A KÖZPONTI KÖRNYEZET- ÉS ÉLELMISZER-TUDOMÁNYI KUTATÓINTÉZET AZ MTA ÉLELMISZERTUDOMÁNYI TUDOMÁNYOS BIZOTTSÁGA és a MAGYAR ÉLELMISZER-TUDOMÁNYI ÉS TECHNOLÓGIAI EGYESÜLET
közös rendezésében 2013. november 29-én tartandó
353.
TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUM előadásainak rövid kivonata
326. füzet
Budapest
353. TUDOMÁNYOS KOLLOKVIUM Az MTA Élelmiszertudományi Tudományos Bizottsága, a Központi Környezet- és Élelmiszer-tudományi Kutatóintézet és a Magyar Élelmiszer-tudományi és Technológiai Egyesület közös rendezésében Helyszín: KÉKI, Tanácsterem 1022 Budapest, Herman Ottó út 15.
2013. november 29-én, pénteken, 9.30 órakor
Elnök: Salgó András
9.30-10.10 Gyurcsányi E. Róbert, Makra István, Jágerszki Gyula, Lautner Gergely, Mészáros Tamás, Bakk Teodóra Diána, Fürjes Péter
Kémiai érzékelés nanopórusokkal és szintetikus receptorokkal 10.15-10.30 Gergely Szilveszter, Salgó András (Kép)pontról (kép)pontra: az infravörös képalkotás alapjai és biomérnöki alkalmazásai
10.30-11.00
SZÜNET
11.00-11.15 Abrankó László Célzott és kereső tömegspektrometriás vizsgálati eljárások 11.20-11.35 Adányiné Kisbocskói Nóra Bioszenzorok fejlesztése a KÉKI-ben
További információ: Cserhalmi Zsuzsanna (796-0417,
[email protected]) Salgó András (
[email protected])
1
(Kép)pontról (kép)pontra: az infravörös képalkotás alapjai és biomérnöki alkalmazásai A kémiai, biológiai, fiziológiai, orvosi stb. területeken széleskörűen terjednek a közeli és közép infravörös spektroszkópiai alapú képalkotó (imaging) eljárások. A spektroszkópiai alapú képalkotás során egy szokásos kétdimenziós mikroszkópos elemi képmezőben (képpontban, pixelben) harmadik dimenzióképpen egy spektrum kerül felvételre.
Tanszékünk infravörös laborjában két mérési tartományban vagyunk képesek az infravörös fény segítségével mérni: általában a 10000-4000 cm-1 (azaz 1000-2500 nm) közti közeli (near infrared, NIR), és 4000-650 cm-1 közép vagy más néven analitikai (mid infrared, MIR, de gyakorta egyszerűen csak IR-ként rövidített) infravörös tartományt használjuk. A két régió felhasználása az évtizedek során szinte teljesen szétvált: míg a NIR technika főként a mezőgazdaság és az élelmiszeripar területén hónosodott meg, addig az IR a klasszikus analitikán alapuló (pl. vegyipari, gyógyszeripari) ágazatokban nyert teret. Egy NIR és IR tartományban működő mikroszkóppal egyfelől sikerült ötvözni a két mérési tartományt, hogy az akadémiai szektorban előforduló alapkutatási feladatokat minél szélesebb körben segíthessük a technika által nyújtott lehetőségekkel, másfelől sikerült alapot teremteni az alkalmazott kutatásaink további bővítéséhez, fejlesztéséhez.
Előadásunkban
szeretnénk
rövid
betekintést
adni
a
technika
alapjairól,
felhasználási lehetőségeiről és mérési eredményeinkről, melyek számos ponton segítik a vegyészmérnöki tudományokon alapuló biomérnöki munkáinkat az élelmiszeripartól kezdődően az orvosi területeken át az anyagvizsgálatokig.
Gergely Szilveszter, Salgó András BME, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszer-tudományi Tanszék
2
Célzott és kereső tömegspektrometriás vizsgálati eljárások A tömegspektrometria egy univerzális és egyben specifikus analitikai vizsgálati módszer. Univerzális, mert az anyagok nagyon széles köre vizsgálható e technikával és ideális esetben a vizsgálatok szelektivitása mindeközben meghaladja a hasonlóan széles
körben
alkalmazható
tömegspektrometriás
módszerekét.
