می شود و بعد به ماده ی B تبدیل شود . آنزیم ها انرژی را کمتر می کنند

فاکتور های مؤثر بر واکنش های آنزیمی :

1 .  حرارت : باعث افزایش سرعت واکنش می شود که این امر ناشی از افزایش تعداد برخورد های مؤثر است تا 50 درجه سانتی گراد مؤثر بوده و بعد از آن بدلیل تخریب و یا دناتوره شدن ساختمان عملکرد آنزیم از بین می رود شخصی به نام وانت هوف  Vantt Hoff ضریب حرارتی را برای آنزیم ها ارزیابی کرده است که به ازای افزایش 10 درجه ی سانتی گراد سرعت واکنش مشخص خواهد شد ، این ضریب از 1/1 تا 3/5

تغیر است که در اکثر موارد 2 است

 

درجه ی حرارت اپتیمم Optimum : حرارتی که در آن دما بیشترین فعالیت را از خودش نشان می دهد

2 . PH : تغییرات PH هم بر روی آنزیم ها اثر می کند ، PH ای که بیشترین فعالیت را از خود نشان می دهد PH اپتیمم گویند که بین 5 تا 9 است

 

تغییرات PH باعث تغییر در قسمت های زیر می شود :

·         در ساختمان خود آنزیم می تواند مؤثر باشد

·         سویسترا را یونیزه می کند .

·         اسید های آمینه ای را که در جایگاه فعال آنزیم هستند را یونیزه می کند .

3 . غلظت سوبسترا و غلظت آنزیم :

افزایش غلظت آنزیم و غلظت سوبسترا می تواند سرعت واکنش را زیاد کند این افزایش در دو مرحله انجام می شود :

·         در غلظت کم سوبسترا ، تغییرات سرعت متناسب با تغیرات سوبسترا است و معادله به صورت خطی است

·         با افزایش غلظت سوبسترا ، مرحله ای می رسد که در آن معادله افزایشی را از خود نشان نداده و افزایش غلظت سوبسترا ، سرعت را تغییر نمی دهد که به این سرعت ، سرعت ماکزیمم می گویند Vmax . یعنی تمامی آنزیم ها از سوبسترا اشباع هستند و منحنی هم ثابت است .

 

غلظتی از سوبسترا که در آن غلظت سرعت واکنش نصف سرعت ماکزیمم بشود به آن ضریب میکائیلیس منتون   ( Michaelis Menton ) می گویند

این دانشمند فرمول زیر را برای بررسی بهتر واکنش هاب آنزیمی در زمانی که غلضت سوبسترا یا سرعت واکنش تغییر پیدا می کند ، بیان کرده است .


سوبسترا S =

ضریب میکائلیس منتون Km =

سرعت واکنش آنزیمی را در حالتی که سرعت واکنش نصف سرعت ماکزیمم شود را حساب کنید .

در غلظت های کمتر از سوبسترا سرعت واکنش متناسب با سوبسترا است اما در غلظت های بالا سرعت ثابت است

 

 

واحد آنزیم : مقداری از آنزیم که بتواند در مدت زمان یک دقیقه و شرایط اپتیمم یک میکرومولکول سوبسترا به محصول تبدیل بکند و به صورت IU/Lit  نشان می دهند .

IU= International unit

ü   هر چه چقدر Km کمتر باشد آنزیم قوی تر است ، منحنی طبق فرمول میکائیلیس منتون یک منحنی سهمی است و بررسی سختر است .

دانشمندی به نام لینووربرگ با تقسیم 1به طرفین منحنی ، منحنی خطی را به دست آورد که در این منحنی تغییرات عکس سرعت (  1/V) برای عکس غلظت سوبسترا منحنی خطی بود .


      محل تماس منحنی با محور عرض ها را ( 1/vmax) و محل تماس با محور طول ها را        ( -1/km ) می نویسیم .

{برگشت پذیر                       { رقابتی

مهار کننده ها :          {غیر برگشت پذیر                 { غیررقابتی

 

برخی از مواد می توانند عملکرد آنزیم ها را در نتیجه ی اتصال به ساختمان یا جایگاه فعال و یا سوبسترا مهار کنند ، اگر این مهار کننده بعد از مدتی غیر فعال و آنزیم عملکرد خود را به دست بیاورد برگشت پذیر است ، در غیر اینصورت غیر برگشت پذیر است ، برگشت پذیر به دو نوع رقابتی و غیر رقابتی تقسیم می شود .

رقابتی : در این نوع ماده ی مهار کننده از لحاظ ساختاری شبیه سوبسترا است .

موارد زیر بایستی مد نظر باشد :

1.     مهار کننده در این نوع به جایگاه فعال آنزیم متصل می شود

2.     اختصاصی روی یک آنزیم عمل می کند .

3.     اگر غلظت سوبسترای اصلی بیشتر شود مهار شدن آزاد می شود

4.     بعنوان مثال اسید سوکسینیک دِهیدروژناز دارای دو جایگاه فعال است که عوامل کربوکسیل سوبسترا در این جایگاه قرار می گیرند ، سوبسترای اصلی اسید سوکسینیک است که در نتیجه ی عمل اسید مالونیک می تواند مهار شود .

در این واکنش ها یا در نوع رقابتی با افزایش غلظت سوبسترا سرعت واکنش بیشتر خواهد شد و به سرعت ماکزیمم خواهد رسید .

Kmدر این واکنش ها از لحاظ عددی کمتر خواهد شد .

مهار کننده های غیر رقابتی :

در این مهار کننده ها آنزیم در جایگاه فعال مهار نمی شود بلکه مهار کننده می تواند با تغییر در شکل آنزیم یا مواد شیمیایی یا پیوند های شیمیایی عملکرد آنزیم را مهار بکند .

ü   در حضور مهار کننده های رقابتی سرعت واکنش در مقابل غلظت های بیشتر سوبسترا افزایش و به سرعت حداکثر می رسد ، مقدار Km هم افزایش می یابد .

ü   در غیر رقابتی ها مهمترین مواد ، موادی هستند که با گروه های SH یا سولفورید رقابت کرده و به جای اینها جایگزین می شوند از جمله مصمومیت با فلزات سنگین . در این مهار کننده ها Km ثابت است ، اما سرعت تغییر پیدا خواهد کرد .

از مهار کننده های برگشت پذیر برای درمان نیز استفاده می کنیم به عنوان مثال باکتری ها از ویتامینی به نام اسید فولیک برای تقسیم استفاده می کنند ، دارو هایی به نام سولفانامید (سفالکسین ) در درمان استفاده می شود که مشابه اسید فولیک است .

غیر برگشت پذیر : آنزیم عملکرد خودش را به طور دائم از دست می دهد و هیچ وقت هم جایگزین نخواهد شد . مهمترین مثال آن مسمومیت با گاز های جنگی است .

واکنش های آلوستریک :

در این واکنش های چند آنزیمی که به صورت زنجیروار هستند محصول یک واکنش سوبسترا برای واکنش دیگر است مثلا ً تره اونین که یک اسید آمینه است در طی واکنش آنزیمی و با شروع آنزیمی به نام دِهیدراتاز در طی چند مرحله به ایزولوسین تبدیل می شود . اگر ایزولوسین غلظتش بیشتر باشد این سیر آنزیمی بلوک یا مهار می شود .

ایزو آنزیم :

یک آنزیم در جاهای مختلف و در اشکال مختلف که از لحاظ مولکولی تفاوت جزئی داشته باشند

پرو آنزیم :

اکثر آنزیم ها در بدن به صورت غیر فعال سنتز می شوند اما با از دست دادن قسمتی از ساختمان می توانند به شکل فعال درآیند که این فرم غیر فعال را پیش آنزیم می گویند مانند پپسینوژن

 

Log phase :

مرحله ای که سوبسترا با آنزیم پیوند برقرار کرده ولی واکنش آنزیمی شروع نشده است .

انواع آنزیم :

اکسیدو ردوکتاز : باعث اکسیداسیون یک جسم و احیاء جسم دیگر می شوند ، کوآنزیم ، آنزیم های اکسیداز ، هیدروکسیداز و دِهیدروژناز هستند .

ترنسفراز :

نقل و انتقال مواد را انجام می دهند ، مانند هگزوکیناز که گروه فسفر را انتقال می دهد

هیدرولاز :

باعث هیدرولیز پیوند های پپتیدی می شود .

لیاز :

با جدا کردن گروه هایی مثل C - H , C - S , C - C بند دوگانه ایجاد می کنند .

ایزومراز :

که یک ایزومر نوری را به ایزومر بعدی تبدیل می کند .

لیگاز :

باعث پیوند دو تا  ماده به هم می شود

 

 

 

 

شرح کار

Ph مناسب و اپتیمم فزیولوزیکی7 خنثی  کمی مایل به  قلیایی در نظر میگیریم .

عوامل فزیکوشیمیایی موثر در فعالیت انزیم ها به سه دسته میتوان تقسیم کرد:

اثر مهار کننده ها بر فعالیت انزیم

اثر PH بر فعالیت انزیمی

اثر دما بر فعالیت انزیم

ازعوامل موثربر فعالیت آنزیم PH است که تاثیر بسزایی دارد درواقع می توانیم بگوییم هر آنزیمی PH بهینه دارد مطلوبترین PH نقطه ای است که آنزیم فعالترین و بهترین عملکرد را دارا باشد. مقدار بسیار بالا وبسیار پایین PH اثر کاهشی در فعالیت آنزیم دارد. درواقع PH یک عامل در پایداری آنزیم محسوب میشود


آنزیم های اکثرا پروتئینی هستند و با کاهش انرژی فعال سازی واکنش های شیمیایی باعث افزایش سرعت واکنش می شوند و در آخر هم بدون مصرف باقی می مانند آنزیم ها کاتالیزورهای سیستم های بیولوژیکی هستند و  موجب تبدیل اشکال مختلف انرژی بهم دیگر می شوند.lاز مشخصّات قابل توّجه آنزیم ها قدرت کاتالیزوری بالا و اختصاصی بودن آنها بوده و بعلاوه فعّالیّت عدّه زیادی از آنزیم ها قابل تنظیم می باشد.تقریباً تمامی آنزیم های شناخته شده ، ساختمان پروتئینی دارند ولی کشف مولکولهای RNA فعّال از نظر کاتالیزوری نشان داد که فقط پروتئین ها نمی توانند کاتالیزورهای بیولوژیکی مطلق باشند

به استثنای ریبوزیم، همهٔ آنزیم های شناخته شده ، دارای ساختمان پروتئینی هستند. برخی آنزیم ها ، پروتئین های ساده بوده و مرکب از زنجیره های پلی پپتیدی هستند. مثالهایی از این نوع آنزیم ها ، آنزیم های هیدرولیتیک پپسین ، تریپسین  و … هستند

ابتدا در 3 تا لوله ازمایش که در هر کدام 5 سی سی نشاسته 5 درصد 2 سی سی محلول امیلازو 1 قطره محلول یدو لوگولاظافه مکنیم بعد در لوله های 1 تا 3 به ترتیب 2 سی سی از بافر های با  ph اسیدی و خنثی و قلیا یی ریخته و سرو ته کرده و به مدت 7 دقیقه در بن ماری دمای 37 درجه قرار می دهیم.دقت شود که معرف یدولوگل در اخر اضافه شود وبا توجه به تغییرات رنگ نتایج را بررسی می کنیم یعنی رنگ ابی مایل به بنفش.ولوله ای که کمترین تغییر رنگ را داشته باشد ph نزدیک به اوپتیمم را داردو انزیم امیلاز بیشترین فعالیت را در این محیط داشته است و تمام نشاسته را هیدرولیز کرده

  

 

 

 

تئوری آزمایش

 

ابتدا در 3 تا لوله ازمایش که در هر کدام 5 سی سی نشاسته 5 درصد 2 سی سی محلول امیلازو 1 قطره محلول یدو لوگل اضافه می کنیم بعد در لوله های 1 تا 3 به ترتیب 2 سی سی از بافر های با  ph اسیدی و خنثی و قلیا یی ریخته و سرو ته کرده و به مدت 7 دقیقه در بن ماری دمای 37 درجه قرار می دهیم.دقت شود که معرف یدولوگل در اخر اضافه شود وبا توجه به تغییرات رنگ نتایج را بررسی می کنیم یعنی رنگ ابی مایل به بنفش.ولوله ای که کمترین تغییر رنگ را داشته باشد ph نزدیک به اوپتیمم را داردو انزیم امیلاز بیشترین فعالیت را در این محیط داشته است و تمام نشاسته را هیدرولیز کرده

 

 

 

 

نتیجه

امیلاز در محیط قلیایی تا حدودی عمل کرده و رنگ ابی بنفش جزیی ایجاد کرده و تا حدودی فعالیت داشته اما در محیط اسیدی انزیم عمل نکرده و رنگ تیره ای را درست کرد اما در محیط حنثی در حداکثر توان خود عمل کرده و محیط کاملا برنگ شده بود.

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 اثر دما بر فعالیت انزیمی

هدف از ازمایش

"بررسی عوامل فزیکوشیمیایی بر فعالیت انزیم"

اثر دما بر فعالیت انزیمی

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . معرف  یدیدوره. .حمام اب یخ  . محلول امیلاز . نشاسته..بن ماری.گیره

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392

 

 

 

مقدمه

اثر دما بر فعالیت انزیم


آنزیم های اکثرا پروتئینی هستند و با کاهش انرژی فعال سازی واکنش های شیمیایی باعث افزایش سرعت واکنش می شوند و در آخر هم بدون مصرف باقی می مانند آنزیم ها کاتالیزورهای سیستم های بیولوژیکی هستند و  موجب تبدیل اشکال مختلف انرژی بهم دیگر می شوند.lاز مشخصّات قابل توّجه آنزیم ها قدرت کاتالیزوری بالا و اختصاصی بودن آنها بوده و بعلاوه فعّالیّت عدّه زیادی از آنزیم ها قابل تنظیم می باشد.تقریباً تمامی آنزیم های شناخته شده ، ساختمان پروتئینی دارند ولی کشف مولکولهای RNA فعّال از نظر کاتالیزوری نشان داد که فقط پروتئین ها نمی توانند کاتالیزورهای بیولوژیکی مطلق باشند

به استثنای ریبوزیم، همهٔ آنزیم های شناخته شده ، دارای ساختمان پروتئینی هستند. برخی آنزیم ها ، پروتئین های ساده بوده و مرکب از زنجیره های پلی پپتیدی هستند. مثالهایی از این نوع آنزیم ها ، آنزیم های هیدرولیتیک پپسین ، تریپسین  و … هستند

محل تولید آنزیم a آمیلاز: 

محل سنتز آنزیم آمیلاز، پانکراس و غدد بزاقی است. بیماریهای مربوط به این آنزیم در این ارگانها پانکراتیت و اوریون هستند. علائم اوریون ، تورم غدد بزاقی بوده و به علت اینکه تشخیصی منحصر به فرد است نیازی به آزمایش آنزیم آمیلاز نداریم و با مشاهده علائم تشخیص نهایی داده می شود. علامت پانکراتیت ، دل درد است و به علت اینکه این علامت می تواند مربوط به بسیاری دیگر از بیماریها باشد، حتما آزمایش آنزیم آمیلاز در تشخیص نهایی مورد نیاز است.

 

 

 

شرح کار

در این ازمایش انزیم ها در دمای کمتر از 50 درجه دناتوره نمی شود و ب افزایش انرزی جنبشی و در نتیجه افزایش برخوردها و قرت برخوردها باعث افزایش سرعت می شود ولی در دمای بالای 50 درجه باعث دناتوره شدن انزیم می شود و سرعت کاهش می یابد.دمای مطلوب برای انزيم مورد نظر 37 درجه می باشد

عوامل فزیکوشیمیایی موثر در فعالیت انزیم ها به سه دسته میتوان تقسیم کرد:

اثر مهار کننده ها بر فعالیت انزیم

اثر PH بر فعالیت انزیمی

اثر دما بر فعالیت انزیم

فعالیت یک آنزیم که از طریق مقدار ماده اولیه ای که به ماده پایانی تبدیل می کند،اندازه گیری می شود،تحت

تاثیر عوامل زیادی قرار می گیرد. دما و میزان اسیدی محیط دو عامل مهم اثر گذار بر شدت فعالیت یک آنزیم هستند.

هر آنزیم در یک دمای مطلوب و خاص خود قادر است که حداکثر فعالیت را داشته باشد. به طور کلی ،یک افزایش جزئی در دمای بدن بر شدت فعالیت اکثر آنزیمها می افزاید. این ویژگی آنزیم از آن جهت مطلوب است  که دما بدن به هنگام فعالیتهای ورزشی افزایش پیدا می کند، افزایش فعالیت آنزیم فرایند انرژی زایی زیستی (تولیدPTA) را از طریق سرعت دادن به واکنشهای درگیر در تولید انرژی مفید زیستی ، تقویت می کند. از طریق دیگر کاهش دمای بدن یا افزایش بیش از حد مطلوب آن سبب کاهش فعالیت آنزیمها می شود.

