A nehézfémek növényi vízháztartásra gyakorolt hatásának vizsgálata Mágneses Rezonancia készülékkel. Készítette: Jakusch Pál Környezettudós

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "A nehézfémek növényi vízháztartásra gyakorolt hatásának vizsgálata Mágneses Rezonancia készülékkel. Készítette: Jakusch Pál Környezettudós"

Klára Dudásné
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 A nehézfémek növényi vízháztartásra gyakorolt hatásának vizsgálata Mágneses Rezonancia készülékkel Készítette: Jakusch Pál Környezettudós

2 Célkitűzés MR készülék növényélettani célú alkalmazása Kontroll és nehézfémstressznek (ólom, cink, kadmium, higany, arzén) kitett növények vizsgálata Összehasonlítás (MR és klasszikus mérések adatai) Az alkalmazott nehézfém kezelések okoznak e a növények vízháztartásában MR készülékkel kimutatható változást? Az alkalmazott nehézfém kezelések okoznak e a növények vízháztartásában klasszikus fiziológiai mérésekkel kimutatható változást? Az MR mérések eredményei korrelálnak e a klasszikus fiziológiai mérések eredményeivel? Mely kísérleti technikák alkalmasabbak a különböző növényi vizsgálatok elvégzésére? A növények felveszik e a kontraszt anyagot és milyen súlyozott relaxációs technikával lehet kimutatni? Tápoldaton és talajon nevelt növények (uborka, kukorica)

3 Mágneses rezonancia MR MR mérés elve Spinek rendszerén végzett mérések Külső mágneses tér, elektromágneses hullámok és az anyag hidrogén atomjainak a kölcsönhatása Test, mérendő minta (növény) Mérendő minta átmeneti mágnesezettsége Egyensúlyi állapot Mágneses tér A mágnesezettség iránya párhuzamos a külső mágneses térrel Az MR a szervezetben lévő protonok mennyiségét és eloszlását méri. Hol van sok proton? A protonok elhelyezkedése ki tudja rajzolni az adott anatómiai struktúrát.

4 Mágnesezett test, mérendő minta (növény) T 1 relaxáció T 1 relaxáció felépülése Mérendő minta mágnesezett irányának elfordulása RF pulzus elmúlta Külső elektromágneses hullám (RF pulzus) Mágnesezettség újra felépül Az atommagok visszarendeződése az egyensúlyi irányba T 1 relaxáció Az RF jel az atommagot E abszorpcióra lecsengése készteti magasabb energia állapot Az alapállapotba való visszatérés: a környezetnek adják le az energiát, spinrács relaxáció, miközben időről időre megfelelő távolságba kerülnek Környezet: fluktuáló tér, melyet a környezetben lévő atommagok véletlenszerű Brown mozgásai okoznak A momentumok gerjesztési frekvenciái mennyire közel esnek egymáshoz Relatív T 1 relaxációs koncentráció technikával lehet a kontrasztanyagot kimutatni, mert mágneses momentumak kölcsönhatásba lépnek a protonokkal az intenzitás megváltozik. A kontrasztanyag nem látható a képeken, mert más a Larmor frekvenciája a protonétól és a gép a protonra van hangolva.

5 Elemi mágnesek precessziója T 2 relaxáció T 2 relaxáció felépülése Egyensúlyi állapotban a merőleges irányú mágnesezettség nem zérus A mozgó mágnesek elektromágneses hullámokat gerjesztenek A kölcsönhatások során fáziskülönbségek alakulnak ki Az EM hullámok egyre gyengülő jelet adnak Külső antennákkal lehet mérni Nem az energia átadása okozza a jelcsillapodást, a T 2 es méréssel a víztelítettséget lehet kimutatni Az x y síkba forgatott mágneses momentumok a z tengely körül forognak Larmor frekvencia, ami a külső mágneses indukció nagyságától függ. A mágneses tér nem homogén az atommagok mágneses momentummal bírnak szuperponálódnak a külső mágneses térrel különböző Larmor frekvencia, amely időátlagban ugyan azonos, de adott pillanatban más és más egyesek előresietnek, mások lemaradnak az idealizált Larmor frekvenciától. Egy idő után felbomlanak és a mágneses momentumok eredő vektori összege egyre kisebb lesz.

