PK zyska infrastrukturę badawczą za 3 mln zł

O nową infrastrukturę badawczą za ponad 3 mln zł wzbogaci się niebawem Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej. Sprzęt trafi do Katedry Chemii i Technologii Organicznej.

Wszystko to w ramach przyznanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego grantu aparaturowego z dotacji celowej na zakup off-line sprzętu analityczno-preparatywnego LC-DAD-HESI/CDS-Q-TOF MS z funkcjonalnością DDA/DIA-MS/MS. Uwieńczone sukcesem starania o środki na nowe instrumenty badawcze, służące m.in. do spektrometrii, podjął dr inż. Damian Kułaga, który będzie odpowiedzialny za funkcjonowanie, utrzymanie i udostępnianie aparatury. Niektóre jej elementy są unikatowe w skali kraju. Uruchomienie instalacji planowane jest na koniec 2024 r.

Wśród nowych narzędzi badawczych wydziału znajdą się: analityczny ultrawysokosprawny chromatograf cieczowy z DAD (z ang. Diode Array Detector), wysokorozdzielczy spektrometr mas Q-TOF, dodatkowe źródło jonów przy elektrorozpylaniu PESI oraz preparatywny chromatograf cieczowy, również z DAD.

– Zestaw preparatywny z detektorem DAD umożliwia skuteczny i szybki rozdział nawet skomplikowanych mieszanin na pojedyncze składniki. Wysokie ciśnienie robocze oraz przepływ nawet do 150 mililitrów na minutę – wraz z odpowiednią kolumną preparatywną – zapewniają pracę w skali od kilkudziesięciu miligramów do kilku-kilkunastu gramów surowego produktu – opowiada dr inż. Damian Kułaga.

Unikatowy w skali kraju spektrometr

Spektrometr Q-TOF to najnowsze tego typu urządzenie na rynku. Posiada funkcjonalność HRAM (z ang. High Resolution Accurate Mass) do szybkiego wykrywania najdrobniejszych zmian w masie substancji z opcją zaawansowanej analizy strukturalnej oraz dwoma typami fragmentacji. Spektrometr, oprócz typowej dla takich urządzeń fragmentacji zderzeniowej, oferować będzie dodatkowo OAD (z ang. Oxygen Attachment Dissociation), co często określa się jako specific C=C Positional Fragmentation.

– Metoda ta idealnie nadaje się do analizy strukturalnej, badania małych cząsteczek, ale też tych bardziej rozgałęzionych, złożonych makrocząsteczek, a czasem i znacznie większych cząsteczek oraz do potwierdzania tożsamości otrzymanych po syntezie związków. Takiego rozwiązania nie ma jeszcze nikt w Polsce – zaznacza dr Kułaga.

Jest ono szczególnie przydatne do badania związków niejonizujących w ESI (elektrorozpylanie). ESI to technika jonizacji polegająca na rozpylaniu pod ciśnieniem atmosferycznym cieczy zawierającej badaną substancję z igły, do której przyłożono wysokie napięcie.

Nowe narzędzia będą wykorzystywane do wielu celów badawczych, przede wszystkim w chemii organicznej i farmaceutycznej:

• do preparatywnego oczyszczania mieszanin poreakcyjnych celem wydzielenia produktu lub produktów z czystością powyżej 98%,
• do analizy składu mieszaniny reakcyjnej,
• do potwierdzenia czystości i tożsamości badanego związku,
• do badania kinetyki reakcji,
• do pozyskiwania związków bioaktywnych ze źródeł pochodzenia naturalnego,
• do bioanalityki.

– Wysokorozdzielcza spektroskopia mas pozwala na identyfikację biomolekuł o masie nawet kilkudziesięciu czy kilkuset daltonów. Możliwa tu jest identyfikacja produktów przemiany materii, wykonywanie badań z zakresu farmakokinetyki, a także oznaczenia ilościowe istotnych białek czy enzymów produkowanych przez organizmy żywe – wyjaśnia dr inż. Damian Kułaga.

Badania i współpraca na nowym poziomie

Inwestycja w nową infrastrukturę badawczą stworzy naukowcom PK jeszcze większe możliwości współpracy interdyscyplinarnej i międzyinstytucjonalnej. Będą z niej mogli skorzystać także badacze z innych ośrodków prowadzący badania w obszarze chemii organicznej. Może posłużyć np. do oczyszczania związków oraz potwierdzenia struktury chemicznej i czystości chemicznej. Nowe urządzenia mogą też być przydatne w chemii polimerów, przykładowo do badania stopnia polimeryzacji. W chemii sądowej lub analityce środowiska tak nowoczesna aparatura pozwala oznaczać np. środki odurzające czy zawartości pestycydów w ściekach.

Naukowcy zainteresowani współpracą już mogą kontaktować się z dr. inż. Damianem Kułagą pod adresem damian.kulaga@pk.edu.pl.

Źródło: Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki

Czytaj także: Zastosowanie technik sprzężonych w analizie specjacyjnej selenu w napojach roślinnych