Nowoczesna aparatura naukowo-badawcza na Wydziale Nauk o Żywności i Biotechnologii zakupiona w ramach dotacji celowej z programu MEiN

Dotacja celowa udzielona przez Ministra Edukacji i Nauki na realizację inwestycji związanej z działalnością naukową na zakup aparatury naukowo-badawczej
pn. “Stanowisko do analizy właściwości funkcjonalnych kompleksów
białkowo – polisacharydowych “, umowa nr 7465/IA/SP/2023.

• Źródło finasowania: budżet państwa
• Typ: Inwestycyjne (działalność naukowa)
• Rodzaj inwestycji: aparatura naukowo-badawcza
• Okres realizacji inwestycji: 2023 – 2024
• Kwota finansowania: 1 750.000,00  zł
• Jednostka realizująca: Wydział Nauk o Żywności i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie
• Kierownik: prof. dr hab. inż. Bartosz Sołowiej, Prorektor ds. Nauki i Współpracy z Zagranicą

W ramach projektu stworzono “Stanowisko do analizy właściwości funkcjonalnych kompleksów białkowo – polisacharydowych” do analizy mikrocząstek o potencjalnym zastosowaniu w przemyśle spożywczym, paszowym i medycynie obejmującego dwa komplementarne urządzenia:

– Zetasizer z modułem pomiaru wielkości cząstek

– System FT-IR/NIR połączony z mikroskopem podczerwieni.

“Stanowisko do analizy właściwości funkcjonalnych kompleksów białkowo – polisacharydowych“ zawiera elementy takie jak: Spotlight 400 & Spectrum 3 i Zetasizer Ultra Red. Umożliwi ono szeroko zakresową analizę mikromateriałów – zarówno do celów badań biologicznych, biomedycznych, jak i próbek środowiskowych. Za pomocą kombinacji oznaczeń particle sizerem, zetasizerem i analizy chemicznej mikrocząstek można stosunkowo dokładnie określić ich potencjalne zachowanie w różnych systemach – zdolność sorpcji wody i innych substancji, wchłanialność, trwałość w warunkach zmienionego pH, dostępność komórkową, możliwość wchłonięcia cząstek jako całości przez organy i komórki – ale też umożliwione jest określenie potencjału szkodliwego, na przykład w analizie mikroplastików ze środowiska. W wielu wypadkach analizy mikrocząstek pozwalają także na stwierdzenie zafałszowań w produktach – na przykład spożywczych, chociażby w miodzie poprzez analizę ziaren pyłku – określenie ich ilości, rozmiaru, kształtu i widma pozwala na przypisanie do konkretnego gatunku, co ułatwia późniejsze potwierdzenie tożsamości wyrobu i odrzucenie próbek zafałszowanych; Technika FT-NIR daje możliwość analiz wielu różnych parametrów próbki w czasie wykonywania jednego pomiaru. Dodatkowo nie są wymagane drogie odczynniki w celu przygotowania próbki, a sama procedura jest prosta i szybka. Ponieważ otrzymane próbki mogą charakteryzować się niejednorodną strukturą wykorzystanie promieniowania NIR ułatwi analizę kompleksów. Ponadto system FT dzięki możliwości ciągłego obracania próbki w czasie analizy jest w stanie zbadać większą powierzchnię materiału, co przekłada się na większą dokładność pomiaru. Dzięki aparaturze zostanie przeprowadzona identyfikacji powierzchniowych grup funkcyjnych, co pozwoli na poznanie unikatowego modelu widma charakterystycznego dla określonego kompleksu.

Zetasizer z modułem pomiaru wielkości cząstek posiada następujące możliwości:

– Pomiar cząstek mniejszych niż 0,5 nm.

– Możliwość analizy próbek dyspersji cieczowych – zgodnie ze specyfikacją badanych w projekcie materiałów.

– Pomiar rozmiaru cząstek techniką DLS – Dynamic Light Scattering, SLS – Static Light Scattering, ELS – Electroforetic Light Scattering oraz MADLS – Multi-Angle Dynamic Light Scattering, które pozwalają na pomiar rozmiarów cząstek w zakresie 0,3 nm – 15 μm lub przy pomiarze potencjału zeta w zakresie 3,8 nm – 100 μm, oraz pomiar stężenia cząstek dla każdej frakcji cząstek widocznej na rozkładzie wielkości z zastosowaniem wielokątowego dynamicznego rozpraszania światła.

– Zdolność pomiaru mas cząstek w zakresie od 300 Da do 20 MDa.

– Praca w temperaturach od 0 do 100°C, pozwalająca na badanie wpływu temperatury na aglomerację białek.

– Opcja rozbudowy o wiskozymetr i autotitrator, możliwość stosowania różnego rodzaju kuwet.

System mikroskopii posiada następujące możliwości:

– Mikroskop FT-IR w pełni zautomatyzowany, z pomiarem punktowym, liniowym oraz mapowaniem próbki oraz matrycą szesnastu detektorów MCT pozwalającą na obrazowanie FTIR.

– Połączony jest ze spektrometrem jako specjalistyczne akcesorium spektrometru, co eliminuje jego wrażliwość na wstrząsy i wilgoć, pozostawiając pełną funkcjonalność spektrometru. Dla łatwości pracy ten sam program steruje  spektrometrem i mikroskopem w pomiarach punktowych i liniowych.

– Możliwość rozbudowy samego mikroskopu o inne akcesoria.

– Mikroskop wyposażony jest w system ATR do pomiarów niewielkich obszarów,

– Możliwość analizy próbki w trybach: transmisyjnym, odbiciowym i odbicia rozproszonego oraz ATR. Układ optyczny niewrażliwy na uszkodzenie przez wilgoć atmosferyczną – złożony ze zwierciadeł, obiektywów i detektora, bez źródła i interferometru, z wprowadzeniem wiązki ze spektrometru. Matryca szesnastu detektorów typu MCT, stosunek sygnału do szumu powyżej 100:1 przy rozmiarze piksela 25, rozdzielczości 16 cm^-1 i 4 skanach na piksel, zakres: 7800 – 580 cm^-1.

– Ruchy stolika i kryształu ATR sterowane z poziomu oprogramowania, bądź – w przypadku stolika – manualnie. Pozwoli to na wielopunktowe pomiary bez obecności operatora.

– Urządzenie połączone z dwuzakresowym spektrometrem FT-IR/NIR, wyposażonym w przystawkę ATR i odbiciowy system analizy w bliskiej podczerwieni.

– Wbudowany wzorzec wewnętrzny oraz wzorzec standaryzujący, zapobiegający osłabieniu jakości widm w miarę degradacji detektora i źródła. Interferometr niewymagający justowania, korzystnie w systemie rotacyjnym. Stabilizowane źródło, co zapobiega migracji gorącego punktu i ogranicza czynności konserwacyjne urządzenia.

– Oprogramowanie stale monitorujące i kompensujące wpływ wody i dwutlenku węgla z atmosfery.

– Pakiet oprogramowania obejmujący algorytmy ilościowe PLS i PCR do pomiarów w bliskiej podczerwieni oraz odpowiednie algorytmy automatycznej analizy dla preparatów białek mleka.