Kémiai elemeloszlás vizsgálata talajlakó fonálférgekben. Sávoly Zoltán PhD hallgató ELTE Kémia Doktori Iskola

Átírás

1 Kémiai elemeloszlás vizsgálata talajlakó fonálférgekben Sávoly Zoltán PhD hallgató ELTE Kémia Doktori Iskola

2 Bevezetés A Földön élő minden öt többsejtű állatból négy a fonálférgek törzséhez tartozik, egy marék talaj több ezret tartalmaz belőlük. Megtalálhatók édes-és tengervízben valamint a talajban (szabadon élők), vannak parazita fajok is. Mostanáig fajt írtak le 1. Alkalmazhatók bioindikátorként 2, például nehézfémszennyezésnél 3. Biológiai és biokémiai folyamatok vizsgálatánál fontos modellszervezetek Hugot, J. P., Baujard, P., Morand, S. (2001). Nematology 3, Bongers, T., Ferris, H. (1999). Trends in Ecology and Evolution 14, Han, D., Zhang, X., Tomar, V. V. S., Li, Q., Wen, D., Liang, W. (2009). Journal of Environmental Sciences 21, Tabara, H., Sarkissian, M., Kelly, W. G., Fleenor, J., Grishok, A., Timmons, L., Fire, A., Mello, C. C. (1999). Cell99,

3 Célkitűzések A réz, króm és szelén hatásának vizsgálata talajlakó fonálférgekben: 1. Az elemfelvétel vizsgálata TXRF spektrometria 2. Az elem atomi környezetének vizsgálata, speciáció XANES spektrometria(szinkrotron) 3. Elemeloszlás vizsgálata Szinkrotronnal segített röntgen-fluoreszcencia (SXRF), pásztázó elektronmikroszkópia (SEM), keresztmetszeti eloszlás (FIB+SEM)

4 Elemfelvétel vizsgálata Totálreflexiós röntgen-fluoreszcencia spektrometriasegítségével, egy állat a hordozón, roncsolás tömény salétromsavval, majd plazmával segített roncsolás, gallium belső standard 4 0,4 Koncentráció (ng/µg) Koncentráció (ng/µg) 0,3 0,2 0,1 0 P S Ca K Az elem vegyjele 0,0 Fe Zn Cu Ni Mn Az elem vegyjele

5 Elemfelvétel vizsgálata (2) 8 Réz koncnetráció (ng/µg) ,30 0,20 0,15 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 A kezeléshez használt oldat rézkoncentrációja (mg/ml) 0,25 Cink koncentrác ció (ng/µg)

6 XANES spektrometria X-Ray Absorption Near EdgeStructure, röntgen-abszorpciós spektrum vizsgálata az abszorpciós él közelében, információ a vizsgálandó elem oxidációs számáról, térszerkezetről, a környező elemekről, a kötésekről 5. Polgari, Zs., Meirer, F., Sasamori, S., Ingerle, D., Pepponi, G., Streli, C., Rickers, K., Reti, A., Budai, B., Szoboszlai, N., Zaray, Gy.(2011).Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy 66,

7 Elemeloszlás vizsgálata Szinkrotron: drága, de nyalábidő pályázható, kevés mérés (félévente egy, egyadott szinkrotronnál), 2D elemtérkép gyorsan felvehető akár az egész állatról, XANESspektrometria(pl. hotspotokban), nyomelemek is vizsgálhatók FIB-SEM: kevésbé drága, de teljes elemtérkép felvétele hosszú időt vesz igénybe, nem gazdaságos, kisebb területek vizsgálhatók, FIB segítségével kvázi 3D információ nyerhető, vonalmentianalízis segítségével az elemek közötti korreláció vizsgálható, de nyomelemek nem mérhetők

8 Mintaelőkészítés Európai tűfonálféreg faj (Xiphinemavuittenezi) egyedeinek kinyerése talajból, speciális módszerrel, sziták segítségével 6. Éheztetés öt napig Kezelés a vizsgálandó oldattal Gyors öblítés nagytisztaságú vízben (1 perc) Rögzítés Carbon Adhesive Tape hordozón Gyorsfagyasztás folyékony nitrogénnel (2 perc, lezárt edényben), liofilizálás 72 óráig (Heto Drywinner készülékkel) víztartalom eltávolítása a struktúra megőrzésével A vizsgálatig tárolás exszikkátorban 6. D. J. F. Brown, B. Boag: (1988). Nematologia Mediterranea 16,

9 Elemtérképek 2D elemtérképek: alacsony vákuum (40 Pa), 850 pa, 20 kv, 3500* nagyítás, 250 msdwell time, 512 scan, teljes mérési idő: 30 perc Kezeletlen állat: Nitrogén Oxigén Foszfor Réz

10 Elemtérképek (2) Kezelt állat (réz-szulfát-oldat, 1mol/dm 3, 20 perc) Nitrogén Kén Réz

11 Hosszmentieloszlás 10 egyenlő területű téglalap, az állat hossza mentén, 100 s mérési idő minden esetben:

12 Hosszmentieloszlás, kezeletlen állat 1,0 Relatív int tenzitás 0,9 0,8 0,7 C N O 0, Távolság / µm

13 Hosszmentieloszlás, kezeletlen állat (2) 1,0 Relatív inte enzitás 0,8 P S 0, Távolság / µm

14 Hosszmentieloszlás, rézzel kezelt állat 1,0 S Cu 0,9 0,8 Relatív intenzitás 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0, Távolság / µm

15 Három minta: Kezeletlen FIB Réz-szulfáttal kezelt (1 mol/dm 3, 20 perc) Réz-nitráttal kezelt (1 mmol/dm 3, 24 óra) Ablációa nematódahátsó részén, bevonás platinával (2 µmszéles réteg), 30 kv, 15 na, majd kisebb áramerősségekkel tisztítás, az egész folyamat kb. 1-1,5 óra (PMMA referencia) A keresztmetszetben vonalmentianalízis, 1,7 na, 2500 msdwelltime, pont

16 FIB (2)

17 FIB kezeletlen állat 1,0 B B 0,8 Relatív intenz zitás 0,6 0,4 0,2 0, Távolság / (µm)

18 FIB kezelt állat (réz-szulfát) 1,0 B 0,8 Relative intensity 0,6 0,4 0,2 0, Distance (µm)

19 FIB kezelt állat (réz-nitrát) 1,0 sulphur copper gallium platina 0,8 Relatív intenzitás 0,6 0,4 0,2 0, Távolásg / (µm)

20 További tervek Kálium-króm-szulfáttal, nátrium-kromáttal és nátrium-szelenitteltörténő kezelés hatásának vizsgálata, hosszmentieloszlás, és keresztmetszeti eloszlás Nem liofilizált állat vizsgálata elektronmikroszkóppal (esetleg elemeloszlás vizsgálata)

21 Köszönöm szépen a figyelmet!