PH مایعات بدنی اثر بارزی روی فعالیت آنزیمها دارد. ارتباط میان PH و فعالیت آنزیمها مانند ارتباط دما و آنزیمها است، به این معنی که، هر آنزیم دارای یک PH مطلوب است . اگر PH از مقدار مطلوب تغییر کند از میزان فعالیت آنزیم کاسته می شود. برای مثال ، هنگام اجرای یک فعالیت ورزشی سنگین ترکم اسید لاکتیک در مایعات  بدن زیاد می شود. اسید لاکتیک  یک اسید نسبتا قوی است و موجب کاهش PH مایعات ، خیلی بیشتر از حد مطلوبی می شود که آنزیمها می توانند در فرایند انرژی مفید برای انقباض عضلانی کاسته می شود. در واقع،اسیدی شدن شدید محیط یک عامل محدود کننده  و بازدارنده در بسیاری از فعالیتهای ورزشی سنگین است.

آنزیم های اکثرا پروتئینی هستند و با کاهش انرژی فعال سازی واکنش های شیمیایی باعث افزایش سرعت واکنش می شوند و در آخر هم بدون مصرف باقی می مانند آنزیم ها کاتالیزورهای سیستم های بیولوژیکی هستند و  موجب تبدیل اشکال مختلف انرژی بهم دیگر می شوند.lاز مشخصّات قابل توّجه آنزیم ها قدرت کاتالیزوری بالا و اختصاصی بودن آنها بوده و بعلاوه فعّالیّت عدّه زیادی از آنزیم ها قابل تنظیم می باشد.تقریباً تمامی آنزیم های شناخته شده ، ساختمان پروتئینی دارند ولی کشف مولکولهای RNA فعّال از نظر کاتالیزوری نشان داد که فقط پروتئین ها نمی توانند کاتالیزورهای بیولوژیکی مطلق باشند

به استثنای ریبوزیم، همهٔ آنزیم های شناخته شده ، دارای ساختمان پروتئینی هستند. برخی آنزیم ها ، پروتئین های ساده بوده و مرکب از زنجیره های پلی پپتیدی هستند. مثالهایی از این نوع آنزیم ها ، آنزیم های هیدرولیتیک پپسین ، تریپسین  و … هستند

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش 4 سی سی نشاسته 1 درصد و 2 سی سی محلول امیلاز ریخته و به ترتیب مواد را اماده میکنيم و واکنش ها را در 4 لوله بررسی مکنیم لولهی اول را در اب یخ لولهی دوم را در بن ماری 37 درجه که دمای اوپتیمم ما است و لوله سوم را در دمای ازمایشگاه 25 درجه و لوله ی چهارم را در اب جوش 100 درجه می گذارییم بعد از 7 دقیقه لوله ها را بلافاصله در حمام اب یخ می گذارییم.و به هر کدام 1 قطره معرف ید یدوره می افزاییم سبس ان ها را سر و ته کرده و مخلوط مکنیمو نگاه مکنیم کدام یک رنگ بنفش ابی را تشکیل داد که کمترین رنگ ابی نشان دهنده ی بیشترین فعالیت انزیم در ان محیط استو ان دمای 37 درجه ی اوپتیمم است

 

مکانیسم:

نشاسته ß   آمیلاز آن را هیدرولیز می کند به ß ساکاریدهای کوچک

باقیمانده نشاسته + محلول ید = کمپلکس رنگی

 

 

 

 

 

تئوری آزمایش

 

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش 4 سی سی نشاسته 1 درصد و 2 سی سی محلول امیلاز ریخته و به ترتیب مواد را اماده میکنيم و واکنش ها را در 4 لوله بررسی مکنیم لولهی اول را در اب یخ لولهی دوم را در بن ماری 37 درجه که دمای اوپتیمم ما است و لوله سوم را در دمای ازمایشگاه 25 درجه و لوله ی چهارم را در اب جوش 100 درجه می گذارییم بعد از 7 دقیقه لوله ها را بلافاصله در حمام اب یخ می گذارییم.و به هر کدام 1 قطره معرف ید یدوره می افزاییم سبس ان ها را سر و ته کرده و مخلوط مکنیمو نگاه مکنیم کدام یک رنگ بنفش ابی را تشکیل داد که کمترین رنگ ابی نشان دهنده ی بیشترین فعالیت انزیم در ان محیط استو ان دمای 37 درجه ی اوپتیمم است

 

 

 

نتیجه

در دمای بالا ی 50 درجه به علت دناتوره شدن انزیم هیدرولیز شده ولوله به رنگ ابی است در دمای 0 درجه رنگ بنفش ایجاد شده چون عمل نکرده به خاطر سرعت و شدت برخورد کم در دمای 25 درجه کمی انزیم عمل کرده ولی مطلوب نیستو محلول تا حدودی کم رنگ است ولی در دمای 37 درجه و اوپتیمم کاملا بیرنگ شده و بیشترین فعالیت را داشته البته این دما فقط برای انزیم امیلاز مناسب است....نه برای همه انزیم ها....

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 واکنش انعقادی با الکل

هدف از ازمایش

"پروتین ها"

واکنش انعقادی با الکل

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . اسید امینه.محلول پروتینی . ساکاروز. اتانول.

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392

 

   

شرح کار

در ازمایش انعقادی با الکل

عامل  OH الکل به شدت الکترونگاتیو و قطبی است و به هر مقدار در اب حل می شود.اساس این امر تعاملات بین H  اب و OH  الکل است با افزودن الکل به  PR در اب عامل OH الکل همراه با اتم H  اب از عامل امینی یا همراه با  H عامل OH به شکل یک ملکول اب خارج شده و PR به شکل پیوند کوالانسی به الکل متصل می شود بس تعاملات H اب با PR  کم و PR ننامحلول شده ورسوب می کند .

 

عوامل موثر بر روی پروتيین ها را به دو دسته تقسیم کردیم.

1>   اثر ph

اثر بر روی غلظت H .با اثر بر پیوندهای هیدروزنی و ب تغییر تعامل بین پروتیین و اب ساختمان pr را نابود و ان را دناتوره میکند.

 

 

2>   اثر دما

 انرزی جنبشی را بالا برده ابتدا باعث شکستن پیوندهای هیدروزنی و سبس باعث شکستن پیوندهای کوالانسی و پپتیدی شود به شرطی که pr در کنار اکسیزن نباشد تا اکسید شود.

 

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 3 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 3 سی سی اتانول 96 درصدی را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت.لوله ای که دارای  PR بود کدر شد و بعد از مدتی انعقاد انجام می شود.

 

  

تئوری آزمایش

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 3 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سپس 3 سی سی اتانول 96 درصدی را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت.لوله ای که دارای  PR بود کدر شد و بعد از مدتی انعقاد انجام می شود.

 

 

نتیجه

به اسید امینه جواب نداد چون ساختمان ثابت ندارد و ازاد است به ساکاروز هم به خاطر داشتن ساختمان متفاوت جواب منفی داد به محلول غیر pr یعنی ساکاروز هم جواب مثبت نداد ولی به pr  جواب مثبت داد . در pr  رقیق فقط قسمت بالا ی لوله کدر میشود اما در pr غلیظ انعقاد کامل روی داد و لخته ی سفید رنگی ایجاد شد. ابن امر به خاطره این است که سطح pr در اثر اتصالالکل نامحلول شده و جون سطح pr را می پوشاند باعث رسوب گذاری pr می شود

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 واکنش انعقادی با حرارت

 

هدف از ازمایش

"پروتین ها"

واکنش انعقادی با حرارت

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . اسید امینه.محلول پروتینی . ساکاروز. استیک اسید.چراغ بنزن.گیره

 

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392

 

 

 

 

 

شرح کار

عوامل موثر بر روی پروتيین ها را به دو دسته تقسیم کردیم.

1>   اثر ph

اثر بر روی غلظت H .با اثر بر پیوندهای هیدروزنی و ب تغییر تعامل بین پروتیین و اب ساختمان pr را نابود و ان را دناتوره میکند.

 

  

2>   اثر دما

 انرزی جنبشی را بالا برده ابتدا باعث شکستن پیوندهای هیدروزنی و سبس باعث شکستن پیوندهای کوالانسی و پپتیدی شود به شرطی که pr در کنار اکسیزن نباشد تا اکسید شود.

 

در ازمایش انعقادی با حرارت

اساس ساختمان دوم و سومpr ها پیوند هیدروزنی به تعداد زیاد پیوند های هیروفوبی . الکترو استاتیک و پیوند های کوالان دی سولفید است.حلالیت pr ها در اب هم در اثر تعامل هیدروزنی در اب و عوامل قطبی pr  ها است پس هر عاملی که از تعداد هیدروزن ها بکاهد ساختمان دوم و سوم را دناتوره خواهد کرد. و حلالیت pr در اب کم شده و رسوب میکند .

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 5 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 1 سی سی اسید استیک 10 درصدی را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت سبس محلول را به ارامی به وسیله چراغ بنزن حرارت دادیم البته این کار باید روی قسمت بالای لوله و به ارامی در قسمت بالای شعله انجام شود تا حرارت به طور یکسان همه لوله را در بر گیرد محلول نباید بجوشد. اگر pr  رقیق بود لوله کدر میشود اما اگر pr غلیظ باشد انعقاد کامل روی میدهد.

 

 

 

تئوری آزمایش

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 5 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 1 سی سی اسید استیک 10 درصدی را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت سبس محلول را به ارامی به وسیله چراغ بنزن حرارت دادیم البته این کار باید روی قسمت بالای لوله و به ارامی در قسمت بالای شعله انجام شود تا حرارت به طور یکسان همه لوله را در بر گیرد محلول نباید بجوشد. اگر pr  رقیق بود لوله کدر میشود اما اگر pr غلیظ باشد انعقاد کامل روی میدهد

 

 

 

نتیجه

به اسید امینه جواب نداد چون ساختمان ثابت ندارد و ازاد است به ساکاروز هم به خاطر داشتن ساختمان متفاوت جواب منفی داد به محلول غیر pr یعنی ساکاروز هم جواب مثبت نداد ولی به pr  جواب مثبت داد . اگر pr  رقیق بودفقط قسمت بالا ی لوله کدر میشود اما اگر pr غلیظ باشد انعقاد کامل روی میدهد و لخته ی سفید رنگی ایجاد شد.

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 واکنش رسوب با تری کلرو استیک اسید TCA

هدف از ازمایش

"پروتین ها"

واکنش رسوب با تری کلرو استیک اسید TCA

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . اسید امینه.محلول پروتینی . ساکاروز. تری کلرو استیک اسید

 

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392

 

 

 

 

 

شرح کار

در ازمایش واکنش رسوب با تری کلرو استیک اسید

این اسید از کربوکسلیک اسید به نام اسید استیک منشا میگیرد و دارای فرمول شیمیایی                       است که 3 تا هیدروزن با 3 تا کلر انشعاب یافته. این اسید با عامل کربوکسیل خود با عامل امینی بیرون زده از PR پیوند هیدروزنی درست میکند و پیوند های کوالانسی قوی امیدی ایجاد میکندو سطح PR را میپوشاند سطح بیرونی حقکه در تماس با اب است با اتم های هیدروفوب کلر متصل  به کربن به حالتی پایدار پوشیده میشود در نتیجه ی این PR نامحلول شده و به شکل رسوب سفید رنگ مشاهده میشود

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 2 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس محلول تری کلرو استیک را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت و نتایج را بررسی میکنیم.

 

عوامل موثر بر روی پروتيین ها را به دو دسته تقسیم کردیم.

1>   اثر ph

اثر بر روی غلظت H .با اثر بر پیوندهای هیدروزنی و ب تغییر تعامل بین پروتیین و اب ساختمان pr را نابود و ان را دناتوره میکند.

 

 

 

2>   اثر دما

 انرزی جنبشی را بالا برده ابتدا باعث شکستن پیوندهای هیدروزنی و سبس باعث شکستن پیوندهای کوالانسی و پپتیدی شود به شرطی که pr در کنار اکسیزن نباشد تا اکسید شود.

 

 

 

 

 

تئوری آزمایش

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 2 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس محلول تری کلرو استیک را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت و نتایج را بررسی میکنیم.

 

 

 

 

 

نتیجه

به لوله ازمایش دارای اسید امینه جواب منفی داد  چون گلایسین اسید امینه ی منفرد است و ساکاروز ساختمان متفاوتی داش جواب نداد اما در این ازمایش به pr جواب مثبت داد و رسوب کرد.چون سطح  pr  با اتم و ملکول های کلر پوشیده شد.نحوه ی برقراری پیوند به این صورت بود که ملکول دارای امین اضافی است از طرف COOH پیوند امیدی برقرار میکند سطح ملکول نیز از حلقه ی سیکلو هاست بس رد اب حل نمی شود .

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 رسوب با املاح فلزات سنگین

هدف از ازمایش

"پروتین ها"

واکنش رسوب با املاح فلزات سنگین

رسوب با استات سرب . مرکوریک کلراید

 

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . اسید امینه.محلول پروتینی . ساکاروز. استیک اسید.چراغ بنزن.گیره

 

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392

 

 

 

 

شرح کار

 

عوامل موثر بر روی پروتيین ها را به دو دسته تقسیم کردیم.

 

1>   اثر ph

 

اثر بر روی غلظت H .با اثر بر پیوندهای هیدروزنی و ب تغییر تعامل بین پروتیین و اب ساختمان pr را نابود و ان را دناتوره میکند.

 

 

 

 

 

2>   اثر دما

 

 انرزی جنبشی را بالا برده ابتدا باعث شکستن پیوندهای هیدروزنی و سبس باعث شکستن پیوندهای کوالانسی و پپتیدی شود به شرطی که pr در کنار اکسیزن نباشد تا اکسید شود.

 

 

 

در ازمایش با املاح فلزات سنگین

 

نمک فلزات سنگین مانند جیوه وسرب ماده ای PR را رسوب میدهد این فلزات چون بارشان مثبت است کاتیون اند و PR  ها را که دارای با ر منفی و انیون اند را جذب میکنند.PRها با جذب شدن در اطرا ف کاتیون ها متراکم شده و رسوب می کنند..

 

رسوب با استات سرب

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 3 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 5 قطره محلول استات سرب 5 درصدی را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت اگر محلول لوله ی ازمایش PR  بود کدورت و رسوب را خواهیم دید

 

  

 

 

 

 

 

رسوب مرکوریک کلراید

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 3 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 5 قطره محلول مرکوریک کلراید  11 یا کلراید جیوه 11  5 درصدی را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت اگر محلول لوله ی ازمایش PR  بود کدورت و رسوب را خواهیم دید

 

 

 

 

 

 

 

 

تئوری آزمایش

 

 

 

رسوب مرکوریک کلراید

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 3 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 5 قطره محلول مرکوریک کلراید  11 یا کلراید جیوه 11  5 درصدی را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت اگر محلول لوله ی ازمایش PR  بود کدورت و رسوب را خواهیم دید

 

رسوب با استات سرب

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 3 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 5 قطره محلول استات سرب 5 درصدی را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت اگر محلول لوله ی ازمایش PR  بود کدورت و رسوب را خواهیم دید.

 

 

 

 

 

نتیجه

 

املاح فلزات سنگین قفط متوانند pr ها را منغقد کنند.این فلزات به شکل کاتد بوده و می توانند انیون ها p r را جذب کند pr  دور تا دور جیوه و سرب تجمع بافته و نعاملشان را با اب از دست داده ورسوب میکنند.و  فقط  pr  را قایل نشخص می کند...در محلول ساکاروز که قندی است چون ساختمان 2 و 3 pr  را ندارد عمل نکرد و جواب ازمایش منفی شد.

 

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 واکنش رسوب با سولفو سالسیلیک اسید

هدف از ازمایش

 

"پروتین ها"

واکنش رسوب با سولفو سالسیلیک اسید

 

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . اسید امینه.محلول پروتینی . ساکاروز. سولفو سالسیلیک اسید

 

 

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392

 

 

 

 

 

شرح کار

 

عوامل موثر بر روی پروتيین ها را به دو دسته تقسیم کردیم.

 

1>   اثر ph

 

اثر بر روی غلظت H .با اثر بر پیوندهای هیدروزنی و ب تغییر تعامل بین پروتیین و اب ساختمان pr را نابود و ان را دناتوره میکند.

 

 

 

 

2>   اثر دما

 

 انرزی جنبشی را بالا برده ابتدا باعث شکستن پیوندهای هیدروزنی و سبس باعث شکستن پیوندهای کوالانسی و پپتیدی شود به شرطی که pr در کنار اکسیزن نباشد تا اکسید شود.

