Torque teno -viruksen proteiinien tuotto ja puhdistus

Torque teno -virus (TTV, TT-virus) on uusimpia löydettyjä ihmisviruksia ja se on erittäin yleinen täysin terveissäkin ihmisissä. Sitä kantaa ihmisistä yli 80 % kantajan maantieteellisestä sijainnista tai iästä riippumatta. Vielä ei osata sanoa, aiheuttaako torque teno -virus tiettyjä tauteja vai onko se osa normaaliflooraa, mikä olisi viruksista puhuttaessa täysin uutta. Helsingin yliopiston virologian laitoksella Haartman instituutissa toimiva professori Klaus Hedmanin tutkimusryhmä on kehitellyt sopivia menetelmiä TT-viruksen proteiinien tuottoon ja puhdistamiseen. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli optimoida näitä menetelmiä. Proteiinien tuottoon ja puhdistukseen valittiin mukaan TTV:n genomin koodittamista kuudesta proteiinista oletettavasti kapsidiproteiinina toimiva ORF1-Arg (ORF1-proteiini, josta on poistettu arginiinirikas alue) ja ei-rakenneproteiinina toimiva ORF2/2. Proteiinit tuotettiin Sf9- ja High Five -hyönteissoluissa, ja vektorina ekspressoinnissa oli baculovirus. Puhdistukseen käytettiin agaroosigeelielektroforeesia (AGE) ja vaihtoehtoisesti histidiiniaffiniteettikromatografiaa. Proteiinien tuotossa optimoitiin solujen infektiossa käytettävän baculoviruksen määrää ja selvitettiin, että proteiineja saatiin tuotettua suunnilleen yhtä paljon sekä Sf9- että High Five -soluissa. AGE-menetelmällä saatiin puhdistettua ORF2/2-proteiinia ja menetelmää yritettiin kehitellä niin, että saataisiin puhdistuksen yhteydessä enemmän proteiineja talteen. Histidiiniaffiniteettipuhdistusta ei ollut aikaisemmin käytetty hyönteissoluissa tuotettujen TTV:n proteiinien puhdistukseen. Menetelmällä saatiin tuotettua ORF1-proteiinia, mutta puhdistusmenetelmä vaatii vielä kehittelyä. Tämän opinnäytetyön avulla saatiin menetelmien kehitystyötä eteenpäin, ja havaittiin ongelmakohtia, joihin tulee kiinnittää jatkossa huomiota. Histidiiniaffiniteettipuhdistusta ei vielä saatu toimivaksi ja AGE:n kehittelyä täytyy myös vielä jatkaa. TTV:n puhdistettuja proteiineja tullaan käyttämään apuna määritettäessä TTV:n mahdollista patogeenisuutta ja biologista merkitystä. Proteiinien avulla kehitellään laboratoriomenetelmiä TTV:n virusinfektioiden ja sairauksien löytämiseen ja diagnosointiin mm. tuottamalla proteiinien avulla spesifisiä vasta-aineita TTV:tä vastaan. Opinnäytetyössä puhdistettuja ORF2/2-proteiineja käytettiin tutkimusryhmässä TTV-spesifisen T-soluimmuniteetin tutkimiseen.