6 Klasszikus mérések Vízpotenciál mérés Wecor H 33 T vízpotenciál mérőműszer lett felhasználva, pszichrométeres üzemmódban Tápoldaton nevelt uborka, kukorica 3 3 mérés Transpiráció mérés AP4 porometerrel (Delta T devices), konduktancia üzemmódban Minden növényen Fonák, 3 3 mérés Víztartalom mérés Analitikai mérleg 1 hetes szárítás, 24h, 80 o C Visszamért száraz és friss tömegből a víztartalom % meghatározása

7 Klasszikus mérések eredményei: Tápoldaton nevelt uborka víztartalom mérés Gyökér Hipocotyl Epicoty l 1. levél 2. levél 3. levél 4. levél

8 Klasszikus mérések eredményei: Tápoldaton nevelt kukorica víztartalom mérés Gyökér Szár Összes levél Transpiráció mérés levele

9 Klasszikus mérések eredményei: Talajon nevelt uborka, kukorica víztartalom mérés Talajon nevelt uborka Hajtá s Talajon nevelt kukorica Levele k

10 Klasszikus mérések eredményei: Transpiráció Tápoldaton nevelt uborka transpirációja Tápoldaton nevelt kukorica transpirációja Talajon nevelt uborka transpirációja Talajon nevelt kukorica transpirációja

11 Klasszikus mérések eredményei: Vízpotenciál K o P b Z n C d H g M p a Tápoldaton nevelt uborka vízpotenciálja Tápoldaton nevelt kukorica vízpotenciálja

12 MR mérések eredményei: Tápoldaton nevelt uborka Xylem intenzitása Szárvastagsággal korrigált intenzitása SD: 10% alatt Ko+Pb; Ko+Zn; Ko+Cd; Ko+Hg: Khí 2 értéke=6972; p=0,2389

intenzitása Szárvastagsággal korrigált intenzitása SD: 10% alatt Ko+Pb: Khí 2

13 MR mérés eredményei: Tápoldaton nevelt kukorica SD: 10% alatt Ko+Pb: Khí 2 =1980; p=0,2381 Ko+Zn: Khí 2 =1980; p=0,2381 Ko+Cd: Khí 2 =1980; p=0,2381 Xylem intenzitása Szárvastagsággal korrigált intenzitása SD: 10% alatt Ko+Pb: Khí 2 =1665; p=0,3153 Ko+Zn: Khí 2 =1858; p=0,0878 Ko+Cd: Khí 2 =1800; p=0,2699 Ko+Hg: Khí 2 =1710; p=0,2994

14 MR mérés eredményei: Talajon nevelt uborka SD: 10% alatt Khí 2 =325; p=0,2178 Xylem intenzitása SD: 10% alatt Khí 2 =360; p=0,2414 Szárvastagsággal korrigált intenzitása

15 MR mérés eredményei: Talajon nevelt kukorica SD: 10% alatt Khí 2 =210; p=0,2344 Xylem intenzitása SD: 10% alatt Khí 2 =195; p=0,2418 Szárvastagsággal korrigált intenzitása

16 MR mérés eredményei: Kontrasztanyag vizsgálata Kontrasztanyag T 2 idősúlyozásos mérés SD: 10% alatt Khí 2 =12; p=0,2133 Kontrasztanyag T 1 idősúlyozásos mérés

17 MR adatok korrelációja a víztartalom % kal r=0,9337 p=0,0203 RLO=0,2917 RUP=0,9957 Tápoldaton nevelt uborka korrigált intenzitás korrelációja a víztartalom % kal r=0,9381 p=0,0183 RLO=0,32 46 RUP=0,99 Tápoldaton nevelt kukorica korrigált intenzitás korrelációja a víztartalom 6

18 Videók Uborka szeletek, 3D s kép munkafájljai Uborka 3D képe

19 Összefoglalás, értékelés Az alkalmazott nehézfém kezelések MR segítségével szignifikánsan kimutatható változást okoznak a növényeknek. Az alkalmazott nehézfém kezelések között a klasszikus fiziológiai mérésekkel általában nem lehet szignifikáns különbséget kimutatni, a mérés során tapasztalható nagy szórás miatt. Az MR mérések eredményei szoros korrelációt mutatnak a klasszikus mérések eredményeivel. Az MR mérések segítségével sokkal pontosabb mérést lehetett végezni, mint a klasszikus mérések segítségével, a finomabb eloszlásbeli különbségek az MR mérés során tapasztalható kicsi szórás miatt jobban kirajzolódnak. Az uborka felveszi a kontraszt anyagot, melyet T 1 es súlyozási technikával lehet kimutatni. Ezen vizsgálatok megalapozzák az MR önálló alkalmazását a növényi vizsgálatokban.

20 Köszönöm a figyelmet! Várom a kérdéseiket!

Hasonló dokumentumok

Mágneses rezonanciás képalkotás AZ MRI elve, fizikai alapok

MR-ALAPTANFOLYAM 2011 SZEGED Mágneses rezonanciás képalkotás AZ MRI elve, fizikai alapok Martos János Országos Idegtudományi Intézet Az agy MR vizsgálata A gerinc MR vizsgálata Felix Bloch Edward Mills