 

 

 

در ازمایش واکنش رسوب با سولفو سالسیلیک اسید

 

جون اسید یک اسید الی اروماتیک و کربوکسیله و سولفاته است این اسید به خاطر داشتن عوامل کربوکسیل و سولفات دارای بار منفی زیادی است و با بار مثبت ار زنجیره ی اسید امینه می تواند پیوند کوالانسی درست کند.در این حالت سطح خارجی pr که در تماس با اب است با حلقه ی اروماتیک و هیدرو فوب پوشیده می شود و تعاملات هیدروزنی pr با اب کم شده و نامحلول شده و رسوب سفید رنگی ایجاد می سود که میتوان غلظت pr را حدس زد

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 2 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس محلول 20 درصد ی اسید سو لفو سالسیلیک را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت در صورت و جود pr هاله ی سفید رنگ ابر مانندی ایجاد می شود و در غلظت بالای pr مانند بیش از 1000 میلی گرم بر دسی لیترقسمتی از محلول کاملا منعقد خواهد شد

 

 

 

 

 

 

 

 

 

تئوری آزمایش

 

 

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 2 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس محلول 20 درصد ی اسید سو لفو سالسیلیک را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت در صورت و جود pr هاله ی سفید رنگ ابر مانندی ایجاد می شود و در غلظت بالای pr مانند بیش از 1000 میلی گرم بر دسی لیترقسمتی از محلول کاملا منعقد خواهد شد

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نتیجه

 

در این ازمایش به pr جواب مثبت داد و رسوب کرد.چون پیوند هیدروزنی بین اب و pr  شکسته شد و سطح ملکول با ملکول های اب گریز پوشیده شد وسطح  pr  با اتم و ملکول های کلر پوشیده شد.به محلول اسید امینه هم جواب نداد چون ساختمان ازاد دارد و در محلول های غیر pr هم منفی بود چون ساختمان متفاوتی دارند.

 

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 2 واکنش هلر

هدف از ازمایش

 

"پروتین ها"

واکنش هلر

 

وسایل ازمایش

لوله ازمایش . اسید امینه.محلول پروتینی . ساکاروز. اسید نیتریک

 

 

تاریخ

دوازدهم اردیبهشت 1392 

 

 

 

شرح کار

 

عوامل موثر بر روی پروتيین ها را به دو دسته تقسیم کردیم.

 

1>   اثر ph

 

اثر بر روی غلظت H .با اثر بر پیوندهای هیدروزنی و ب تغییر تعامل بین پروتیین و اب ساختمان pr را نابود و ان را دناتوره میکند.

 

 

2>   اثر دما

 

 انرزی جنبشی را بالا برده ابتدا باعث شکستن پیوندهای هیدروزنی و سبس باعث شکستن پیوندهای کوالانسی و پپتیدی شود به شرطی که pr در کنار اکسیزن نباشد تا اکسید شود.

 

 

 

در ازمایش واکنش هلر

 

جون اسید نیتریک یک اسید معدنی است سبب نامحلول شدن و رسوب pr در اب میشود.بخاطر عوامل ph. و چون این اسید اکسید کنندهای قوی است میتواند عمل نیتراته را انجام دهد

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 2 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 1 سی سی اسید نیتریک را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت چون چگالی اسید زیاد تر از محلول ابی pr است دو فاز درست شد که اسید در ته و محلول در بالا قرار گرفت.

 

اگر در هر کدام از لوله ها که pr وجود داشت حلقه ی سفید رنگی در بین دو فاز ایجاد میشود .

 

 

 

تئوری آزمایش

 

ابتدا در 4 لوله ازمایش که در هر کدام به ترتیب 2 سی سی ازیک اسید امینه و در دیگری محلول غیر پروتینی و دردیگری محلول پروتینی رقیق و در دیگری pr غلیظ ا ضافه کردیم سبس 1 سی سی اسید نیتریک                      را به هر کدام از لوله های ازمایش افزودیم این عمل به طور قطره قطره صورت گرفت چون جگالی اسید زیاد تر از محلول ابی pr است دو فاز درست شد که اسید در ته و محلول در بالا قرار گرفت.

 

اگر در هر کدام از لوله ها که pr وجود داشت حلقه ی سفید رنگی در بین دو فاز ایجاد میشود .

 

 

 

 

 

نتیجه

 

به اسید امینه جواب نداد چون ساختمان ثابت ندارد و ازاد است و رنگ زرد را در مجاورت اسید نیتریک ایجاد کرد به محلول غیر pr یعنی ساکاروز هم جواب مثبت نداد ولی به pr  جواب مثبت داد و لخته ی سفید رنگی ایجاد شد.

 

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی ازمایش کیفی بیوره

هدف از ازمایش

تشخیص وجود پروتئین در محلول

ازمایش کیفی بیوره

"پروتئینها"

 

وسایل  و محلول های مورد نیاز ازمایش

 

محلول سولفلت مس. اب مقطر. محلول سود . محلول بروتیین استاندارد. لوله ازمایش. سود.سولفات مس.بن ماری.

 

 

تاریخ

بیست و چهارم اذر 1391 

 

 

بیش نیاز

 

پروتئینها ، زنجیره‌های خطی یا پلیمرهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل می‌شوند. اسید آمینه‌ها ، حروف الفبایی پروتئینها را تشکیل می‌دهند و چون امکانات بالقوه نامحدودی در طرز توالی و طول زنجیره اسید آمینه‌ها در تولید پروتئینها وجود دارد، از اینرو انواع بی‌شماری از پروتئینها نیز می‌توانند وجود داشته باشند.

 اختلاف هر اسید با سایر اسیدهای آمینه ، در زنجیره جانبی هر یک از اسیدهای آمینه است. اسیدهای آمینه در آغاز تشکیل زمین ، به همراه سایر مواد آلی پیدا شدند. اسیدهای آمینه‌ای که در حضور پرتوهای فرابنفش بوجود آمدند، گوناگونی بسیار داشته‌اند. اما به دلایلی ناشناخته تنها بیست اسید آمینه ، آن هم از نوع L ، در یاخته زنده کاربرد پیدا کرد

ساختار پروتئین، و یا ساختمان پروتئین به ساختاری گفته می‌شود که پروتئین به خود می‌گیرد. پروتئین دارای چهار ساختار می‌باشد.

ساختار اول: به توالی پروتئین که به صورت رشته‌ای از اسیدهای آمینه می‌باشد گفته می‌شود. پروتئین‌ها پلیمرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده‌اند.

ساختار دوم: به نظم‌های موضعی گفته می‌شود که پروتئین در حین تاشدگی به خود می‌گیرد. ساختار دوم پروتنئین‌ها خود به چند دسته تقسیم می‌شود:

مارپیچ آلفا ساده ترین و انعطاف پذیرترین ترتیب، کونفرماسیونی مارپیچی و راست گرد بود به نام مارپیچ آلفا. مارپیچ آلفا یکی از ساختارهای دوم رایج در پروتئین‌هاست. مارپیچ آلفا یک مارپیچ راستگرد است که ساختار آن هر ۴/۵ آنگستروم یکبار تکرار می‌شود. در هر دو مارپیچ آلفا، ۶/۳ اسید آمینه وجود دارد. یعنی هر ۵/۱ آنگستروم یک اسید آمینه در طول مارپیچ آلفا قرار می‌گیرد. هر گروه کربوکسیل و آمین در مارپیچ آلفا با اسید آمینه‌ای با فاصله چهار تا از خود، دارای باند هیدروژنی می‌باشد و این الگو در سراسر مارپیچ، غیر از چهار اسیدآمینه در دو انتهای آن تکرار شده‌است.

صفحه‌های بتا: ساختار صفحه‌های بتا، ساختار دوم بسیارکشیده و چین‌دار می‌باشد. یکی از تفاوت‌های مهم صفحه‌های بتا با مارپیچ آلفا این است که اسیدآمینه‌هایی که معمولاً در ساختار اول زنجیره پروتئینی با فاصله زیاد از هم قرارگرفته‌اند، برای تشکیل این ساختار در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند بنابراین صفحه‌های بتا تمایل به سختی داشته و انعطاف‌پذیری ناچیزی دارند. پیوندهای هیدروژنی بین‌رشته‌ای که میان گروه‌های CO یک رشته بتا و NH رشته بتای مجاور ایجاد می‌شوند، به صفحات بتا پایداری می‌بخشند و باعث می‌شوند که این صفحات ظاهری زیگزاگ داشته باشند.

ساختار سوم: حالت سه‌بعدی که پروتئین بعد از پیچش به خود می‌گیرد گفته می‌شود.

ساختار چهارم: حالت قرارگیری چند پروتئین در فضا کنار یکدیگر. بیشتر پروتئین‌ها از پیوند زنجیرهای پلی پپتیدی مشابه و یا متفاوت ساخته شده‌اند، اتصال بین زنجیرها توسط پیوندهای ضعیف تری برقرار می‌گردد. این ساختارترتیب قرارگرفتن زیر واحدهای یک پروتئین را شرح می‌دهد و نقش مهمی در توضیح چگونگی شرکت پروتئین در واکنش‌های شیمیایی دارد. پروتئین متنوع‌ترین ماکرومولکول‌ها در سیستم‌های زنده‌اند و اعمال حیاتی متعددی را بر عهده دارند.این ماکرومولکول‌ها به عنوان‌ آنزیم یا کاتالیزکننده‌ی واکنش‌های بیوشیمیایی‌ مختلف،به عنوان انتقال‌دهنده و ذخیره‌کننده‌ی‌ مولکول‌های دیگر مثل اکسیژن و اسیدهای چرب، تولید و انتقال ایمپالس‌های عصبی،کنترل رشد و تمایز،در هماهنگی بین سلولی به عنوان هورمون، در ایجاد ساختمان‌های سلولی و بافتی به عنوان‌ اجزای تشکیل‌دهنده،در فعالیت‌های حرکتی به‌ عنوان پروتئین‌های انقباضی،در سیستم انعقاد خود به عنوان‌ فاکتور انعقادی و در سیستم ایمنی به عنوان آنتی‌بادی ایفای نقش‌ می‌کنند.هم‌چنین ارتباط مستقیمی بین بیماری‌های مختلف نظیر تالاسمی با ایجاد تغییرات در پروتئین‌ها در اثر جهش‌ ژنی و در نتیجه‌ی عملکرد غیر صحیح پروتئین‌ها وجود دارد.

هر اسید آمینه ، از یک کربن نامتقارن به نام کربن آلفا تشکیل یافته است که با چهار گروه مختلف کربوکسیل (COOH) اتم هیدروژن ، گروه آمینه بازی (NH2-) و یک زنجیره غیر جانبی (R-) پیوند برقرار می‌کند. ریشه R ممکن است یک زنجیره کربنی و یا یک حلقه کربنی باشد. عوامل دیگری مانند الکل ، آمین ، کربوکسیل و نیز گوگرد می‌توانند در ساختمان ریشه R شرکت کنند. زنجیره جانبی خود چندین اتم کربن دارد و آنها را به ترتیبی که از کربن آلفا ، فاصله می‌گیرند، با حروف بتا (β) ، گاما (γ) و دلتا (δ) نشان می‌دهند.

 اگر در حالی که عامل COOH روی کربن آلفا قرار داد عامل NH2 روی کربنهایی غیر آلفا قرار گیرد. نوع اسید آمینه به β، γیا δ تغییر خواهد کرد. اسیدهای آمینه آزاد به مقدار بسیار ناچیز در سلولها وجود دارند. بیشتر اسیدهای آمینه آلفا در سنتز پروتئین شرکت می‌کنند، در صورتی که اسیدهای آمینه بتا ، گاما و دلتا واسطه‌های شیمیایی هستند. بیشتر اسیدهای آمینه در PH هفت به صورت دو قطبی در می‌آیند یعنی گروه NH2 پروتون می‌گیرد و گروه COOH هیدروژن خود را از دست می‌دهد و به صورت COO- در می‌آید.

ایزومری در اسیدهای آمینه

مطابق قرار داد اگر ساختمان فضایی یک اسید آمینه را در نظر بگیریم، چنانچه عامل NH2 که به کربن آلفا متصل است در طرف چپ باشد، می‌گوییم که این اسید آمینه از نوع L است و هرگاه عامل NH2 در طرف راست کربن آلفا قرار گیرد، گوییم که این اسید آمینه از نوع است. برخلاف قندهای طبیعی که از نوع دلتا هستند، اسیدهای آمینه طبیعی همگی از نوع L می‌باشند. ایزومرها را انانتیومر می‌گویند.

شرح کار

اساس روش بیوره این است که یون مس دو ظرفیتی ( cu2) در محیط قلیایی با عامل آمین پیوند های پپتیدی، کمپلکس آبی رنگی ایجاد میکند که در طول موج 540nm جذب دارد.

 به دلیل اینکه مولکول بیوره نیز همین کمپلکس آبی را با cu2 تشکیل می دهد، این آزمایش بیوره نام دارد

 

 

 

پروتئینها ، زنجیره‌های خطی یا پلیمرهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل می‌شوند. اسید آمینه‌ها ، حروف الفبایی پروتئینها را تشکیل می‌دهند و چون امکانات بالقوه نامحدودی در طرز توالی و طول زنجیره اسید آمینه‌ها در تولید پروتئینها وجود دارد، از اینرو انواع بی‌شماری از پروتئینها نیز می‌توانند وجود داشته باشند.

 اختلاف هر اسید با سایر اسیدهای آمینه ، در زنجیره جانبی هر یک از اسیدهای آمینه است. اسیدهای آمینه در آغاز تشکیل زمین ، به همراه سایر مواد آلی پیدا شدند. اسیدهای آمینه‌ای که در حضور پرتوهای فرابنفش بوجود آمدند، گوناگونی بسیار داشته‌اند. اما به دلایلی ناشناخته تنها بیست اسید آمینه ، آن هم از نوع L ، در یاخته زنده کاربرد پیدا کرد

ابتدا در 3 لوله ی ازمایش که در یکی 3 سی سی  محلول بروتیینی و در دیگری 3 سی سی محلول قندی ودر لوله دیگر 3سی سی محلول یک اسید امینه را اضافه می کنیمبعد2 سی سی سود 15 الی 10 درصد را به هر کدام اضافه کردم سبس لوله ها را به طور جداگانه مخلوط مکنیم سبس به هر کدام حدود 1 سی سی سولفات مس می افزاییم.این عمل را اهسته انجام دادیم تا منجر به واکنش تحریکی نشود.طوری که با مادهی اولیه لوله ها مخلوط نشود تا بشود حضور حلقه ی بنفش رنگ را که نتیجه ی وجود بروتیین باشد بین دو سطح به وجود امده را اثبات کنیم بعد این کار با تکان دادن لوله کل محتویات لوله بنفش رنگ میشود نکته اینکه اگر رنگ محلول ما کم رنگ بود نشان دهنده ی کمبود علظت محلول بروتیین داخل لوله است و در نتیجه قابل تشخیص نخواهد بود و این خطای ازمایش ماست.

 

 

تئوری آزمایش

از این آزمایش برای تشخیص وجود پروتئین در محلول استفاده می شود.

به طور کلی از آنجایی که پروتئین ها هم گروه آمین و هم گروه کربوکسیلشان اکثرا درگیر پیوند است، نمی توان از آزمایش های آمینو اسیدی برای تشخیصشان استفاده کرد.

درصورتی که رنگ مایل به بنفش ایجاد شود نشان از وجود پروتئین و مثبت بودن آزمایش است

ابتدا در 3 لوله ی ازمایش که در یکی 3 سی سی  محلول بروتیینی                و در دیگری 3 سی سی محلول قندی                   و در لوله دیگر 3سی سی محلول یک اسید امینه                   را اضافه می کنیم بعد2 سی سی سود 15 الی 10 درصد             را به هر کدام اضافه کردم سبس لوله ها را به طور جداگانه مخلوط مکنیم سبس به هر کدام حدود 1 سی سی سولفات مس             می افزاییم.این عمل را اهسته انجام دادیم تا منجر به واکنش تحریکی نشود.طوری که با ماده ی اولیه لوله ها مخلوط نشود تا بشود حضور حلقه ی بنفش رنگ را که نتیجه ی وجود بروتیین باشد بین دو سطح به وجود امده را اثبات کنیم بعد این کار با تکان دادن لوله کل محتویات لوله بنفش رنگ میشود نکته اینکه اگر رنگ محلول ما کم رنگ بود نشان دهنده ی کمبود علظت محلول بروتیین داخل لوله است و در نتیجه قابل تشخیص نخواهد بود و این خطای ازمایش ماست.

نتیجه:

درست شدن حلقه ی بنفش رنگ بین دو فاز بیانگرو نشان دهنده ی وجود یون مس در بیوندهای ببتیدی است و وجود حداقل دو بیوند ببتیدی را در محلول مد نظر ازمایش را به اثبات رساند

 

 

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 1 نین هیدرین

هدف از ازمایش

تشخیص وجور اسید امینه در محلول مجهول لوله ازمایش

نین هیدرین

"اسید های امینه"

 

وسایل و محلول های لازم در ازمایش

لوله ازمایش.. بن ماری .اب مقطر.معرف نیل هیدرین . استون . محلول اسید امینه مجهول.

 

 

تاریخ

بیست و چهارم اذر 1391

 

 

شرح کار

در این آزمایش ترکیبی به نام نین هیدرین با آمینواسید وارد واکنش می شود. در صورت برخورد و مجاورت این دو با یکدیگر ،گروه آمینی و کربوکسیل آمینواسید آزاد می شود و خود آمینواسید به شکل به شکل یک ترکیب آلدهید R-CHO در می آید و خود نین هیدرین به ماده ای به نام هیدرین دانتین تبدیل می شود.

