Cz. I „SZLAK BURSZTYNOWY – PRZYSTANEK NAUKA”

24 października 2020 r. uczestniczyliśmy w wykładzie on –line zorganizowanym przez Wydział Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego w ramach projektu Wszechnica Chemiczna. Wykład pt. „Szlak bursztynowy – przystanek nauka” prowadzony był przez panią dr. Barbarę Łudżb.

Pani doktor otworzyła przed nami świat tych niewyobrażalnie znaczących klejnotów, jakimi są bursztyny. Poznaliśmy historię szlaków bursztynowych -od paleolitu, czyli najstarszych znalezisk, które swoją arterię komunikacyjną miały w okolicach Wisły aż po współczesność, gdzie znajdują się największe złoża. Zagłębiliśmy się w ich dokładny skład elementarne oraz parametry fizykochemiczne.

Poznaliśmy informacje na temat sosny japońskiej, czyli pretendenta macierzystego, z którego tak naprawdę powstaje żywica bursztynu.

Wykładowczyni udowodniła nam, że bursztyn może być wielobarwny, co wynika z naturalnych efektów świetlnych, procesów modyfikacyjnych bądź dodatkowych inkluzji. Podała przykład kopalnej żywicy Indonezji oraz niebieskiego bursztynu pochodzącego z Dominikany. Obejrzeliśmy film przedstawiający wydobycie bursztynów 2 metodami

I metoda – naturalna, pracochłonne wyławianie bursztynu specjalnymi sieciami w Morzu Bałtyckim po sztormach i po wietrze północno- wschodnim.

II metoda – odkrywkowa, wydobywanie bursztynu z kopalni na skalę przemysłową.

Jedna z największych kopalń bursztynu znajduje się na Półwyspie Sambijskim.

W Polsce największe złoże bursztynu było w Gdańsku, jednakże zostało zalane betonem podczas rozbudowy portu gdańskiego.

Przyjrzeliśmy się destylacji bursztynu, której poddawany jest bursztyn drobnej frakcji, nieprzydatny do wyrobów i branży jubilerskiej. Na większą skalę proces ten został rozwinięty w XIX w. w Konigsbergu i wydobywany jest w kopalni w Jantarnym.

Proces destylacji polega na ogrzewaniu dostępu powietrza w efekcie czego otrzymuję się kalafonię (ok. 65%), olej bursztynowy (ok.27%) oraz kwas bursztynowy (ok.8%).

PRODUKTY destylacji bursztynu :
- kwas bursztynowy – wykazuje zdolność do biostymulacji organizmów żywych,
- olej bursztynowy – działa antyseptycznie,
- kamfora- działa rozgrzewająco.

Zapoznaliśmy się także z imitacjami bursztynu, które mogą być :
• naturalne lub żywice modyfikowane subfosylne np. kopal kolumbijski,
• tworzywa sztuczne np. szkło, celuloid, żywice poliestrowe, fenolowe i inne ,
• bursztyn bałtycki prasowany z dodatkiem mas plastycznych,
• okruch bursztynu bałtyckiego zatopiony w żywicach naturalnych.

Przekonaliśmy się, na czym polega zjawisko Ramana – ROZPRASZANIE.

Należy zmierzyć zmianę częstotliwości lub długości promieniowania padającego, a części oscylacyjne drgań mierzonych molekuł będą odpowiadać zmianą częstotliwości promieniowania podającego, które będą skutkiem procesu rozpraszania.

Na koniec wykładu poznaliśmy badaczy bursztynów :

GeorgiusaAgricola – niemieckiego mineraloga i metalurga, który jako pierwszy uzyskał kwas bursztynowy, a do dziś pozostaje jednym z identyfikatorów sukcynitu.
Otto Helmana –gdańskiego przyrodnika i aptekarza , który w XIX jako jeden z pierwszych zastosował metodę suchej destylacji bursztynu , wykonał badania pochodzenia ponad 2000 paciorków bursztynowych, był autorem licznych publikacji z zakresu chemii, głównie bursztynów i aptekarstwa.

