Determination and characterization of arsenic and selenium species in plants by hplc-icpms/esims
Bitkilerde arsenik ve selenyum türlerinin hplc-ıcpms/esıms ile tayin ve karakterizasyonu
- Tez No: 850876
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLAY ERTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 228
Özet
Bitki hücrelerinde selenyumun (Se) birçok fonksiyona sahip faydalı bir element olduğu, ancak arseniğin (As) konsantrasyonlarına ve türlerine bağlı olarak toksik olduğu yaygın olarak bilinmektedir. As ve Se' nin glutatyon (GSH) gibi bitki detoksifikasyon ajanları ile in vitro ortamda etkileşimleri As ve Se'nin bitkideki mekanizmasını anlamak için çok önemlidir. Bu çalışmanın amacı, bitki hücre koşullarını taklit etmek için pH 2.5, 5.0 ve 7.0 sentetik ortamlarında anorganik As ve Se türlerinin GSH bağlanmasında anorganik As ve Se türlerinin arttırıcı veya azaltıcı etkilerini araştırmaktır. İlk olarak, ikili ve üçlü sistemler stokiyometri ve pH açısından UV-Vis absorbans spektroskopisi ve LC-UV kullanılarak takip edilmiştir. İkili sistemlerde As(III)'ün Se(SG)2 kompleksinin kararlılığını etkilemediği, ancak Se(IV)'ün As(SG)3'ün kararlılığını antagonistik bir şekilde etkilediği gözlemlenmiştir. Üçlü sistemlerde çeşitli molar oranlarındaki karışımlarda Se(IV)+GSH reaksiyonunun ilerlediği belirlenmiştir. İkinci olarak, ikili ve üçlü sistemler niteliksel açıdan LC-DAD/MS ile LC-MS/MS aracılığıyla incelenmiştir. İkili sistemlerde As(III)'nin Se(SG)2'nin kararlılığına ve üçlü sistemlerde As(III)'ün Se(IV)+GSH'nin reaksiyonuna etkisi olmadığı belirlenmiştir. Ayrıca, Se(IV)'ün ikili sistemlerde As(SG)3'ün kararlılığına ve üçlü sistemlerde As(III)+GSH'nin reaksiyonuna karşı azaltıcı etkisi gözlemlenmiştir. Sistemlerde LC-MS/MS kullanılarak yan ürün Glutatyon trisülfit (GSSSG) oluşumu tespit edilmiş ve yapısı doğrulanmıştır. Sistemler için formik asit ortamında GSSSG'nin oluşum mekanizması önerilmiştir. Son olarak, pH 3.0 ve 5.0 koşullarında, türlerin ve konsantrasyonların belirlemesi için üçlü sistemler LC-ICP-MS ve ICP-MS aracılığıyla çalışılmıştır. üçlü sistemlerdeki türlerin derişimleri kullanılarak As(SG)3 ve Se(SG)2 için koşullu oluşum sabitleri sırası ile pH 3,0'da 2,6 ×107 ve 1,9×1015, pH 5,0'da ise 1,4×107 ve 4,4×1017 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak, bitki taklit koşullarında As(III) ile karşılaştırıldığında Se(IV)'ün GSH molekülüne bağlama afinitesine sahip olduğu belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
It has been broadly recognized that selenium (Se) is benefical element with many functions but arsenic (As) is known toxic depending on their concentrations and species in plant cells. The interactions of As and Se with the plant detoxification agents like glutathione (GSH) in vitro medium are very important to understand the mechanism of As and Se in plant. This study aims to investigate the antagonistic or synergistic effects of inorganic As and Se species on the binding mechanism of inorganic Se and As species with GSH in a synthetic medium at pH 3.0, 5.0, and 7.0 to mimic plant cell conditions. Firstly, the binary and ternary systems were studied in terms of stoichiometry and pH via UV-Vis absorption spectroscopy and LC-UV. For the binary systems, As(III) did not affect the stability of the Se(SG)2 complex, but the addition of Se(IV) to As(SG)3 antagonistically affected the stability of As(SG)3 complex. For ternary systems, the Se(IV)+GSH reaction was processed at various molar ratios. Secondly, the binary and ternary systems were studied from the aspect of qualitative via LC-DAD/MS and LC-MS/MS. The As(III) had no effect to the stability of Se(SG)2 and the antagonistic effect of Se(IV) on the stability of As(SG)3 in the binary systems. Also, GSH was prefer Se(IV) to form complex in all ternary systems. A by-product Glutathione trisulfide (GSSSG) formation was also detected and structure is confirmed using LC-MS/MS in systems. The formation mechanism of GSSSG in formic acid medium was proposed for systems. Lastly, the ternary systems at pH 3.0 and 5.0 were studied via LC-ICP-MS and ICP-MS to determine species and their concentrations. Using the concentrations of species in ternary systems, The conditional formation constants were calculated as 2.6 ×107 and 1.9×1015 at pH 3.0 and as 1.4×107 and 4.4×1017 at pH 5.0 for As(SG)3 and Se(SG)2, respectively. In conclusion, Se(IV) has an affinity for binding GSH molecule compared to As(III) in plant mimic conditions.
Benzer Tezler
- Sulardaki bazı ağır metallerin XRF spektroskopisi ile tayini için MOF katkılı katı faz ekstraksiyon membranlarının hazırlanması
Preparation of MOF-dopped solid phase extraction membranes for the determination of some heavy metals in water by XRF spectroscopy
FUAT ASLAN
- Preparation and characterization of polymer based nanocomposite electrodes and their application to determination of arsenic in real samples
Polimer modifiye edilmiş nanokompozit elektrotların hazırlanması, karakterizasyonu ve arsenik tayinine uygulanması
MERYEM GÖKDUMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Bilim ve TeknolojiEge ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKERYA DURSUN
- Characterization of GaAs(211) surface for epitaxial buffer growth
Epitaksiyel tampon büyütme için GaAs(211) yüzeyinin karakterizasyonu
MUSTAFA POLAT
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF SELAMET
- Emet bölgesindeki arsenik mineralleri içeren kolemanit cevherlerinin zenginleştirilebilirliğinin araştırılması
Investigation of mineral processing of colemanite ore including arsenic minerals in the Emet region
AKIN DUBAN
- Development of preconcentration techniques for chemical analysis
Kimyasal analiz için önderiştirme yöntemi geliştirme
YASEMİN İŞLEK COŞKUN