این واکنش برای هر اسیدآمینه ای پیش می رود، اما در اسیدآمینه پرولین تا حدی پیش می رود زیرا گروه متیل موجود در پرولین مانع از کامل شدن آزمایش می شود، به همین دلیل پرولین رنگ زرد ایجاد می کند.

ابتدا در 4 عدد لوله ازمایش که در یکی 2سی سی از محلول مجهول مشکوک به وجود اسید امینه که دارای الفا امین ازاد است اضافه مکنیممانند گالایسین ودر دیگری 2سی سی تیروزین اضافه می کنیم و دیدیم که هر دو به نیل هیدرین جواب مثبت دادند ودر لوله سوم مقداری بروتیین مریزیم و دیدیم که رنگ بنفش ایجاد نشد و در لوله ی چهارم نیز یک محلول قندی مانند گلوگز افزودیم بعد و بر روی ان ها 4 الی 5 قطره معرف نیل هیدرین اضافه کردیم این معرف که اگر  1 گرم نیل هیدرین را در یک لیتر استون یا اب مقطر حل کنیم به ای صورت معرف 0.1  درصد نیل هیدرین بدست می اید این معرف نابایدار است و به این علت باید بعد از تولید انی مصرف شود سبس 10 الی 5 دقیقه محلول داخل لوله را در بن ماری حرارت دادیم اگ مادهای ی مجهول دارای اسید امینه با الفا امین ازاد باشد رنگ بنفش متمایل به ابی ایجاد می کند که در گلایسین و تیروزین جواب مثبت داد ولی در گلوگز و بروتیین جواب منفی و رنگ بنفش ایجاد نشد

  

 

تئوری آزمایش

 

یعنی  به طور خلاصه داریم :

همه آمینواسیدها  +  نین هیدرین کمپلکس ارغوانی

پرولین + نین هیدرین زرد

ابتدا در 4 عدد لوله ازمایش که در یکی 2سی سی از محلول مجهول مشکوک به وجود اسید امینه که دارای الفا امین ازاد است اضافه مکنیممانند گالایسین ودر دیگری 2سی سی تیروزین اضافه می کنیم و دیدیم که هر دو به نیل هیدرین جواب مثبت دادند ودر لوله سوم مقداری بروتیین مریزیم و دیدیم که رنگ بنفش ایجاد نشد و در لوله ی چهارم نیز یک محلول قندی مانند گلوگز افزودیم بعد و بر روی ان ها 4 الی 5 قطره معرف نیل هیدرین اضافه کردیم این معرف که اگر  1 گرم نیل هیدرین را در یک لیتر استون یا اب مقطر حل کنیم به ای صورت معرف 0.1  درصد نیل هیدرین بدست می اید این معرف نابایدار است و به این علت باید بعد از تولید انی مصرف شود سبس 10 الی 5 دقیقه محلول داخل لوله را در بن ماری حرارت دادیم اگ مادهای ی مجهول دارای اسید امینه با الفا امین ازاد باشد رنگ بنفش متمایل به ابی ایجاد می کند که در گلایسین و تیروزین جواب مثبت داد ولی در گلوگز و بروتیین جواب منفی و رنگ بنفش ایجاد نشد

 

نتیجه

رنگ بنفش در گلایسین و تیروزین ایجاد شد که نشان میده اسید امینه اند ولی در گلوگز و بروتیین رنگ بنفش درست نشد که نشان دهنده ی ممانعت ای اصل است.

گزارش کار بیوشیمی 1 ازمایش ید

هدف از ازمایش

تشخیص بلی ساکارید بودن قند و حضور قند هایی مانند نشاسته وامیلوز

  ازمایش ید

"کربو هیدرات ها"

 

وسایل ازمایش

لوله ازمایش. نشاسته. چسب نشاسته . محلول یدیدوره. بن ماری .اب مقطر.بودر نشاسته

 

 

 

شرح کار

این ازمایش را برای این انجام دادیم که بفهمیم قند مورد نظر نشاسته است یا ساکارز.

در این مرحله می توانیم از ید ( محلول های ید دار مثل لوگل ) استفاده کنیم چون بر همگان واضح است که ید معرف نشاسته است و نشاسته را بنفش می کند مثلا اگر کمی محلول ید دار به سیب زمینی که سرشار از ید است ریخته شود سیب زمینی بنفش می شود. پس برای مشخص شدن نوع قند یک آزمایش دیگر لازم بود و آن هم آزمایش ید بود. چون معرف لوگل دارای ید است از آن استفاده می کنیم. ید جذب سطحی نشاستهC6(H2O)5 می شود و اگر نمونه مجهول نشاسته باشد محلول بنفش می شود و در غیر این صورت محلول به رنگ لوگل باقی می ماند. که در این فرآیند واکنش شیمیایی رخ نمی دهد

این ازمایش برای تشخیص بلی ساکارید ها می باشد به خاطر همین اگر قند ما چیزی به غیر از بلی ساکارید باشد ازمایش ما منفی خواهد بود و تغییر رنگ نمیدهد اما اگر نشاسته و امیلوز باشد چون بلی ساکارید است تغییر رنگ می دهد برای مثال اگر به نشاسته یک قطره محلول یدیدوره اضافه کنیم رنگ ابی متمایل به بنفش مشاهده میشود

ابتدا در 3 لوله ازمایش که در یکی به ترتیب محلول نشاسته یا چسب نشاسته و در دیگری یک دی ساکارید و در لوله دیگر یک منو ساکارید اضافه کردیم البته چسب نشاسته قبلا اماده بود چسب نشاسته از بودر نشاسته و اب مقطر به مقدار 100 سی سی با جوشیدنش بدست می اید سبس بر هر لوله 1 قطره معرف ید یدوره اضافه کردم و رنگ ان به بنفش تغییر یافت که نشان دهنده ی وجود بلی ساکارید یعنی نشاسته است توجه اینکه ار محلول داخل لوله را اگ در بن ماری حرارت دهیم این محلول بی رنگ شده و سبس از سرد شدن مجددا به بنفش مایل به ابی می گراید  

 

 

تئوری آزمایش

يد با پلي ساکاريدها ايجاد کمپلکس رنگي ميکند. براي ايجاد کمپلکس رنگي وجود حداقل 8 مولکول گلوکز در يک زنجير خطي لازم است. رنگ ايجاد شده به طول زنجيره مولکولها بستگي دارد. مثلا آميلوز، رنگ آبي تيره، آميلوپکتين، رنگ ارغواني و گليکوژن، رنگ قهوه اي مايل به قرمز توليد ميکند.

ابتدا در 3 لوله ازمایش که در یکی به ترتیب محلول نشاسته یا چسب نشاسته و در دیگری یک دی ساکارید و در لوله دیگر یک منو ساکارید اضافه کردیم البته چسب نشاسته قبلا اماده بود چسب نشاسته از بودر نشاسته و اب مقطر به مقدار 100 سی سی با جوشیدنش بدست می اید سبس بر هر لوله 1 قطره معرف ید یدوره اضافه کردم و رنگ ان به بنفش تغییر یافت که نشان دهنده ی وجود بلی ساکارید یعنی نشاسته است توجه اینکه ار محلول داخل لوله را اگ در بن ماری حرارت دهیم این محلول بی رنگ شده و سبس از سرد شدن مجددا به بنفش مایل به ابی می گراید 

 

 

نتیجه

گلوکز تغییر رنگ نداد. ساکاروز زرد شد. نشاسته آبی شد<بعد از حرارت<بیرنگ شد<بعد از خنک کردن<دوباره آبی شد

گزارش کار بیوشیمی 1 ازمایش سلیوانف

هدف از ازمایش

تشخیص کتوز بودن منو ساکارید

seliwanoof s test  ازمایش سلیوانف

"کربوهیدرات ها"

 

وسایل ازمایش

رزورسینول. اسید کلریدریک. معرف سلیوانف. لوله ازمایش .محلول قندی شامل گلوگز. فروکتوز. لاکتوز. ساکاروز.بن ماری.

 

 

شرح کار

در بین مونوساکاریدها فوروکتوز یا گلوکز و گالاکتوز یا پنتوزها را داریم که برای افتراق آنها از آزمایش سلیوانوف به شرح زیر استفاذه می کنیم:

آزمایش سلیوانف (کتوهگزوزها جواب مثبت میدهند): در این آزمایش کتوهگزوزها در مجاورت اسید کلریدریک آب از دست داده، به هیدروکسی متیل فورفورال تبدیل میشوند. این ترکیبات با رزورسینول ترکیب شده به کمپلکس قرمزرنگی تبدیل میگردند. آلدوزها در شرایط سخت تری با رزورسینول واکنش میدهند.

ابتدا معرف سلییوانف که ان نیز در ازمایشگاه فراهم بود را به وسیله ی مخلوط کردن 0.05 گرم رزورسینول با 100 سی سی اسید کلریدریک 3 مولار بدست می اوریم این معرف نیز مانند معرفبیال به نور حساس است بس دور از نور نگهداری میشود کتوز در کنار این معرف بعد از ابگیری به فورفورال تبدیل وبه صورت زیر کمبلکس قرمز ایجاد میکند "

 

بعد 4 تا لوله ی ازمایش که قبلا کر داده بودم را انتخاب و در هر یک 2 سی سی از معرف بلا اضافه مکنیم بعد در هرکدام از  لوله ازمایش  0.2 ملی لیتر از محلول ها ی قندی گلوگز                  فروکتوز                     لاکتوز                                       

                        و محلول ساکاروز                                           را به طور جداگانه در لوله ی ازمایش خودش که با برچسب مشخص کرده بودم ریختمم بعد محلول لوله ها را به طور جدا از هم مخلوط مکنیم و 5 دقیقه در بن ماری که ابش در حالت جوشیدن است قرار میدهیم بعد مشاهده کردیم که رسوب قرمز رنگی به وجود امد که نشانگر وجود کتوهگزوز است مانند فروکتوز نکته اینکهمحلول میتوانست بعد از حرارت به رنگ قرمز نمایان  نیز کند.ولی اگ ر محلول قندی دارای منوساکاریدی از کتوز ها نبود ای مهم روی نمی داد.

 

تئوری آزمایش

معرف سلیوانف در ای ازمایش دارای ملکولی به اسم رزورسینول است که باعت می شود این ترکیب حلقوی شود و در برابر اسیدی مانن کلریدریک حل شود

مونو ساکاريد ها

 اين دسته از قندها پرمصرفترين نمونه از آنها مي باشند. شکري که به همراه چايي شيرين مصرف مي کنيم به اين گروه تعلق دارد. دانشمندان در حدود 200 نوع از اين قندها را در طبيعت شناسايي کرده و آنها را ثبت نموده اند که در اين مقاله فقط به نمونه هاي معروف و شناخته شده آنها اشاره مي کنيم:

 گلوکوز: اين قند به طور طبيعي و به وفور در غذاهاي آدمي يافت مي شود. اين قند همچنين به نام قند دکستروز و يا قند خون نيز شناخته مي شود. اين قند در نوشابه هاي شيرين و در مکملهاي نگهدارنده و افزاينده وزن و همچنين در مکملهاي حاوي کراتين به وفور يافت مي شود. هر شيشه نوشابه معمولي حاوي تقريبا 13 قاشق از اين قند مي باشد. اين در حالي است که ميزان مجاز مصرف اين قند در حدود 10 قاشق در روز است! با اين تفاسير در مي يابيم در صورتي که شما در طول روز، صرف نظر از ساير منابع غني اين قند، حتي يک نوشابه قندي ميل کنيد، در مصرف اين قند دچار افراط شده ايد. اين در حالي است که برخي از هموطنان ما به جاي شيشه هاي 300 ميلي ليتري، از بطريهاي يک و نيم ليتري خانوادگي استفاده مي کنند و در بسياري از موارد نيز به جاي آب و يا دوغ از اين قبيل نوشابه ها استفاده مي کنند. البته ناگفته نماند که حد مجاز مصرف ذکر شده براي افراد عادي محاسبه شده است. ورزشکاراني که در طول روز، ساعتها وقت خود را به تمرين با وزنه سپري مي کنند، مسلما به مقادير زيادي از قند نيز نياز دارند.

 فروکتوز : اين قند را به نام قند ميوه نيز مي شناسيم. فروکتوز را مي توان در ميوه ها و عسل يافت. اين قند همچنين در نوشابه هاي انرژي زايي که براي مصرف ورزشکاران ساخته مي شود نيز به فراواني يافت مي شود. اين قند را مي توان شيرين ترين قند موجود در بين مونو ساکاريدها دانست و از اين رو نيز در اغلب موارد براي شيرين کردن مکملهاي پروتئيني در صنعت مکمل سازي از اين قند استفاده مي شود. سرعت جذب و ورود اين قند به خون در مقايسه با گلوکوز بسيار پايين تر است.

 فروکتوز همانند ديگر قندها قدرت احيا ذخاير تهي شده گليکوژن عضلات را ندارد اما در عوض، اين قند به خوبي از پس احياي ذخاير تهي شده گليکوژن موجود در کبد بر مي آيد. ذخاير گليکوژن کبد در شرايطي که ذخاير موجود در عضلات به اتمام برسند، از ارزش بسياز بالايي برخوردار است. مغز نيز بيشتر انرژي مورد نياز خود را از طريق گليکوژن موجود در کبد تامين مي کند. برخلاف ساير قندهاي ساده، اين قند، تنها در ميوه ها و به مقدار کمي نيز در شير يافت مي شود.

ابتدا معرف سلییوانف که ان نیز در ازمایشگاه فراهم بود را به وسیله ی مخلوط کردن 0.05 گرم رزورسینول با 100 سی سی اسید کلریدریک 3 مولار بدست می اوریم این معرف نیز مانند معرفبیال به نور حساس است بس دور از نور نگهداری میشود کتوز در کنار این معرف بعد از ابگیری به فورفورال تبدیل وبه صورت زیر کمبلکس قرمز ایجاد میکند "

 

بعد 4 تا لوله ی ازمایش که قبلا کر داده بودم را انتخاب و در هر یک 2 سی سی از معرف بلا اضافه مکنیم بعد در هرکدام از  لوله ازمایش  0.2 ملی لیتر از محلول ها ی قندی گلوگز                  فروکتوز                     لاکتوز                                       

                        و محلول ساکاروز                                           را به طور جداگانه در لوله ی ازمایش خودش که با برچسب مشخص کرده بودم ریختمم بعد محلول لوله ها را به طور جدا از هم مخلوط مکنیم و 5 دقیقه در بن ماری که ابش در حالت جوشیدن است قرار میدهیم بعد مشاهده کردیم که رسوب قرمز رنگی به وجود امد که نشانگر وجود کتوهگزوز است مانند فروکتوز نکته اینکهمحلول میتوانست بعد از حرارت به رنگ قرمز نمایان  نیز کند.ولی اگر محلول قندی دارای منوساکاریدی از کتوز ها نبود این مهم روی نمی داد.

 

نتیجه:

فروکتوز  که منوساکاریدی از کتوزها می باشد مشاهده کردیم که تغییر رنگ داد و قرمز اجری شد اما گلوگز و بقییه تغییر رنگ نداد.

 

 

گزارش کار ازمایشگاه بیوشیمی 1 ازمایش بیال

هدف از ازمایش

bial s test  ازمایش بیال

"کربوهیدرات ها"

 

وسایل ازمایش

معرف بیال. اورسینول. فریک کلراید .اسید کلریدریک غلیظ. لوله ازمایش .محلول قند. بن ماری.اب مقطر. امیل الکل

 

 

 

 

شرح کار

آزمایش بیال (پنتوزها جواب مثبت میدهند)

آزمایش بیال برای پنتوزها: پنتوزها در مجاورت اسید کلریدریک غلیظ آب از دست داده، فورفورال تولید میکنند. فورفورال با اورسینول به کمپلکس با رنگ سبز مایل به آبی تبدیل میشود. در این آزمایش در اثر حرارت طولانی و اسید کلریدریک غلیظ، هگزوزها نیز هیدروکسی متیل فورفورال تولید میکنند که با اورسینول میتواند کمپلکس رنگی (زرد مایل به قهوه ای) تولید کند.

