| |
EIROPAS SOCIĀLĀ FONDA PROJEKTS „STARPDISCIPLINĀRĀS ZINĀTNISKĀS GRUPAS IZVEIDOŠANA JAUNU
FLUORESCENTU MATERIĀLU UN METOŽU IZSTRĀDEI UN IEVIEŠANAI”
PROJEKTA ĪSTENOTĀJS:
Daugavpils Universitāte (DU) sadarbībā ar Latvijas Universitātes (LU) Mikrobioloģijas un biotehnoloģijas institūtu.
PROJEKTA ĪSTENOŠANAS LAIKS:
01.12.2009 – 30.11.2012
PROJEKTA KOPĒJĀ SUMMA:
720 000 Ls.
ESF finansējums 85% – 612 000 Ls,
valsts budžeta finansējums 15% – 108 000 Ls
PROJEKTA MĒRĶIS:
Veicināt papildus cilvēkresursu piesaisti zinātnei, veidojot jaunu, starpdisciplināru zinātnieku grupu jaunu fluorescentu materiālu un metožu
izstrādei un ieviešanai
PROJEKTA APRAKSTS:
Fluorescējošas krāsvielas mūsdienās gūst lielu popularitāti daudzās zinātņu
nozarēs un cilvēku dzīves sfērās. Tās pielietojamas medicīnā, analītiskajā ķīmijā,
bioloģijā, ģeoloģijā, kino industrijā, dekorēšanā, kā arī sadzīvē, un tiek
plaši pētītas. Tomēr ir vērts turpināt to sintezēšanu, jo katrā to izmantošanas
nozarē ir nepieciešamas noteiktas unikālas šo krāsvielu īpašības.
Šobrīd pieprasītas ir jaunas vielas ar izteiktām luminiscentām un speciālām
īpašībām (šķīdība, stabilitāte, toksiskums u.tml.), tāpēc projekts paredz jaunu
fluoroforu sintezēšanu un to īpašību pētīšanu. Piesaistot papildus cilvēkresursus
zinātnei, pirmoreiz Latvijā izveidota jauna, starpdisciplināra zinātnieku
grupa 21 cilvēka sastāvā, kas īsteno plašus pētījumus ķīmijas (organiskā
ķīmija, ķīmijas tehnoloģijas), fizikas (cietvielu fizika, optika, mikroskopija) un
bioloģijas (mikrobioloģija, biotehnoloģija, molekulārā bioloģija) jomās, radot
zināšanas, ko nav iespējams iegūt vienas zinātnes nozares ietvaros.
PROJEKTA REZULTĀTS:
Projekts paredz jaunu metožu un materiālu izstrādi zinātnes un tehnoloģijas
attīstībai, tādēļ tā īstenošana sekmēs inovatīvu fluorescento tehnoloģiju
attīstību vairākās zinātnes un rūpniecības nozarēs Latvijā. Tiks izstrādātas,
praksē aprobētas un patentētas jaunas fluorescentas metodes un materiāli,
uz to bāzes tiks izstrādātas un pārbaudītas jaunas bioloģisku sistēmu fluorescentās
pētījumu metodes.
Zināmo fluorescējošo vielu klāsts tiks papildināts ar virkni jaunu fluoroforu
ar uzlabotām funkcionālajām īpašībām – ar intensīvāku luminiscenci, lielāku
fotostabilitāti, zemāku citotoksiskumu u.c. Iegūto savienojumu spektrālo
parametru salīdzinājums ar jau esošo fluorescento zonžu raksturlielumiem
un perspektīvāku krāsvielu atlase dod iespēju optimizēt izstrādātās fluorescentās
metodes.
Iegūtie rezultāti un zinātniskās literatūras dati palīdzēs pētīt fluorescentās
likumsakarības, izmantojot kvantu ķīmiskos aprēķinus un matemātisku modelēšanu.
Ar fluorescentajām zondēm krāsotu bioloģisku objektu spektrālie pētījumi
veicinās izpratni par to struktūras īpatnībām un izmaiņām dažādu ārējo faktoru
ietekmē. Rezultāti ļaus izstrādāt dažādas fluorescento analīžu metodes
augu, mikroorganismu un cilvēka šūnu funkcionālā stāvokļa izvērtēšanai.