Cz. II „LIPOSOMY – WIELKI ŚWIAT W MAŁYM BĄBELKU”

28 listopada 2020 r. odbył się kolejny zdalny wykład Wszechnicy Chemicznej pt. „ Liposomy – wielki świat w małym bąbelku”, organizowany przez Wydział Chemii Uniwersytetu Wrocławskiego. Wykład prowadziła pani dr hab. Katarzyna Cieślik-Boczula.

Wykład rozpoczął się od przedstawienia ogólnych informacji dotyczących budowy komórek oraz budowy i funkcji błon komórkowych.

Ze względu na dużą ilość błon w komórce można powiedzieć, że komórka to rozbudowany układ błonowy. Dopiero rozwój mikroskopii elektronowej umożliwił wykonanie zdjęć błony komórkowej.

Do bardziej szczegółowego badania konkretnych zjawisk, struktur wykorzystuje się układy modelowe, czyli uproszczone wersje rzeczywistego układu.

W przypadku badania błon komórkowych wykorzystuje się liposomy – pęcherzyki zbudowane z dwuwarstwy lipidowej.

Utworzenie liposomów w warunkach laboratoryjnych nie jest trudne, ponieważ proces ich powstawania jest samorzutny ze względu na strukturę lipidów, z których są zbudowane.
Lipidy te są związkami amifilowymi. Jedna ich część jest hydrofilowa (polarna), a druga jest hydrofobowa (niepolarna).

Woda jest rozpuszczalnikiem polarnym i zgodnie z zasadą mówiącą, że podobne rozpuszcza się w podobnym, części polarne „chętnie” kontaktują się z wodą, a niepolarne nie, ponieważ kontakt niepolarnych części z wodą jest niekorzystny energetycznie – podwyższa energię układu; sprawia, że układ jest mniej stabilny.

Toteż dlatego części hydrofilowe lipidów są skierowane w stronę wody, a hydrofobowe w stronę innych części hydrofobowych lipidów, tworząc właśnie liposom.

Liposomy mogą mieć różną morfologię:
- mogą mieć różną średnicę,
- mogą być zbudowane z kilku dwuwarstw lipidowych.

Dzięki liposomom można badać m.in. przepuszczalność błony komórkowej.
Gazy (np. dwutlenek węgla, tlen), małe polarne niejonowe cząsteczki (np. etanol), woda, mogą bez problemu przejść przez błonę lipidową, natomiast jony (np. wapnia, potasu), duże cząsteczki (np. białka, glukoza) już nie. Okazuje się, że im większa jest cząsteczka, tym trudniej jest jej przejść swobodnie przez błonę lipidową, jednakże można zwiększyć przepuszczalność danej substancji.

Konformacja to układ przestrzenny atomów w cząsteczce chemicznej, w którym grupy lub atomy mogą ustawiać się w różnych pozycjach względem głównego wiązania pojedynczego, bez ich zrywania.

Można umieścić cząsteczki leków w liposomie, a następnie wprowadzić liposom do organizm, aby tym sposobem zniwelować szkodliwe działanie leku. Dzieje się tak, ponieważ konformery trans w zdrowych tkankach nie wypuszczą cząsteczek leków na zewnątrz, a dopiero w tkankach objętych stanem zapalnym, gdzie jest podwyższona temperatura, co skutkuje zmianą konformerów trans w gauche i prowadzi do uwolnienia cząsteczek leków.

Została jeszcze krótko omówiona jedna z spektroskopowych metod badawczych – spektroskopia molekularna – opisująca oddziaływania między promieniem elektromagnetycznym a materią.

Dzięki niej można badać struktury różnych substancji. Na cząsteczkę pada promieniowanie elektromagnetyczne, a następnie analizuje się różnicę w oddziaływaniu.

Jak sami widzicie świat chemii, a także biologii jest fascynujący i ma jeszcze tak wiele przed nami do odkrycia!

Zapraszamy Was wszystkich do wzięcia udziału w kolejnych wykładach w ramach Wszechnicy Chemicznej, które odbywają się w każda ostatnią sobotę miesiąca! Więcej informacji zasięgnięcie u p. Anny Pajdak, która jest koordynatorem wykładów.

Zachęcamy nie tylko Chemików!

Tekst i foto: Julia Białek, Wiktoria Działek, Patryk Twardak, Patryk Rudoman,
Zofia Lubieniecka z klasy 2a o profilu biologiczno-chemicznym