ابتدا برای تهیه ی معرف بیال که ان نیز به صورت اماده بود .0.3 گرم اور سینول و0.05 گرم فریک کلراید را در 100 سی سی اسید کلریدریک غلیظ حل مکنیم چون محلول به نور حساس است باید دور از نور نگهداری شود سبس در لوله ی ازمایشمان 2 سی سی از این معرف را ریخته بعد به ان 0.1 سی سی از محلول قندیمان را اضافه کردم وباهم مخلوط مکنیم لوله را در بن ماری به مدت 2 دقیقه حرارت میدهیم البته باید قبلا اب بجوشد سبس دیدیم که تغییر رنگ ایجاد شد رنگ سبز تا سبز متمایل به ابی وجود بنتوز را در محلول به ما نشان داد و شش کربنه های موجود در محلول ازمایش نیز رنگ رنگ سبز متمایل به زرد و دی ساکارید هایی موجود در محلول رنگ زرد درست کرد نکته اینکه اگر رنگ سبز در مرحله ی اول زیاد قابل رویت نباشد متوان  یک حجم از مخلوط اول را با 3 برابر حجمش اب مقطر رقیق کرده سبس 1 سی سی امیل الکل به ان اضافه و مخلوط مکنیم  تا رنگ ابی به امیل الکل منتقل شود .در این ازمایش رنگ گلوگز قهوهای ورنگ فروکتوز قهوه ای سوخته متمایل به سیاه و رنگ ساکاروز که در انر هیدرولیذ گلوگز و فروکتوز است به رنگ شرابی در امد و رنگ بنتوز ابی سیاه رنگ شد یعنی کمبلکس ابی زمانی ایجاد شد که 5 کربنه باشد و فورفورال باشد.

 

طبقه بندی :

1-     مونو ساکارید ها

2-    الیگو ساکارید ها

3-    پلی ساکارید ها

مونو ساکارید ها : mono saccharrides

قند های ساده هستند و به قند هایی گفته می شوند که در اثر هیدرولیز به قند کوچکتری تبدیل نشوند .

٣ کربنه = تریوز (مثل گلیسیرآلدئید)،4 کربنه = تتروز  (اریتروز) ( 5 کربنه = پنتوز مثل ریبوز  ، 6 کربنه = هگزوز مثل گلوکز و فروکتوز ç مهمترین مونو ساکارید ها)

7 کربنه = هپتوز (می توان سدو هپتوز ها را نام برد )

 مونو ساکارید ها به آسانی متبلور می شوند،در آب محلول اند و همگی خاصیت احیا کنندگی دارند .

طبق تعریف کربوهیدرات ها دارای یک عامل آلدئیدی یا ستونی می باشند ( قند دارای عامل آلدئیدی ، آلدوز و قند دارای عامل ستونی ، ستوز یا کتوز خوانده می شود . )

دی ساکارید ها : Disaccharides

از باند شدن دو قند ساده یا مونو ساکارید بدست می آیند مثل لاکتوز

الیگو ساکارید ها :Oligosaccharides

بین 8 تا 12 مونو مر ( مونو ساکارید ) دارد

پلی ساکارید ها : polysaccharides

çHomo polysaccharides   از یک مونو مر ساخته شده است مثل نشاسته

çHetro polysaccharides    علاوه بر کربوهیدرات های اصلی ، شامل برخی دیگر از کربوهیدرات ها است مثل همی سلولز

لیگنین ساختمان کربوهیدراتی ندارد اما در دسته بندی جزء کربوهیدرات ها محسوب می شود

                                    گلیسرول آلدئید                                                        دی هیدروکسی استون    Dihydroxyaceton                                                  glycerylaldehyde                              

به طور کلی کربوهیدرات ها یا دارای عامل کتونی اند یا آلدئیدی و الکلی

اکثر کربوهیدرات ها دارای کربن نا متقارن هستند (کربنی که چهار استخلاف ان یکسان نیست کاریال carial) از خواص کربوهیدرات ها داشتن ایزومری است و همین طور تاثیر بر نور پلاریزه . نور پلاریزه نوری است که فقط در یک بعد منتشر می شود . دستگاه شناسایی قند ها پلاریمتر است . ساختمان این دستگاه به این شکل است . این دستگاه دارای یک منبع نوری است که در جلوی آن منشوری به نام polyser پلایزر قرار گرفته است که از جنس نیکل است و در جلوی آن معمولاً لوله ای قرار دارد که کربوهیدرات ها را داخل ان می ریزند و مجدداً منشوری که متحرک است و نهایتاً در این مسیر چشم انسان قرار گرفته است .

مکانیزم عمل : نور به منشور بر خورد کرده و از آن عبور کرده و اگر به چیزی بر خورد نکند از منشور بعدی عبور و به راحتی قابل رویت است . اگر در لوله ی آزمایش قندی وجود داشته باشد ، وقتی نور از پلاریزه عبور کند به محلول قند برخورد کرده ، نور منحرف شده  و از طریق آنالایزر قابل رویت نیست برای همین منظور بر روی دستگاه پلارایزر درجه ای وجود دارد که آن را تنظیم می کنیم تا نور رویت شود و درجه را یا به سمت مثبت یا منفی می چرخانیم تا نور رویت شود . بر همین اساس این مثبت و منفی در کنار اسم آن قرار خواهد گرفت .

 

تئوری آزمایش

برای افتراق بین گلوکوز یا گالاکتوز و پنتوز از آزمایش بیال که اختصاصا  پنتوز ها را مشخص می کند استفاده می کنیم.

قندها در مجاورت اسیدها (مثلا اسید کلریدریک 10 تا 20 درصد) آب از دست میدهند. در نتیجۀ این عمل پنتوزها به فورفورال، کتوهگزوزها و آلدوهگزوزها به اسید لوولینیک و هیدروکسی متیل فورفورال تبدیل میشوند. البته آلدوهگزوزها مقدار اندکی هیدروکسی متیل فورفورال تولید مینمایند. بنابراین با این روش میتوان سه نوع مونو ساکارید را از هم تمیز داد. فورفورال و هیدروکسی متیل فورفورال بی رنگ و در آب محلول هستند و در مجاورت فنلها به کمپلکس رنگی تبدیل میشوند.

ابتدا برای تهیه ی معرف بیال که ان نیز به صورت اماده بود .0.3 گرم اور سینول و0.05 گرم فریک کلراید را در 100 سی سی اسید کلریدریک غلیظ حل مکنیم چون محلول به نور حساس است باید دور از نور نگهداری شود سبس در لوله ی ازمایشمان 2 سی سی از این معرف را ریخته بعد به ان 0.1 سی سی از محلول قندیمان را اضافه کردم وباهم مخلوط مکنیم لوله را در بن ماری به مدت 2 دقیقه حرارت میدهیم البته باید قبلا اب بجوشد سبس دیدیم که تغییر رنگ ایجاد شد رنگ سبز تا سبز متمایل به ابی وجود بنتوز را در محلول به ما نشان داد و شش کربنه های موجود در محلول ازمایش نیز رنگ رنگ سبز متمایل به زرد و دی ساکارید هایی موجود در محلول رنگ زرد درست کرد نکته اینکه اگر رنگ سبز در مرحله ی اول زیاد قابل رویت نباشد متوان  یک حجم از مخلوط اول را با 3 برابر حجمش اب مقطر رقیق کرده سبس 1 سی سی امیل الکل به ان اضافه و مخلوط مکنیم  تا رنگ ابی به امیل الکل منتقل شود

 

 

 

 

 

نتیجه:

در این ازمایش رنگ گلوگز بدون رنگ و رنگ فروکتوز قهوه ای سوخته متمایل به سیاه و رنگ ساکاروز که در انر هیدرولیذ گلوگز و فروکتوز است به رنگ شرابی در امد و رنگ بنتوز ابی سیاه رنگ شد یعنی کمبلکس ابی زمانی ایجاد شد که 5 کربنه باشد و فورفورال باشد.

 

 

 

 

center font

گزارش کار بیوشیمی 1 ازمایش بارفورد

هدف از ازمایش

   barfoed s test    ازمایش بارفورد

"کربوهیدرات ها"

 

وسایل ازمایش

استات مس. اسید استیک گلاسیال. اب مقطر. لوله ازمایش. معرف بارفورد.محلول قندی شامل منو ساکارید و دی ساکارید .بن ماری .

 

 

 

 

شرح کار

آزمایش بارفود (فقط به مونوساکاریدها جواب مثبت میدهند): این آزمایش برای تشخیص مونو ساکاریدها از دی ساکاریدهای احیا کننده است. چنانچه آزمایش احیا قندها در محیط اسید ضعیف صورت گیرد و مدت زمان حرارت دادن کنترل شود، فقط مونو ساکاریدها به علت قدرت احیا کنندگی قوی به این آزمایش جواب مثبت میدهند.

ابتدا برای تهیه ی معرف بارفورد که به صورت اماده استفاده کردیم 0.66 گرم استات مس             و 0.18 سی سی اسید استیک گلاسیال خالص را در 10 میلی اب مقطر حل کردیم بعد از تهیه معرف در لوله ازمایشمان حدود 3 سی سی از این معرف ریخته و بعد 1.5 سی سی از محلول قندمان که شامله منو ساکارید و دی ساکارید ها به صصورت اماده بود را به ان افزودم لوله را به مدت 5 دقیقه در بن ماری جوشاندم بعد لوله را به وسیله اب یخ سرد کردم تا به دمای 25 درجه سلسیوس رسید بعد از این کار در ته لوله رسوبی قرمز رنگ کوعیوروساید درست شد که نشان میداد محلول ما منو ساکارید است البته دی ساکارید ها هم در تجزیه خود رسوب درست مکنند.

    چون"

اگر رسوب قرمز در فاصله دو دقیقه تشکیل گردید، قند مورد آزمایش مونو ساکارید است. دی ساکاریدها را باید مدت بیشتری (مثلا 10 دقیقه) جوشانید تا رسوب قرمز رنگ ایجاد شود.

مونوساکاریدها را میتوان به دو گروه عمده تقسیم کرد: اگر مونوساکاریدها دارای عامل آلدئیدی باشند آنها را آلدوز و چنانچه عامل کتونی داشته باشند آنها را کتوز مینامند.

 

تئوری آزمایش

برای افتراق بین مونوساکارید و دی ساکارید احیا از آزمایش بارفورد استفاده می کنیم

مونو ساکارید ها : mono saccharrides

قند های ساده هستند و به قند هایی گفته می شوند که در اثر هیدرولیز به قند کوچکتری تبدیل نشوند .

٣ کربنه = تریوز (مثل گلیسیرآلدئید)،4 کربنه = تتروز  (اریتروز) ( 5 کربنه = پنتوز مثل ریبوز  ، 6 کربنه = هگزوز مثل گلوکز و فروکتوز ç مهمترین مونو ساکارید ها)

7 کربنه = هپتوز (می توان سدو هپتوز ها را نام برد )

 مونو ساکارید ها به آسانی متبلور می شوند،در آب محلول اند و همگی خاصیت احیا کنندگی دارند .

طبق تعریف کربوهیدرات ها دارای یک عامل آلدئیدی یا ستونی می باشند ( قند دارای عامل آلدئیدی ، آلدوز و قند دارای عامل ستونی ، ستوز یا کتوز خوانده می شود . )

 

این تست برای تشخیص مونوساکارید ها می باشد . به این صورت که چون در این تست محیط اسیدی است قدرت احیاکنندگی بیشتری برای احیا مس+2 به مس +1 احتیاج است وچون مونوساکاریدها  احیا کننده تر هستند ،‌بنابراین در محیط اسیدی فقط مونوساکاریدها به این تست جواب می دهند .

ابتدا برای تهیه ی معرف بارفورد که به صورت اماده استفاده کردیم 0.66 گرم استات مس             و 0.18 سی سی اسید استیک گلاسیال خالص را در 10 میلی اب مقطر       حل کردیم بعد از تهیه معرف در لوله ازمایشمان حدود 3 سی سی از این معرف           ریخته و بعد 1.5 سی سی از محلول قندمان که شامله منو ساکارید و دی ساکارید ها به صورت اماده بود را به ان افزودم لوله را به مدت 5 دقیقه در بن ماری جوشاندم بعد لوله را به وسیله اب یخ سرد کردم تا به دمای 25 درجه سلسیوس رسید بعد از این کار در ته لوله رسوبی قرمز رنگ کوعیوروساید درست شد که نشان میداد محلول ما منو ساکارید است البته دی ساکارید ها هم در تجزیه خود رسوب درست مکنند.

کربوهیدرات به پلی هیدروکسی آلدئید یا پلی هیدروکسی کتون و یا ترکیباتی که به این دو گروه هیدرولیز میشوند اطلاق میگردد. دسته ای از کربوهیدراتها را که نمیتوانند به ترکیب ساده تری شکسته شوند. مونوساکارید میگویند. گروهی را که در اثر هیدرولیز به دو مولکول مونوساکارید تجزیه شوند دی ساکارید و بالاخره کربوهیدراتهایی که به چندین واحد مونو ساکارید تجزیه میشوند را اولیگوساکارید گویند و چنانچه تعداد واحدهای تشکیل دهندة آن بیش از شش عدد باشد پلی ساکارید نامیده میشود

 

 

نتیجه:

اگر رسوب قرمز در فاصله دو دقیقه تشکیل گردید، قند مورد آزمایش مونو ساکارید است. دی ساکاریدها را باید مدت بیشتری (مثلا 10 دقیقه) جوشانید تا رسوب قرمز رنگ ایجاد شود. این تست برای تشخیص مونوساکارید ها می باشد . به این صورت که چون در این تست محیط اسیدی است قدرت احیاکنندگی بیشتری برای احیا مس+2 به مس +1 احتیاج است وچون مونوساکاریدها  احیا کننده تر هستند ،‌بنابراین در محیط اسیدی فقط مونوساکاریدها به این تست جواب می دهند .

 

گزارش کار بیوشیمی 1 تهیه ی معرف بند یکت

هدف از ازمایش

 

تهیه ی معرف بندیکت

"کربو هیدرات ها"

وسایل ازمایش

تری سدیم سیترات . سدیم کربنات بی اب . سولفات مس .گلوگز .فروکتوز .ساکاروز .محلول غیر قندی. بن ماری .

 

 

 

تاریخ

1391/8/19

 

شرح کار

 

قند ها به صورت مونو ساکارید ، دی ساکارید و پلی ساکارید در بدن دیده می شوند که واحد ساختاری همه آنها مونوساکارید می باشد. قند ها میتوانند با سایر هیدروکربن ها ترکیب شده و موادی مثل گلیکو پروتیین و ... را تولید کنند. ازقند ها در واکنش های زیادی استفاده می شود مثلا در تولید مواد احیا کننده یا ساخت قند شرکت میکنند DANو RNA

برای تهیه ی معرف بندیکت در یک بشر که کر داده ایم 1.73 گرم تری سدیم سیترات یا دی هیدرات را و 1.0 گرم سدیم کربنات بی اب ر یا انیدروس را در 8 سی سی اب مقطر حل مکنیم سبس در یک بشر تمیز جداگانه 1.73 گرم سولفات مس یا بنتاهیدرات را در 20 سی سی اب مقطر حل کردیم  به این ترتیب این معرف را با مخلوط کردن 0.8 ملی لیتر محلول بشر اول با 0.2 سی سی از محلول بشر دوم برست می اوریم.

ابتدا 4 تا لوله ازمایش که قبلا کر داده ایم را تهیه کردم بعد در هر لوله ازمایش 2.5 سی سی از معرف بالا مریزیم سبس به ترتیب از محلول قندهای گلوگز و ففروکتوز و ساکاروز و محلول غیر قندی در لوله ازمایش همان قند که رویش نوشته بودم به مقدار حجم 0.5 ملی لیتر ریختم بعد 5 دقیقه لوله ها را در بن ماری که قبلا دمای اب را به نقطه ی جوشش اورده بودم قرار دادم سبس لوله ها را از لحاظ تشکیل رسوب زرد اجری یا متمایل به سبز بررسی کردیم.

کربوهیدرات ها :

قند ها فراوان ترین مواد آلی موجود در کره ی زمین هستند . یک واحد قندی از نظر شیمیایی ، پلی الکلی است که دارای یک عامل آلدئیدی یا ستونی باشد .

قند = گلوسید  = ساکارید= هیدرات کربن = اوز

این ترکیبات نقش ساختمانی ( سلولز) و ذخیره ای ( گلیکوژن و نشاسته ) دارند .

طبقه بندی :

1-     مونو ساکارید ها

2-     الیگو ساکارید ها

3-     پلی ساکارید ها

مونو ساکارید ها : mono saccharrides

قند های ساده هستند و به قند هایی گفته می شوند که در اثر هیدرولیز به قند کوچکتری تبدیل نشوند .

٣ کربنه = تریوز (مثل گلیسیرآلدئید)،4 کربنه = تتروز  (اریتروز) ( 5 کربنه = پنتوز مثل ریبوز  ، 6 کربنه = هگزوز مثل گلوکز و فروکتوز ç مهمترین مونو ساکارید ها)

7 کربنه = هپتوز (می توان سدو هپتوز ها را نام برد )

 مونو ساکارید ها به آسانی متبلور می شوند،در آب محلول اند و همگی خاصیت احیا کنندگی دارند .