Efektīvu fluorescentu zonžu metožu pielietošana padziļinās ar ekoloģijas un
biotehnoloģijas problēmām saistītos pētījumus.
Pētījuma ietvaros tiks izstrādātas doktora disertācijas un maģistra darbi.
Cilvēki jau izsenis novērojuši luminiscences parādības – ziemeļblāzmu,
zibeni, jūras mirdzēšanu, jāņtārpiņu un dažu citu kukaiņu, kā arī minerālu
spīdēšanu tumsā, taču sistemātiski luminiscences pētījumi sākās tikai 19. gs.
Pēdējos 50 gados arvien plašāku pielietojumu rod dažādas luminiscentas
ierīces, piemēram, dienasgaismas spuldzes, televizora ekrāni u.c.
Luminiscence ir starojums, kura pēcspīdēšanas ilgums ievērojami pārsniedz
gaismas svārstību periodu, tā ir aukstā gaisma, jo luminiscējošās vielas –
luminofori – spīd bez karsēšanas. Optiskais starojums rodas, iedarbojoties
uz vielu ar dažādiem faktoriem: gaismu (fotoluminiscence), elektroniem
(katodluminiscence), γ-stariem, protoniem, α un β-daļiņām (radioluminiscence),
rentgenstariem (rentgenluminiscence), elektrisko lauku (elektroluminiscence),
ķīmisko un bioloģisko procesu rezultātā (hemiluminiscence un
bioluminiscence). Pārtraucot ierosināšanas procesu, luminiscence vēl kādu
brīdi turpinās. Pēc pēcspīdēšanas ilguma luminiscenci iedala fluorescencē
un fosforescencē. Fluorescentās vielas ļoti ātri (aptuveni 10-9 – 10-6s) beidz
izstarot gaismu pēc ierosināšanas pārtraukšanas. Savukārt fosforescence ir
novērojama ilgāku laika sprīdi pēc ierosināšanas pārtraukšanas, tā var turpināties
vairākas minūtes un pat stundas. Tumsā spīdošās uzlīmes un pulksteņu
ciparnīcas ir fosforescences piemēri. No fluorescentajiem materiāliem
tiek izgatavoti dažādi aizsargelementi, piemēram, fluorescējoša apdruka,
kas nav redzama parastā gaismā, bet fluorescē (t.i. ir redzama) ultravioletajā
gaismā; dažādas fluorescējošas aizsargšķiedras, kuras papīra izgatavošanas
procesā iejauc papīra masā (to fluorescence var būt arī daudzkrāsaina).
Fluorescences parādība tiek izmantota arī ceļa zīmēs, kuras, apstarojot ar
redzamo gaismu, sāk pastiprināti starot gaismu. Virkni luminoforu izmanto
krāsu efektu iegūšanai. Dažādu objektu sastāva un stāvokļa pētījumos tiek
pielietota luminiscentā analīze, kuru plaši izmanto ķīmijā, ekoloģijā, arheoloģijā,
bioloģijā, medicīnā u.c. jomās, kā arī naftas meklējumos. Pēc naftas
produktu daudzuma zemes virskārtā nosaka, kādā virzienā jāizdara urbums.
Pārtikas rūpniecībā ar šo metodi nosaka, vai pārtikas produkti ir svaigi, piemēram,
nebojāti citroni luminiscē dzeltenā krāsā, bet sēnīšu slimības skarts
citrons bojājuma vietā luminiscē tumši zilā krāsā. Uzglabājot pienu gaismā,
izzūd B vitamīni un piena luminiscences krāsa mainās no dzeltenas uz zilu.
Tādējādi iespējams atšķirt pilnvērtīgu pienu no nepilnvērtīga. Luminiscē arī
gaļa, milti, olas, zivis utt.
Kriminālistikā ar luminiscento analīzi iespējams atklāt parakstu, teksta, vērtspapīru
un citus viltojumus, jo katra papīra šķirne un tinte luminiscē atšķirīgi.
Iespējams noteikt senlietu vecumu un to viltojumus; medicīnā šo metodi
lieto slimību diagnostikā. Jau 1941. gadā izmantoja fluorescenti iezīmētas antivielas, lai noteiktu antigēnus šūnās,
pašlaik tās plaši pielieto medicīniskos izmeklējumos.
|