Barwniki Organiczne w Biochemii: Właściwości i Techniki Identyfikacji

Podczas zajęć laboratoryjnych będzie można zdobyć praktyczne umiejętności identyfikacji barwników kwasowo-zasadowych i biomedycznych za pomocą chromatografii i spektroskopii absorpcyjnej. Wykonywane będą eksperymenty związane z pomiarami widm absorpcyjnymi naturalnych barwników roślinnych, chromatografią cienkowarstwową wskaźników alkacymetrycznych oraz wyznaczaniem pKa barwników metodami spektrofotometrycznymi i pH-metrycznymi. Celem ćwiczeń będzie także nauka wyboru odpowiednich wskaźników do miareczkowania alkacymetrycznego i wykorzystywanie barwników do identyfikacji kationów nieorganicznych za pomocą metody kroplowej i polimerowej matrycy receptorowej.

W ramach przedmiotu studenci pogłębią swoją wiedzę na temat identyfikacji jak i charakterystyki barwników, które wykorzystują w badaniach biologicznych lub medycznych.

Przedmiot składa się z dwóch części. Pierwsza jest to wprowadzenie teoretyczne w postaci wykładów (tryb zdalny). Wykład będzie obejmował definicję barwników, sposób ich identyfikacji, następnie zostaną omówione parametry charakteryzujące barwniki, które wykorzystuje się w analizie chemicznej jak i biomedycznej (barwa barwników a pH, pKa, własności absorpcyjne i emisyjne, wykorzystanie barwników do identyfikacji metali, wykorzystanie związków organicznych jako barwników w biochemii, z uwzględnieniem nowoczesnych technik obrazowania). Druga część przedmiotu to zajęcia laboratoryjne w ramach, których studenci wykonają cztery ćwiczenia:

1. Widma absorpcyjne naturalnych zielonych barwników roślinnych

W tym ćwiczeniu studenci nabiorą doświadczenia w rozdzielaniu barwników naturalnych, oraz wykonają pomiary widm absorpcyjnych poszczególnych składników ekstraktu roślinnego.

2. Chromatografia cienkowarstwowa wskaźników alkacymetrycznych

W ćwiczeniu studenci wykorzystają technikę chromatografii cienkowarstwowej do identyfikacji barwników organicznych. W oparciu o wyniki wstępne studenci wykryją barwniki w badanym analicie.

3. Spektrofotometryczne i pH-metryczne wyznaczanie pKa barwników. Dobór wskaźnika do miareczkowania alkacymetrycznego.

W tym ćwiczeniu studenci nabiorą doświadczenia w pomiarach potencjometrycznych jaki w spektroskopowych. Zdobędą również umiejętności laboratoryjnych niezbędnych do przygotowania roztworów o zadanym stężeniu oraz pH.  

4. Wykorzystanie barwników do identyfikacji kationów nieorganicznych. Metoda kroplowa oraz z wykorzystaniem polimerowej matrycy receptorowej.

W proponowanym ćwiczeniu studenci na podstawie reakcji charakterystycznych barwnik-kation nieorganiczny metodą mokrą (probówkową jak i metodą kroplową) będą w stanie zidentyfikować metale (Ca, Mg, Fe, Mn, Al, Fe, Cr i inne). Dodatkowo studenci skonstruują matrycę receptorową na bazie ditizonu-wybrany polimer w celu zanalizowania badanego analitu.