طبق تعریف کربوهیدرات ها دارای یک عامل آلدئیدی یا ستونی می باشند ( قند دارای عامل آلدئیدی ، آلدوز و قند دارای عامل ستونی ، ستوز یا کتوز خوانده می شود . )

دی ساکارید ها : Disaccharides

از باند شدن دو قند ساده یا مونو ساکارید بدست می آیند مثل لاکتوز

الیگو ساکارید ها :Oligosaccharides

بین 8 تا 12 مونو مر ( مونو ساکارید ) دارد

پلی ساکارید ها : polysaccharides

çHomo polysaccharides   از یک مونو مر ساخته شده است مثل نشاسته

çHetro polysaccharides    علاوه بر کربوهیدرات های اصلی ، شامل برخی دیگر از کربوهیدرات ها است مثل همی سلولز

لیگنین ساختمان کربوهیدراتی ندارد اما در دسته بندی جزء کربوهیدرات ها محسوب می شود

                                    گلیسرول آلدئید                                                        دی هیدروکسی استون    Dihydroxyaceton                                                  glycerylaldehyde                             

به طور کلی کربوهیدرات ها یا دارای عامل کتونی اند یا آلدئیدی و الکلی

اکثر کربوهیدرات ها دارای کربن نا متقارن هستند (کربنی که چهار استخلاف ان یکسان نیست –کاریال carial) از خواص کربوهیدرات ها داشتن ایزومری است و همین طور تاثیر بر نور پلاریزه . نور پلاریزه نوری است که فقط در یک بعد منتشر می شود . دستگاه شناسایی قند ها پلاریمتر است . ساختمان این دستگاه به این شکل است . این دستگاه دارای یک منبع نوری است که در جلوی آن منشوری به نام polyser پلایزر قرار گرفته است که از جنس نیکل است و در جلوی آن معمولاً لوله ای قرار دارد که کربوهیدرات ها را داخل ان می ریزند و مجدداً منشوری که متحرک است و نهایتاً در این مسیر چشم انسان قرار گرفته است .

مکانیزم عمل : نور به منشور بر خورد کرده و از آن عبور کرده و اگر به چیزی بر خورد نکند از منشور بعدی عبور و به راحتی قابل رویت است . اگر در لوله ی آزمایش قندی وجود داشته باشد ، وقتی نور از پلاریزه عبور کند به محلول قند برخورد کرده ، نور منحرف شده  و از طریق آنالایزر قابل رویت نیست برای همین منظور بر روی دستگاه پلارایزر درجه ای وجود دارد که آن را تنظیم می کنیم تا نور رویت شود و درجه را یا به سمت مثبت یا منفی می چرخانیم تا نور رویت شود . بر همین اساس این مثبت و منفی در کنار اسم آن قرار خواهد گرفت .

ایزومری:

به دو یا چند ترکیب که فرمول بسته یکسانی دارند ولی فرمول گسترده آن ها متفاوت است ، ایزومر اطلاق می شود . در قند ها سه نوع ایزومری عامل ، حلقه و نوری از اهمیت بالایی بر خور دارند.

ایزومری عامل :

ستوز ها و آلدوز هایی که تعداد کربن برابر داشته باشند ، ایزومر عامل تلقی می شوند مانند گلوکز ، فروکتوز. معمولاً با قرار دادن میان وند ul  بین نام قند و کلمه اوز ، از نام یک ایزومر آلدوزی ، نام ایزومر ستونی همان قند بدست می آید .

مثلاً Ribose è Riboluse     

 ایزومری حلقه :

قندهای 5 و 6 کربنه در محیط عمدتاً به صورت حلقوی وجود دارند . در اثر اتصال کربن شماره 1 و شماره 5 در گلوکز کربن شماره 2 و شماره 6 در فروکتوز ، حلقه ای 6 ضلعی به نام پیرانوز را  بوجود می آید . در اثر اتصال کربن شماره 1 و 4 در گلوکز و کربن شماره 2 و 5 در فروکتوز ، حلقه های 5 ضلعی بوجود می آیند که فورانوز خوانده می شود. 

گلوکوپیرانوز و گلوکوفورانوز نسبت به یکدیگر ایزومر حلقه محسوب می شوند . گلوکز معمولاً به صورت گلوکوپیرانوز و فروکتوز به شکل فروکتو فورانوز وجود دارند .

خصوصیات قند ها :

از برخی از این خصوصیات می توان برای شناسایی قند ها استفاده کرد

1-     مزه ی شیرین : درجه ی شیرینی

مالتوز= 0.32   گالاکتوز = 0.22  لاکتوز = 0.16   ساکارز = 1 فروکتوز = 1.73   اینورت = 1.3   گلوکز = 0.7 

2-     تولید استال و نیمه استال

معمولاً هنگام تبدیل مونو مر ها به اسید های آمینه یا کربو هیدرات ها  یا ... آبی تولید می شود که می تواند مقداری از نیاز بدن به آب را تامین کند .

     ٣- حلقوی شدن : قند هایی که بیش از 5 کربن دارند عمدتاً حلقوی و قند های ٣ یا 4 کربنی به صورت خطی هستند و هیچوقت پایدار نیستند و به انها intermediate metabolite  گفته می شود

 نحوه ی حلقوی شدن : عامل الکلی با عامل استونی می تواند باند شود

نکته : در ساختمان گلوکز ، چنانچه عامل OH در کربن شماره 1 به طرف پایین باشد آن را آلفا گلوکز می گویند و اگر به سمت بالا باشد بتا گلوکز گویند .  در نشاسته پیوند بین مونو مر ها آلفا 1و4 گلوکوزوئیدی است و در سلولز پیوند بین مونومر ها بتا 1 و 4 گلوکوزوئیدی است .

4-     خاصیت اکسید شوندگی یا احیا کنندگی :

قند ها می توانند اکسید شده و مواد دیگر را احیا کنند . یکی از روش های  تشخیص قند ها ی احیا کننده آزمایش Benedict است .در این آزمایش سولفات مس ( کات کبود آبی رنگ ) و قند مورد نظر را حرارت می دهند اگر قند احیا کننده باشد ماده ی حرارت داده شده به رنگ نارنجی در می آید یعنی مس احیا شده . از این آزمایش برای تشخیص گلوکز در ادرار و خون بیماران دیابتی استفاده می شود .

آزمایش ترکیب مونو ساکارید ها با فنیل هیدرازین ç فقط برای تشخیص مونوساکارید ها

واکنش با اوزاوزان ç ساختار قند ها و کربوهیدرات ها

واکنش با Brç کتون و آلدئید ها را از هم باز می شناسد

اکسیداسیون ç از اسید نیتریک استفاده می شود . اسیدی قوی است و تک تک کربن ها را اکسیده می کند و به شکل عامل اسیدی در می آورد

ترکیب با نیترات نقره ç آمونیاک ، قند و نیترات نقره

نقره با قند ایجاد واکنش می کند و احیا می شود ، نقره باعث ایجاد حالت آیینه بر روی ظرف می شود .

سنتز گلوکز به ویتامین C در بدن انسان ، میمون و بعضی از جانداران انجام نمی شود .

سنتز گلوکورونیک اسید : نقش مهمی در دفع مواد سمی از بدن دارد .

قند ها تحت تاثیر عوامل احیا کننده به پلی الکل تبدیل می شوند .

گلوکوزوئید ها :

بعضی از ترکیبات می توانند با قند باند گلوکوزوئیدی تشکیل بدهند . این ماده ممکن است قند باشد و یا نباشد . گلوکوزوئید ها معمولاً در بیشتر ادویه جات ، دارو ها و بافت های حیوانی وجود دارند . اگر پیوند بین یک گلوکز با یک گلوکز دیگر باشد به ان گلوکوزوئیدی گوییم . اگر بین گلوکز و گالاکتوز باشد ، گالاکتوزوئیدی می نامیم . اگر قند با ترکیب غیر قندی پیوند بدهد ، ان ترکیب غیر قندی را Aglycon  گوییم .

بعضی از این ترکیبات گالاکتوزوئیدی ممکن است که سمی باشند . مثلاً دردانه ی کلزا که دانه ای روغنی است ، بعد از استخراج روغن ، دانه و کنجاله دارای ترکیباتی هستند که به عنوان مواد ضد تغذیه ای یا آنتی نوتریشنال ANF (anti nutritional factor) نامیده می شوند که مصرف کنجاله را کاهش می دهند .

مشتقات قندی :

قند هایی که در ساختمان خود ترکیبات دیگری مثل گروه عاملی داشته باشند .

مثل گلوکزی که کربن شماره ی 2 آن یک گروه امینی داشته باشد که به آن گلوکز آمین می گویند یا گالاکتوزی که در ساختار ش یک گروه آمینی باشد ç گالاکتوز آمین

این ترکیبات ( مشتقات قندی ) نقش های بیولوژیکی متعددی دارند .برخی از آنتی بیوتیک ها مثل اریترومایسین یا کرومایسین وجود دارند که در ترکیباتشان دارای قند های آمینی هستند .یا به عنوان مثال پکتین که جزء دیواره ی سلولی حیوانات سخت پوست است حاوی تعداد زیادی از ترکیبات گلوکز آمین است

از دیگر مشتقات قندی دزوکسی قند  ها هستند مثلاً ریبوز یا دزوکسی گالاکتوز و دزوکسی مانوز  صورت L  رامنوز نامیده می شوند . اسید اسکوربیک = ویتامین C از گلوکز سنتز می شود . در انسان ، میمون و خوکچه ی هندی و نوزاد نشخوار کنندگان تا دو سه هفته ی اول زندگی قابلیت سنتز ندارد. اما بعد از هفته های پنجم و ششم سنتز می شود .

دی ساکارید ها :

از مهمترین دی ساکارید ها ، مالتوز است که از 2 مولکول گلوکز تشکیل شده است و تحت اثر آنزیم مالتاز به دو مولکول گلوکز تبدیل می شود . وقتی 2 مولکول گلوکز به شکل دو پیوند بتا به هم وصل شوند ، سلولز را تشکیل می دهند که جانداران به جز باکتری ها و قارچ ها آنزیمی برای تجزیه ی این مولکول ندارند .

لاکتوز :

از 2 مولکول گلوکز و گالاکتوز تشکیل شده است . آنزیم تجزیه کننده ی این ماده لاکتاز است . افراد به دو دلیل ممکن است که نتوانند این آنزیم را ترشح کنند : یک دسته از افراد به صورت ژنتیکی نمی توانند این ماده را ترشح کند و بعضی از افراد هم بدلیل جراحات وارده در دستگاه گوارش از جمله سرطان ، انواع انگل ها و ... نمی توانند این آنزیم را در بدن خود تولید کنند . در نتیجه این افراد بر اثر استفاده از شیر و فراورده های لبنی دچار دل درد و  اسهال و .. می شوند .لاکتوز قندی است که خاصیت اسمتیک زیادی دارد و آب را جذب می کند و درون دیواره های عضلانی انقباضاتی را بوجود می آورد که موجب اسهال و همین طور دل پیچه در فرد می شود .

ساکارز  قندی شامل گلوکز و فروکتوز است

 

قند های احیا کننده و قند های غیر احیا کننده

قند هایی که گروه فعال آنها آزاد و قابلیت احیا کنندگی داشته باشند ( مثل قند های لاکتوز ، سلوبیوز و مالتوز ) به عنوان قند های احیا کننده مطرح می شوند . و قند هایی که کربن آنها با مولکول مجاور طوری باند شود که واکنشی نتواند انجام بدهد به عنوان قند های غیر احیا  کننده ( مثل ساکارز) مطرح می شوند .

Invert sugar: قند ساکارزی که وقتی هیدرولیز می شود ، فروکتوز آن که شدیداً چپ گرا است. بتواند خاصیت راست گرایی قند را مهار کند .

الیگوساکارید ها :

شامل تری ساکارید ها و ...

تری ساکارید ها : از سه قند تشکیل شده اند مثل رامینوز (گلوکز + فروکتوز + گالاکتوز)

                                                            کستوز   ( فروکتوز + فروکتوز + گلوکز)

تترا ساکارید ها : از چهار قند تشکیل شده اند مثل Stachyose ( گالاکتوز +گالاکتوز + گلوکز+ فروکتوز)

پلی ساکارید ها :

نشاسته : اولین پلی ساکارید مطرح است . از دو قسمت تشکیل شده است :

1-                           Amylose  زنجیره ی خطی گلوکوزوئیدی که پیوند های آن به صورت آلفا 1 و 4 است

2-                           Amylopectin   قسمت دیگر که پیوند بین انها 1 و 6 گلوکوزوئیدی است

گیاه فقط در هنگام جوانه زدن از ان استفاده می کند در غیر این صورت برای استفاده ی حیوانات است .

در مولکول نشاسته زنجیر آمیلوز طوری دور خودش پیچیده است که ایجاد حفره ای در درون خود می کند . غالباً برای شناسایی نشاسته از عنصر ید استفاده می کنند که در این حفره ها گیر می کند و نتیجه ی آن مشاهده ی رنگ ابی است .

گلیکوژنç ساختاری مشابه نشاسته دارد و دارای تعدادی شاخه ی جانبی می باشد ß به تعداد هر 15 مولکول گلوکز خطی یک شاخه ی جانبی از آن جدا می شود . میزان گلیکوژن ذخیره ای بسیار اندک است و نقش اندکی در تامین انرژی بدن دارد .

Inolin   ç ساختاری مشابه نشاسته دارد ولی واحد های ساختمانی اش فروکتوز است

Dexterinç قندی که از هضم ناقص نشاسته باقی می ماند

Celluloseç پلی مری از گلوکز با پیوند بتا 1 و 4 که پیوند جانبی در آن وجود ندارد

سلولازç    1- exoglosidase       2- Endoglosidase     ٣- cellobyase    

 

همی سلولز: جزء هترو پلی ساکارید هاست  . این ترکیب از ترکیبات مختلفی مثل گلوکز ، زایلوز ، گالاکتوز ، فروکتوز و آرابینوز  تشکیل شده است .

پکتین: زنجیره ای از glocronic acid  ها است . که ممکن است قند هایی مثل آرابان ، گالاکتان و .. در ساختار آن وجود داشته باشد . پکتین ترکیبی بسیار محلول در آب است  و معمولاً با شستن خارج می شود . از پکتین بدست آمده در صنایع غذایی مثل تولید ژله استفاده می کنند .

لیگنین : ترکیبی است که جزء پلی ساکارید ها محسوب نمی شود و لیکن به دلیل اینکه جزء دیواره ی ساختمانی است و همواره با کربوهیدرات ها مورد بررسی قرار می گیرد گاهی جزء پلی ساکارید ها دسته بندی می شود .ساختمان آن کاملاً مشخص نیست و از ترکیبات نا همگونی بر خوردار است و عمدتاً ترکیباتی مثل الکل کومارین و الکل سیناپین دارد .

ساپونین : ترکیبی در گیاهان لگومین ( مثل یونجه )  است . تلخ مزه است . وجود آن در یونجه باعث کاهش خوراک مصرفی می شود . بعضی می گوین عامل نفخ آوری است –باعث کاهش کلسترول می شود

 

 

 

تئوری آزمایش

برای تهیه ی معرف بندیکت در یک بشر که کر داده ایم 1.73 گرم تری سدیم سیترات یا دی هیدرات را و 1.0 گرم سدیم کربنات بی اب ر یا انیدروس را در 8 سی سی اب مقطر حل مکنیم سبس در یک بشر تمیز جداگانه 1.73 گرم سولفات مس                  یا بنتاهیدرات را در 20 سی سی اب مقطر حل کردیم  به این ترتیب این معرف را با مخلوط کردن 0.8 ملی لیتر محلول بشر اول با 0.2 سی سی از محلول بشر دوم بدست می اوریم.

ابتدا 4 تا لوله ازمایش که قبلا کر داده ایم را تهیه کردم بعد در هر لوله ازمایش 2.5 سی سی از معرف بالا                  مریزیم سبس به ترتیب از محلول قندهای گلوگز و فروکتوز و ساکاروز و محلول غیر قندی در لوله ازمایش همان قند که رویش نوشته بودم به مقدار حجم 0.5 ملی لیتر ریختم بعد 5 دقیقه لوله ها را در بن ماری که قبلا دمای اب را به نقطه ی جوشش اورده بودم قرار دادم سبس لوله ها را از لحاظ تشکیل رسوب زرد اجری یا متمایل به سبز بررسی کردیم.

 

 

 

نتیجه

لوله اول پس از 5 دقیقه به رنگ سبز مایل به زرد کدر در می آید که در ته آن رسوب اندک قرمز رنگی بجا میماند.اما در لوله2 که حاوی قند غیر احیاکننده فروکتز است تغیر رنگی رخ نمیدهد(البته بدلیل ناخالصی و خطا در آزمایش رنگ آن کمی بسمت سبز متمایل شد،اما در پایین لوله رسوب قرمزی ایجاد نشد)

گزارش کار بیوشیمی 1 ازمایش فهلینگ

هدف از ازمایش

ازمایش فهلینگ اساس احیا کننده گی

"کربو هیدرات ها"

وسایل ازمایش

لوله ی ازمایش. محلول فهلینگ الف . محلول فهلینگ ب .گلوگز . فروکتوز .لاکتوز . ساکاروز .بن ماری.