rendszerekhez
szorosan
Ezen
sajátságok,
hozzátartozó
valamint
adatrögzítést
a és
feldolgozást segítő informatikai megoldások elmúlt években tapasztalható jelentős fejlődése teremtettek alapot ahhoz, hogy napjainkra egyre elérhetőbbé váljanak olyan analitikai eljárások, melyek alkalmazásakor nem szükséges a vizsgálandó anyagokat előre ismernünk, azokat előre meghatároznunk. Az ilyen típusú kereső, feltérképező, vagy ún. nem célzott vizsgálatok számos gyakorlati előnyt nyújtanak a tudomány és a gyakorlatiasabb analitikai igényeket támasztó élelmiszerellenőrzések számára is. A nem célzott alkotók meghatározására összpontosító tömegspektrometriás módszerek közös jellemzője, hogy referencia anyag (standard) alkalmazása nélkül is kielégítő megbízhatóságú információt szolgáltathatnak a vizsgált mintában talált alkotókról. Ez a megközelítés különösen jól hasznosítható olyan területeken, ahol nagyszámú
alkotó
elméleti
előfordulása
valószínűsíthető,
melyek
szimultán
vizsgálata hagyományos módszerekkel nagyon nehezen lenne kivitelezhető. Az előadás célja, hogy két eltérő analitikai terület, az élelmi polifenolok feltérképezése, illetve a növényvédelmi szerek maradékainak vizsgálata során szerzett
tapasztalatok
alapján,
betekintést
nyújtson
a
nem
tömegspektrometriás vizsgálatok sajátságairól, előnyeiről és korlátairól.
Abrankó László BCE Élelmiszertudományi Kar, Alkalmazott Kémiai Tanszék
3
célzott
Bioszenzorok fejlesztése a KÉKI-ben L. C. Clark 1956-ban szabadalmaztatott oxigénelektródjával, majd az erre épülő glükózszenzorral indult meg a világban a bioszenzorok fejlesztése. A KÉKI-ben a ’80-es évek végén indultunk el ebbe a kutatási irányba. Elsőként az enzimalapú amperometriás szenzorok fejlesztésében értünk el sikereket. A számos eljárás közül kiemelendők a különböző cukrok vizsgálatára alkalmas szenzorok, ezen belül a glükóz, maltóz, szaharóz, galaktóz, laktóz vizsgálata különböző élelmiszerekben. Eljárást dolgoztunk ki L- és D-aminosavak szelektív meghatározására gyümölcslevekben. Összehasonlítottuk a különböző enzimek alkalmazását polifenolos komponensek meghatározására. Szerves fázisban működő enzimes szenzorok kialakításával a vajak, margarinok víztartalmának meghatározására, a tészták koleszterin tartalmának vizsgálatára fejlesztettünk ki eljárást. Adott enzimek működésének gátlásán alapuló inhibíciós szenzorokat is készítettünk pl. növényvédő szerek vizsgálatára, valamint fertőzött tejek kiszűrésére. Kutatásaink másik irányát a különböző élelmiszerek, alapanyagok mikroösszetevőinek vizsgálatára alkalmas szenzorok fejlesztése adta, ezen belül növényvédőszerek, mikotoxinok, biomarkerek kimutatására dolgoztunk ki optikai hullámvezető fénymódus spektroszkópia (OWLS) detektáláson alapuló jelölésmentes immunanalitikai eljárásokat. Munkánk során mikotoxinok meghatározására alkalmas immunanalitikai eljárást fejlesztettünk ki a leggyakrabban előforduló mikotoxinok, az aflatoxin, ochratoxin, deoxynivalenol és zearalenon kimutatására, az immunszenzorokat különböző gabonák és fűszerek vizsgálatára alkalmaztuk. A környezetet szennyező szermaradványok egy része az élőlények hormonális rendszerét károsító, ún. endokrin zavaró (ED) vegyületek közé tartozik, amelyek különböző mechanizmusokon keresztül megzavarhatják az egyes állatok hormonháztartását. Ennek a hatásnak a gyors, átfogó vizsgálatára alkalmas biomarker vegyületnek bizonyult a nemi működést befolyásoló vitellogenin (Vtg) fehérje, ezért immunszenzort fejlesztettünk hal (ponty, Cyprinus carpio) és kétéltű (vöröshasú unka, Bombina bombina) Vtg kimutatására. Bioszilika képződésének időbeli követését valósítottuk meg szilikatein enzim és TEOS monomer jelenlétében az OWLS szenzor szilícium-oxid –titán-oxid (STO) felületén. Meghatároztuk a szilikatein enzim látszólagos Michaelis-konstansát az szenzoron való immobilizálásra / polimerizációra vonatkozóan. TEOS reagenssel előkezelt E. coli BL21AI-sejteket alkalmazva vizsgáltuk a sejtkoncentráció függvényében a mért jelek nagyságát, azaz a szenzor felületén való kötődést. A módosított E. coli BL21AI alkalmazásával új típusú gátlási szenzorokat fejlesztettünk ki, majd a szenzorok gyakorlatban történő alkalmazhatóságát szennyezőanyagok, szermaradványok kimutatásával igazoltuk.
Adányiné Kisbocskói Nóra Központi Környezet- és Élelmiszer-tudományi Kutatóintézet
4