 

 

 

تاریخ

1391/8/19

شرح کار

نکته"محلول فهلینگ دارای دو محلول است محلول الف دارایسولفات مسمتبلور موجود در اب ومحلول ب دارای تار تارات سدیم بتاسیمدر محیط بازی یا قلیلیی است

ابتدا 4 تا لوله ی ازمایش که قبلا کر داده بودم را انتخاب و در هر لوله 1 سی سی از محلول الف و 1 سی سی از محلول ب میریزیم بعد به وسیله بیبت  در حدود 2 سی سی  از قندهای گلوگز که یک منو ساکارید است در یک لوله ودر لوله دیگر 2 سی سی فروکتوز که این هم یک منو ساکارید میباش مریزیم و در لوله دیگر 2 سی سی لاکتوز که یک دی ساکارید است می ریزیم ودر لوله چهارم نیز 2 میلی ساکاروز که ان هم دی ساکارید است ریخته و لوله ی ازمایش مربوط به هر قند را روی ان می نویسم بعد لوله ها را خوب هم میزنیم و 5 الی 3 دقیقه در بنماری گرم مکنیم دقت شود که اب به جوش امده باشدسبس لوله ها را از نظر تغییر رنگ بررسی مکنیمکه رنگشان از ابی فیروزه ای به  رسوب زرد و قرمز تا قهوای اجری نشان دهنده ی قند کاهنده یا احیا کننده در ازمایشمان است با این نکته که رنگ سبز قابل قبول نیست

مونوساکاریدها

 

در مونوساکاریدها بعلت پیوند دو گانه بین کربن و اکسیژن در مواجهه با ترکیبات می توانند با باز شدن پیوند دو گانه آنها خاصیت احیا کنندگی را نشان می دهند

مونوساکاریدها بعنوان بیشترین خاصیت احیا کنندگی شناخته شده اند

دی ساکارید ها

در صورتی که در دی ساکارید ها عامل پیوند دو گانه کربن با اکسیژن ( عامل الدئیدی یا کتونی)از یک مونو ساکارید با عامل هیدروکسیل از مونوساکارید دیگر ترکیب شود  دی ساکارید بوجود آمده خاصیت احیا کنندگی خور را از دست نمی دهد.اما در دی ساکارید های غیر احیا کننده مثل ساکارز و ترهالوز عامل دوگانه ی آنها با هم ترکیب شده است و پیوند دو گانه صرف ایجاد ساختمان جدید شده است.

ابتدا در یک لو له ازما یش که قبلا کر داده ام 1 سی سی محلول مورد ازمایش که که محلول قندی 1 درصد است می افزاییم و بر روی ان 02.  سی سی یعنی 2 تا 4 قطره الفا نفتول میریزیم و با دست لوله ازمایش را تکان می دهیم تا مواد مخلوط شوند نکته اینکه این معرف الفا نفتول 5. گرم الفا نفتول در 10 سی سی اتانول 95% درصد می باشد بعد با استفاده از بیبت یا قطره چکان به اهستگی 5. میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ را به نرمی و قطره قطره  مافزاییم ولی دیگر هم نمیزنیم و میگزاریم راکت بماند تا عمل اب گیری که  در ابتدای شرح ازمایش گفتم صورت گیرد بعد از مدتی فاز اسیدی در ته لوله قرار میگیرد قسمت بنفش رنگ در بین دو فاز درست شد چون این واکنش گرمازا میباشد وقتی رسوب بنفش را دیدم اضافه کردن اسید را قطع کردم بس چون کمبلکس بنفش رنگ ایجاد شد بس در محلول ما مادهی قندی وجود دارد و اگر تشکیل نمی شد ماده ی قندی وجود نداشت ...

 

 

 

تئوری آزمایش

اساس کار به این صورت است که یون مس در محیط قلیایی و در حضور قندهای احیاکننده رسوب اکسید مس می دهد که رنگ آن قرمز آجری می باشد. این واکنش وابسته به pH است و حضور یونOH⁻ به پیشرفت واکنش کمک می کند. ولی از طرف دیگر این یون با مس ترکیب شده و وقتی قند احیا را اضافه می کنیم دیگر یون مسی وجود ندارد برای جلوگیری از این کار از تارتارات مضاعف سدیم و پتاسیم استفاده می کنند. یون تارتارات با یون مس ترکیب شده و آن را پوشش می دهد. در موقع اضافه کردن قند احیا از آن جدا شده و یون مس را در اختیار قند احیا قرار می گیرد.


قرمز آجری cu2o↓→ قند احیا کننده + cu⁺⁺
 

ابتدا 4 تا لوله ی ازمایش که قبلا کر داده بودم را انتخاب و در هر لوله 1 سی سی از محلول الف                     و 1 سی سی از محلول ب                         میریزیم بعد به وسیله بیبت  در حدود 2 سی سی  از قندهای گلوگز که یک منو ساکارید است در یک لوله ودر لوله دیگر 2 سی سی فروکتوز که این هم یک منو ساکارید میباش مریزیم و در لوله دیگر 2 سی سی لاکتوز که یک دی ساکارید است می ریزیم ودر لوله چهارم نیز 2 میلی ساکاروز که ان هم دی ساکارید است ریخته و لوله ی ازمایش مربوط به هر قند را روی ان می نویسم بعد لوله ها را خوب هم میزنیم و 5 الی 3 دقیقه در بن ماری گرم مکنیم دقت شود که اب به جوش امده باشدسبس لوله ها را از نظر تغییر رنگ بررسی مکنیم که رنگشان از ابی فیروزه ای به  رسوب زرد و قرمز تا قهوای اجری نشان دهنده ی قند کاهنده یا احیا کننده در ازمایشمان است با این نکته که رنگ سبز قابل قبول نیست

 

نتیجه

در لوله آزمایش اگر رسوب داشت پس تست خطا داشته و دور می ریزیم و اگر رسوب نداشت چند قطره محلول قندی (ml2) اضافه می کنیم و min5 اجازه می دهیم بجوشد و در صورت تشکیل رسوب قرمز آجری نمونه حاوی قند احیا می باشد.

 

گزارش کار بیوشیمی 1 ازمایش مولیش

هدف از ازمایش

molisch test  ازمایش مولیش

"کربو هیدرات ها"

وسایل ازمایش

الفانفتول . اتانول . لوله ازمایش . محلول قند. قطره جکان . بیبت .اسید سولفوریک .اب مقطر

 

 

 

تاریخ

1391/8/19

شرح کار

             در این آزمایش اسید سولفوریک غلیظ باعث می شود که اتصال بین مونو ساکارید ها در دی ساکارید یا پلی ساکارید  شکسته شود و مونوساکارید خالص ایجاد می کند. این مونو ساکارید در محیط آزمایش آب خود را از دست می دهد و به فورفورال و مشتقات آن تبدیل می شود که این ترکیب با مولیش ایجاد حلقه بنفش می کند.

تست موليش براي تشخيص همه ي قندها به كار مي رود ( تست عمومي ) . كليه قندها در مجاورت اسيد غليظ آب از دست مي دهند و تبديل به فورفورال ويا مشتقات آن تبدیل میشوند .

. فورفورال ها در مقابل تركيبات فنولي مانند آلفا نفتول كمپلكس رنگي ميدهند

کربوهیدرات ها :

قند ها فراوان ترین مواد آلی موجود در کره ی زمین هستند . یک واحد قندی از نظر شیمیایی ، پلی الکلی است که دارای یک عامل آلدئیدی یا ستونی باشد .

قند = گلوسید  = ساکارید= هیدرات کربن = اوز

این ترکیبات نقش ساختمانی ( سلولز) و ذخیره ای ( گلیکوژن و نشاسته ) دارند .

طبقه بندی :

1-     مونو ساکارید ها

2-     الیگو ساکارید ها

3-     پلی ساکارید ها

مونو ساکارید ها : mono saccharrides

قند های ساده هستند و به قند هایی گفته می شوند که در اثر هیدرولیز به قند کوچکتری تبدیل نشوند .

٣ کربنه = تریوز (مثل گلیسیرآلدئید)،4 کربنه = تتروز  (اریتروز) ( 5 کربنه = پنتوز مثل ریبوز  ، 6 کربنه = هگزوز مثل گلوکز و فروکتوز ç مهمترین مونو ساکارید ها)

7 کربنه = هپتوز (می توان سدو هپتوز ها را نام برد )

 مونو ساکارید ها به آسانی متبلور می شوند،در آب محلول اند و همگی خاصیت احیا کنندگی دارند .

طبق تعریف کربوهیدرات ها دارای یک عامل آلدئیدی یا ستونی می باشند ( قند دارای عامل آلدئیدی ، آلدوز و قند دارای عامل ستونی ، ستوز یا کتوز خوانده می شود . )

دی ساکارید ها : Disaccharides

از باند شدن دو قند ساده یا مونو ساکارید بدست می آیند مثل لاکتوز

الیگو ساکارید ها :Oligosaccharides

بین 8 تا 12 مونو مر ( مونو ساکارید ) دارد

پلی ساکارید ها : polysaccharides

çHomo polysaccharides   از یک مونو مر ساخته شده است مثل نشاسته

çHetro polysaccharides    علاوه بر کربوهیدرات های اصلی ، شامل برخی دیگر از کربوهیدرات ها است مثل همی سلولز

لیگنین ساختمان کربوهیدراتی ندارد اما در دسته بندی جزء کربوهیدرات ها محسوب می شود

                                    گلیسرول آلدئید                                                        دی هیدروکسی استون    Dihydroxyaceton                                                  glycerylaldehyde                             

به طور کلی کربوهیدرات ها یا دارای عامل کتونی اند یا آلدئیدی و الکلی

اکثر کربوهیدرات ها دارای کربن نا متقارن هستند (کربنی که چهار استخلاف ان یکسان نیست –کاریال carial) از خواص کربوهیدرات ها داشتن ایزومری است و همین طور تاثیر بر نور پلاریزه . نور پلاریزه نوری است که فقط در یک بعد منتشر می شود . دستگاه شناسایی قند ها پلاریمتر است . ساختمان این دستگاه به این شکل است . این دستگاه دارای یک منبع نوری است که در جلوی آن منشوری به نام polyser پلایزر قرار گرفته است که از جنس نیکل است و در جلوی آن معمولاً لوله ای قرار دارد که کربوهیدرات ها را داخل ان می ریزند و مجدداً منشوری که متحرک است و نهایتاً در این مسیر چشم انسان قرار گرفته است .

مکانیزم عمل : نور به منشور بر خورد کرده و از آن عبور کرده و اگر به چیزی بر خورد نکند از منشور بعدی عبور و به راحتی قابل رویت است . اگر در لوله ی آزمایش قندی وجود داشته باشد ، وقتی نور از پلاریزه عبور کند به محلول قند برخورد کرده ، نور منحرف شده  و از طریق آنالایزر قابل رویت نیست برای همین منظور بر روی دستگاه پلارایزر درجه ای وجود دارد که آن را تنظیم می کنیم تا نور رویت شود و درجه را یا به سمت مثبت یا منفی می چرخانیم تا نور رویت شود . بر همین اساس این مثبت و منفی در کنار اسم آن قرار خواهد گرفت .

ایزومری:

به دو یا چند ترکیب که فرمول بسته یکسانی دارند ولی فرمول گسترده آن ها متفاوت است ، ایزومر اطلاق می شود . در قند ها سه نوع ایزومری عامل ، حلقه و نوری از اهمیت بالایی بر خور دارند.

ایزومری عامل :

ستوز ها و آلدوز هایی که تعداد کربن برابر داشته باشند ، ایزومر عامل تلقی می شوند مانند گلوکز ، فروکتوز. معمولاً با قرار دادن میان وند ul  بین نام قند و کلمه اوز ، از نام یک ایزومر آلدوزی ، نام ایزومر ستونی همان قند بدست می آید .

مثلاً Ribose è Riboluse     

 ایزومری حلقه :

قندهای 5 و 6 کربنه در محیط عمدتاً به صورت حلقوی وجود دارند . در اثر اتصال کربن شماره 1 و شماره 5 در گلوکز کربن شماره 2 و شماره 6 در فروکتوز ، حلقه ای 6 ضلعی به نام پیرانوز را  بوجود می آید . در اثر اتصال کربن شماره 1 و 4 در گلوکز و کربن شماره 2 و 5 در فروکتوز ، حلقه های 5 ضلعی بوجود می آیند که فورانوز خوانده می شود. 

گلوکوپیرانوز و گلوکوفورانوز نسبت به یکدیگر ایزومر حلقه محسوب می شوند . گلوکز معمولاً به صورت گلوکوپیرانوز و فروکتوز به شکل فروکتو فورانوز وجود دارند .

خصوصیات قند ها :

از برخی از این خصوصیات می توان برای شناسایی قند ها استفاده کرد

1-     مزه ی شیرین : درجه ی شیرینی

مالتوز= 0.32   گالاکتوز = 0.22  لاکتوز = 0.16   ساکارز = 1 فروکتوز = 1.73   اینورت = 1.3   گلوکز = 0.7 

2-     تولید استال و نیمه استال

معمولاً هنگام تبدیل مونو مر ها به اسید های آمینه یا کربو هیدرات ها  یا ... آبی تولید می شود که می تواند مقداری از نیاز بدن به آب را تامین کند .

     ٣- حلقوی شدن : قند هایی که بیش از 5 کربن دارند عمدتاً حلقوی و قند های ٣ یا 4 کربنی به صورت خطی هستند و هیچوقت پایدار نیستند و به انها intermediate metabolite  گفته می شود

 نحوه ی حلقوی شدن : عامل الکلی با عامل استونی می تواند باند شود

نکته : در ساختمان گلوکز ، چنانچه عامل OH در کربن شماره 1 به طرف پایین باشد آن را آلفا گلوکز می گویند و اگر به سمت بالا باشد بتا گلوکز گویند .  در نشاسته پیوند بین مونو مر ها آلفا 1و4 گلوکوزوئیدی است و در سلولز پیوند بین مونومر ها بتا 1 و 4 گلوکوزوئیدی است .

4-     خاصیت اکسید شوندگی یا احیا کنندگی :

قند ها می توانند اکسید شده و مواد دیگر را احیا کنند . یکی از روش های  تشخیص قند ها ی احیا کننده آزمایش Benedict است .در این آزمایش سولفات مس ( کات کبود آبی رنگ ) و قند مورد نظر را حرارت می دهند اگر قند احیا کننده باشد ماده ی حرارت داده شده به رنگ نارنجی در می آید یعنی مس احیا شده . از این آزمایش برای تشخیص گلوکز در ادرار و خون بیماران دیابتی استفاده می شود .

آزمایش ترکیب مونو ساکارید ها با فنیل هیدرازین ç فقط برای تشخیص مونوساکارید ها

واکنش با اوزاوزان ç ساختار قند ها و کربوهیدرات ها

واکنش با Brç کتون و آلدئید ها را از هم باز می شناسد

اکسیداسیون ç از اسید نیتریک استفاده می شود . اسیدی قوی است و تک تک کربن ها را اکسیده می کند و به شکل عامل اسیدی در می آورد

ترکیب با نیترات نقره ç آمونیاک ، قند و نیترات نقره

نقره با قند ایجاد واکنش می کند و احیا می شود ، نقره باعث ایجاد حالت آیینه بر روی ظرف می شود .

سنتز گلوکز به ویتامین C در بدن انسان ، میمون و بعضی از جانداران انجام نمی شود .

سنتز گلوکورونیک اسید : نقش مهمی در دفع مواد سمی از بدن دارد .

قند ها تحت تاثیر عوامل احیا کننده به پلی الکل تبدیل می شوند .

گلوکوزوئید ها :

بعضی از ترکیبات می توانند با قند باند گلوکوزوئیدی تشکیل بدهند . این ماده ممکن است قند باشد و یا نباشد . گلوکوزوئید ها معمولاً در بیشتر ادویه جات ، دارو ها و بافت های حیوانی وجود دارند . اگر پیوند بین یک گلوکز با یک گلوکز دیگر باشد به ان گلوکوزوئیدی گوییم . اگر بین گلوکز و گالاکتوز باشد ، گالاکتوزوئیدی می نامیم . اگر قند با ترکیب غیر قندی پیوند بدهد ، ان ترکیب غیر قندی را Aglycon  گوییم .

بعضی از این ترکیبات گالاکتوزوئیدی ممکن است که سمی باشند . مثلاً دردانه ی کلزا که دانه ای روغنی است ، بعد از استخراج روغن ، دانه و کنجاله دارای ترکیباتی هستند که به عنوان مواد ضد تغذیه ای یا آنتی نوتریشنال ANF (anti nutritional factor) نامیده می شوند که مصرف کنجاله را کاهش می دهند .

مشتقات قندی :

قند هایی که در ساختمان خود ترکیبات دیگری مثل گروه عاملی داشته باشند .

مثل گلوکزی که کربن شماره ی 2 آن یک گروه امینی داشته باشد که به آن گلوکز آمین می گویند یا گالاکتوزی که در ساختار ش یک گروه آمینی باشد ç گالاکتوز آمین

این ترکیبات ( مشتقات قندی ) نقش های بیولوژیکی متعددی دارند .برخی از آنتی بیوتیک ها مثل اریترومایسین یا کرومایسین وجود دارند که در ترکیباتشان دارای قند های آمینی هستند .یا به عنوان مثال پکتین که جزء دیواره ی سلولی حیوانات سخت پوست است حاوی تعداد زیادی از ترکیبات گلوکز آمین است

از دیگر مشتقات قندی دزوکسی قند  ها هستند مثلاً ریبوز یا دزوکسی گالاکتوز و دزوکسی مانوز  صورت L  رامنوز نامیده می شوند . اسید اسکوربیک = ویتامین C از گلوکز سنتز می شود . در انسان ، میمون و خوکچه ی هندی و نوزاد نشخوار کنندگان تا دو سه هفته ی اول زندگی قابلیت سنتز ندارد. اما بعد از هفته های پنجم و ششم سنتز می شود .

دی ساکارید ها :

از مهمترین دی ساکارید ها ، مالتوز است که از 2 مولکول گلوکز تشکیل شده است و تحت اثر آنزیم مالتاز به دو مولکول گلوکز تبدیل می شود . وقتی 2 مولکول گلوکز به شکل دو پیوند بتا به هم وصل شوند ، سلولز را تشکیل می دهند که جانداران به جز باکتری ها و قارچ ها آنزیمی برای تجزیه ی این مولکول ندارند .

لاکتوز :

از 2 مولکول گلوکز و گالاکتوز تشکیل شده است . آنزیم تجزیه کننده ی این ماده لاکتاز است . افراد به دو دلیل ممکن است که نتوانند این آنزیم را ترشح کنند : یک دسته از افراد به صورت ژنتیکی نمی توانند این ماده را ترشح کند و بعضی از افراد هم بدلیل جراحات وارده در دستگاه گوارش از جمله سرطان ، انواع انگل ها و ... نمی توانند این آنزیم را در بدن خود تولید کنند . در نتیجه این افراد بر اثر استفاده از شیر و فراورده های لبنی دچار دل درد و  اسهال و .. می شوند .لاکتوز قندی است که خاصیت اسمتیک زیادی دارد و آب را جذب می کند و درون دیواره های عضلانی انقباضاتی را بوجود می آورد که موجب اسهال و همین طور دل پیچه در فرد می شود .

ساکارز  قندی شامل گلوکز و فروکتوز است

 

قند های احیا کننده و قند های غیر احیا کننده

قند هایی که گروه فعال آنها آزاد و قابلیت احیا کنندگی داشته باشند ( مثل قند های لاکتوز ، سلوبیوز و مالتوز ) به عنوان قند های احیا کننده مطرح می شوند . و قند هایی که کربن آنها با مولکول مجاور طوری باند شود که واکنشی نتواند انجام بدهد به عنوان قند های غیر احیا  کننده ( مثل ساکارز) مطرح می شوند .

Invert sugar: قند ساکارزی که وقتی هیدرولیز می شود ، فروکتوز آن که شدیداً چپ گرا است. بتواند خاصیت راست گرایی قند را مهار کند .

الیگوساکارید ها :

شامل تری ساکارید ها و ...

تری ساکارید ها : از سه قند تشکیل شده اند مثل رامینوز (گلوکز + فروکتوز + گالاکتوز)

                                                            کستوز   ( فروکتوز + فروکتوز + گلوکز)

تترا ساکارید ها : از چهار قند تشکیل شده اند مثل Stachyose ( گالاکتوز +گالاکتوز + گلوکز+ فروکتوز)

پلی ساکارید ها :

نشاسته : اولین پلی ساکارید مطرح است . از دو قسمت تشکیل شده است :

1-                           LTRAmylose  زنجیره ی خطی گلوکوزوئیدی که پیوند های آن به صورت آلفا 1 و 4 است

2-                           Amylopectin   قسمت دیگر که پیوند بین انها 1 و 6 گلوکوزوئیدی است

گیاه فقط در هنگام جوانه زدن از ان استفاده می کند در غیر این صورت برای استفاده ی حیوانات است .

در مولکول نشاسته زنجیر آمیلوز طوری دور خودش پیچیده است که ایجاد حفره ای در درون خود می کند . غالباً برای شناسایی نشاسته از عنصر ید استفاده می کنند که در این حفره ها گیر می کند و نتیجه ی آن مشاهده ی رنگ ابی است .

گلیکوژنç ساختاری مشابه نشاسته دارد و دارای تعدادی شاخه ی جانبی می باشد ß به تعداد هر 15 مولکول گلوکز خطی یک شاخه ی جانبی از آن جدا می شود . میزان گلیکوژن ذخیره ای بسیار اندک است و نقش اندکی در تامین انرژی بدن دارد .

Inolin   ç ساختاری مشابه نشاسته دارد ولی واحد های ساختمانی اش فروکتوز است

Dexterinç قندی که از هضم ناقص نشاسته باقی می ماند

Celluloseç پلی مری از گلوکز با پیوند بتا 1 و 4 که پیوند جانبی در آن وجود ندارد

سلولازç   1- exoglosidase       2- Endoglosidase     ٣- cellobyase    

 

همی سلولز: جزء هترو پلی ساکارید هاست  . این ترکیب از ترکیبات مختلفی مثل گلوکز ، زایلوز ، گالاکتوز ، فروکتوز و آرابینوز  تشکیل شده است .

پکتین: زنجیره ای از glocronic acid  ها است . که ممکن است قند هایی مثل آرابان ، گالاکتان و .. در ساختار آن وجود داشته باشد . پکتین ترکیبی بسیار محلول در آب است  و معمولاً با شستن خارج می شود . از پکتین بدست آمده در صنایع غذایی مثل تولید ژله استفاده می کنند .

لیگنین : ترکیبی است که جزء پلی ساکارید ها محسوب نمی شود و لیکن به دلیل اینکه جزء دیواره ی ساختمانی است و همواره با کربوهیدرات ها مورد بررسی قرار می گیرد گاهی جزء پلی ساکارید ها دسته بندی می شود .ساختمان آن کاملاً مشخص نیست و از ترکیبات نا همگونی بر خوردار است و عمدتاً ترکیباتی مثل الکل کومارین و الکل سیناپین دارد .

ساپونین : ترکیبی در گیاهان لگومین ( مثل یونجه ) است . تلخ مزه است . وجود آن در یونجه باعث کاهش خوراک مصرفی می شود . بعضی می گوین عامل نفخ آوری است –باعث کاهش کلسترول می شود

ابتدا در یک لو له ازما یش که قبلا کر داده ام 1 سی سی محلول مورد ازمایش که محلول قندی 1 درصد است می افزاییم و بر روی ان 02.  سی سی یعنی 2 تا 4 قطره الفا نفتول میریزیم و با دست لوله ازمایش را تکان می دهیم تا مواد مخلوط شوند نکته اینکه این معرف الفا نفتول 5. گرم الفا نفتول در 10 سی سی اتانول 95% درصد می باشد بعد با استفاده از بیبت یا قطره چکان به اهستگی 5. میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ را به نرمی و قطره قطره  مافزاییم ولی دیگر هم نمیزنیم و میگزاریم راکت بماند تا عمل اب گیری که  در ابتدای شرح ازمایش گفتم صورت گیرد بعد از مدتی فاز اسیدی در ته لوله قرار میگیرد قسمت بنفش رنگ در بین دو فاز درست شد چون این واکنش گرمازا میباشد وقتی رسوب بنفش را دیدم اضافه کردن اسید را قطع کردم بس چون کمبلکس بنفش رنگ ایجاد شد بس در محلول ما مادهی قندی وجود دارد و اگر تشکیل نمی شد ماده ی قندی وجود نداشت ...

 

 

 

 

 

 

تئوری آزمایش

 

ابتدا در یک لو له ازما یش که قبلا کر داده ام 1 سی سی محلول مورد ازمایش             را که محلول قندی 1 درصد است می افزاییم و بر روی ان 02.  سی سی               یعنی 2 تا 4 قطره الفا نفتول میریزیم و با دست لوله ازمایش را تکان می دهیم تا مواد مخلوط شوند نکته اینکه این معرف الفا نفتول 5. گرم الفا نفتول در 10 سی سی اتانول 95% درصد می باشد بعد با استفاده از بیبت یا قطره چکان به اهستگی 5. میلی لیتر اسید سولفوریک غلیظ                  را به نرمی و قطره قطره  مافزاییم ولی دیگر هم نمیزنیم و میگزاریم راکت بماند تا عمل اب گیری که  در ابتدای شرح ازمایش گفتم صورت گیرد بعد از مدتی فاز اسیدی در ته لوله قرار میگیرد قسمت بنفش رنگ در بین دو فاز درست شد چون این واکنش گرمازا میباشد                              وقتی رسوب بنفش را دیدم اضافه کردن اسید را قطع کردم بس چون کمبلکس بنفش رنگ ایجاد شد بس در محلول ما ماده ی قندی وجود دارد و اگر تشکیل نمی شد ماده ی قندی وجود نداشت ...

به علت دیده شدن حلقه ی بنفش رنگ به این نتیجه رسیدیم که محلول مورد نظر حاوی قند می باشد

 

 

نتیجه

به علت دیده شدن حلقه ی بنفش رنگ به این نتیجه رسیدیم که محلول مورد نظر حاوی قند می باشد...

در لوله 1 پس از آزمایش یک حلقه بنفش در بخش پایین لوله ایجاد می شود که در اصل به موجب حضور قند در ترکیب است و نشاندهنده گلوکز در محلول است.

اما در لوله حاوی آب مقطر تغییری رخ نمیدهد.

  تست مولیش به تمامی کربوهیدرات ها پاسخ مثبت می دهد لذا به عنوان تست عمومی برای شناسایی کربوهیدرات ها استفاده می شود.

همه کربوهیدرات ها قندها  درحضوراسیدهای غلیظ،آب از دست می دهند،اگرمنو ساکارید هگزوز  قند 6کربنه  باشد پس از دست دادن آب ،تبدیل به هیدروکسی متیل فورفورال می شود و اگر مونوساکارید پنتوز قند  5کربن  باشد،در اثر آبگیری هیدراتاسیون  تبدیل به فورفورال می شود.  پلی ساکارید ها در حضور اسید غلیظ ابتدا به مونوساکاریدهای مربوطه هیدرولیز می شوند.فورال و مشتقات آن در مجاورت آلفانفتول کمپلکس قرمز مایل به بنفش ایجاد می کنند،یعنی درون لوله ی آزمایش دوفاز ایجاد می شود که فاز پائینی شفاف است و فاز بالایی کدر،این حلقه ی بنفش رنگ بین این دوفاز ایجاد شده که نشان دهنده ی وجود قند کربوهیدرات است. آلفا نفتول: یک ترکیب فنولی است که ساختار آروماتیکی دارد و از دو حلقه ی بنزن و یک گروه هیدروکسیل تشکیل شده که ترکیب رنگی ایجاد می کند...

 

گزارش کار بیوشیمی 1 مقایسه ی محیط های معمو لی و تامبون

هدف از ازمایش

مقایسه ی محیط های معمولی و تامبون

وسایل ازمایش

بشر.اب مقطر.متیل اورانز.بورت.قطره چکان.اسید کلراید.فنیل فتالین.سود.اسید استیک.سدیم استات.

 

 

 

تاریخ

1391/8/19

شرح کار

به مجموعه ی یک اسید ضعیف و نمک آن و یا یک اسید قوی و نمک آن با یک باز ضعیف ، بافر گفته می شود . این ترکیبات به علت داشتن یون مشترک از تغییرات شدید pH   جلوگیری می کنند.

به کمک معادله ی هندرسن – هاسلباخ  می توان pH  یک بافر که PK   اسید آن معلوم است را در نسبت های مختلف غلظت اسید و باز تعیین کرد .

*      بهترین بافر : بافری است که PK   اسید آن برابر pH   مورد نظر است .

*      محدوده ی بافری ک به محدوده ای   از pH  گفته می شود که بافر بتواند خاصیت بافری خود را نشان بدهد این محدوده برابر است با PK +1  و PK – 1 .

*      قدرت بافری ک به غلظت اجزای سازنده بافر گفته می شود . هر چه غلظت اجزای فوق بیشتر باشد مقدار بیشتری اسید و باز قوی را می تواند خنثی بکند .

ابتدا 4 بشر کر داده شده را بر می داریم در بشر اول و دوم 5 ملی اب مقطر ودر بشر های سوم و چهارم 4 میلی اب مقطر می افزاییم.سبس در بشر های اول و سوم 2 قطره متیل اورانز یا معرف هلیانتین و در بشر دوم چهارم 2 قطره فنیل فتالین مریزیم بعد انها را در بشر هایشان مخلوط میکنیم نکته اینکه متیل اوراتز در محیط های قلیلیی و حنثی نارنجی و در اسیدی قرمز رنگ است سبس در بشر اول به کمک بورت اسید کلراید را داخل بشر اول مریزیم این عمل باید با تکان دادن بشرصورت مگردد تا رنگ ایجاد شده محو گرددوقتی ای عمل با افزودن اسید ثابت ماند این عمل را متوقف مکنیم و حجم اسید مصرفی روی بورت را منویسیم چون

افزایش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه می‌یابد تا مقدار آن از نظر اکی‌والان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکی‌والان نقطه ای است که در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم ارزی نیز می‌گویند بعد در روی محلول  بشر دوم قره قطره با بورت این بار سود 1.  نرمال می ریزیم توجه به اینکه فنول در محیط های اسیدی و خنثی بیرنگ ودر قلیایی ارغوانی رنگ میشود مثل بشر اول وقتی ثبات رنگ بایدار ماند افزودن سود را متوقف مکنیم  و ثبت مکنیم در روی بشر سوم و محلول بشر چهارم نیز 5.  میلی لیتر اسید استیک و 5.  میلی لیتر استات سدیم ریخته و در بشر سوم مثل بشر اول با بورت اسید کلراید 1.  نرمال قطره قطره افزوده با ثبات رنگش عدد را ثبت مکنیم بر روی بشر چهارم نیز مانند بشر دوم به وسیله ی بورت سود 1.  نرمال  قطره قطره می افزاییم و به محظ مشاهده ثبات رنگ عدد روی بورت را ثبت مکنیم  ودر بایان بشر های دوم و چهارم را از نظر حجم سود مصرفی و اول و سوم را از نظر حجم اسید کلراید مصرفی را با هم مقایسه کردیم و نتیجهی زی را گرفتم   "

مقاومت محیط های تامبون در مقایسه با محیط های معمولی دارای مقاومت بسیار زیادی میباشند0

 

 

تئوری آزمایش

 

ابتدا 4 بشر کر داده شده را بر می داریم در بشر اول و دوم 5 ملی اب مقطر          ودر بشر های سوم و چهارم 4 میلی اب مقطر       می افزاییم.سبس در بشر های اول و سوم 2 قطره متیل اورانز یا معرف هلیانتین و در بشر دوم چهارم 2 قطره فنیل فتالین مریزیم بعد انها را در بشر هایشان مخلوط میکنیم نکته اینکه متیل اوراتز در محیط های قلیلیی و حنثی نارنجی و در اسیدی قرمز رنگ است سبس در بشر اول به کمک بورت اسید کلراید         را داخل بشر اول مریزیم این عمل باید با تکان دادن بشرصورت مگردد تا رنگ ایجاد شده محو گرددوقتی ای عمل با افزودن اسید ثابت ماند این عمل را متوقف مکنیم و حجم اسید مصرفی روی بورت را منویسیم چون

افزایش محلول استاندارد ، آنقدر ادامه می‌یابد تا مقدار آن از نظر اکی‌والان برابر مقدار جسم حل شده شود. نقطه اکی‌والان نقطه ای است که در آن ، مقدار محلول استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم ارزی نیز می‌گویند بعد در روی محلول  بشر دوم قره قطره با بورت این بار سود          1.  نرمال می ریزیم توجه به اینکه فنول در محیط های اسیدی و خنثی بیرنگ ودر قلیایی ارغوانی رنگ میشود مثل بشر اول وقتی ثبات رنگ بایدار ماند افزودن سود          را متوقف مکنیم  و ثبت مکنیم در روی بشر سوم و محلول بشر چهارم نیز 5.  میلی لیتر اسید استیک           و 5.  میلی لیتر استات سدیم            ریخته و در بشر سوم مثل بشر اول با بورت اسید کلراید           1.  نرمال قطره قطره افزوده با ثبات رنگش عدد را ثبت مکنیم بر روی بشر چهارم نیز مانند بشر دوم به وسیله ی بورت سود 1.  نرمال          قطره قطره می افزاییم و به محظ مشاهده ثبات رنگ عدد روی بورت را ثبت مکنیم  ودر بایان بشر های دوم و چهارم را از نظر حجم سود         مصرفی و اول و سوم را از نظر حجم اسید کلراید           مصرفی را با هم مقایسه کردیم و نتیجهی زی را گرفتم   "

مقاومت محیط های تامبون در مقایسه با محیط های معمولی دارای مقاومت بسیار زیادی میباشند

 

نتیجه:

مقاومت محیط های تامبون در مقایسه با محیط های معمولی دارای مقاومت بسیار زیادی میباشند

 

 

مطالب قدیمی‌تر