Polymeerien erotus ultrasuodatuksella

Työssä selvitettiin suodatusolosuhteiden vaikutusta neutraalien polymeerien pidättymiseen niiden vesiliuoksia suodatettaessa. Suodatuksissa käytettiin kahta regeneroidusta selluloosasta valmistettua ultrasuodatuskalvoa (Microdyn-Nadir UC 030T ja JSC STC Vladipor C 30V). Malliaineina käytettiin polyetyleeniglykolia ja dekstraania. Kirjallisuusosassa esiteltiin aluksi lyhyesti ultrasuodatus erotusmenetelmänä. Lisäksi käsiteltiin ultrasuodatuskalvojen huokoskoon karakterisointimenetelmiä ja selvitettiin polymeerien erottumiseen ultrasuodatuksen aikana vaikuttavia tekijöitä. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin paineen ja virtausnopeuden vaikutusta malliaineiden pidättymiseen ultrasuodatuskalvoilla. Lisäksi pyrittiin löytämään suodatusolosuhteet, joissa toinen aineista läpäisisi suodatuskalvon lähes täydellisesti toisen konsentroituessa syöttöliuokseen. Työssä myös määritettiin tutkimuksissa käytetyille kalvoille katkaisukoko, joka kuvaa kalvon kykyä pidättää moolimassaltaan erikokoisia molekyylejä. Lisäksi kokeellisessa osassa selvitettiin työssä käytettyjen kalvojen tasalaatuisuutta vertailemalla keskenään samanlaisissa suodatusolosuhteissa eri kalvopaloilla tehtyjen suodatusten tuloksia. Työssä saatiin erotettua kaksi lähes samankokoista malliaineeksi valittua neutraalia polymeeriä toisistaan siten, että toinen aine pidättyi kalvolla huomattavasti toista ainetta paremmin. Parhaimpaan erotustulokseen päästiin, kun permeaattivuo kalvon läpi oli noin 400 l/(m2 h). Tällöin suodatuspaine oli noin 2 bar ja virtausnopeus alle 2 m/s. Työn aikana määritettyjen katkaisukokojen havaittiin poikkeavan huomattavasti kalvojen valmistajien ilmoittamista arvoista, mutta olevan kuitenkin samaa suuruusluokkaa kuin muiden tutkimusryhmien vastaaville ultrasuodatuskalvoille esittämät arvot. Työn tulosten perusteella C 30V olisi hieman tasalaatuisempi kalvo kuin UC 030T.

Kromatografinen erotus bioetanolin valmistuksessa lignoselluloosasta

Bioetanolin tuotanto kiinnostaa monissa maissa johtuen kansainvälisissä sopimuksissa määritellyistä ilmastotavoitteista. Työssä tutkittiin laboratorio-oloissa ioninvaihtohartsien ominaisuuksien ja erotuksen olosuhteiden vaikutusta rikkihapon ja glukoosin kromatografiseen erotukseen. Tehokkaimmaksi hartsiksi osoittautui polysulfonoitu mesohuokoinen vahva kationinvaihtohartsi Finex CS100C. CS100C:lla voitiin erottaa rikkihappoa ja glukoosia tehokkaimmin korkeissa 25 p-% ja 36 p-% glukoosi- ja rikkihappo-pitoisuuksissa. Lisäksi sillä havaittiin suurin tuotto simuloidussa liikkuvassa pedissä. Yhdessä kolonnissa suoritetuissa erotuskokeissa tutkittiin hartsien erotuskykyä rikkihapolle ja glukoosille sekä virtausnopeuden vaikutusta erotukseen lämpötilassa 22 °C. Saatujen tulosten pohjalta valittiin CS11GC, CS16GC ja CS100C tarkempaan isotermin määritykseen ja simulointiin hyvän erotuskyvyn sekä keskinäisten erojen takia. Adsorptioisotermit määritettiin kolonnikokein sekä 22 °C:n että 50 °C:n lämpötilassa. Isotermeistä havaittiin, että tasapaino kiinto- ja liuosfaasien välille saavutetaan rikkihapolla alhaisella 1 cm3/min virtausnopeudella varmemmin kuin suuremmalla 2,5 cm3/min virtausnopeudella. 50 °C:n lämpötilassa hapon ja glukoosin isotermit olivat jyrkempiä kuin 22 °C:n lämpötilassa. Määritettyihin hapon ja sokerin isotermeihin sovitettiin mallit, joiden parametreja käytettiin yksittäisen kolonnin simulointiin. Simuloinnissa oli estimoitavia parametreja yhdellä kolonnilla aineensiirtokertoimet sekä läpäisykäyristä määritetyt isotermiparametrit glukoosille sekä rikkihapolle ja SMB–erotuksessa vyöhykkeiden 2 ja 3 suhteelliset virtausnopeudet. Siirryttäessä lämpötilojen 22 °C ja 50 °C välillä hartsien parametrit muuttuivat sokerille täysin ja hapolle vain aineensiirtokertoimen osalta. CS100C oli tehokkain SMB–erotuksessa korkeimmalla 0,11 cm3/min tuottavuudella 95 %:n saannon saavuttamiseksi 95 % tuotepuhtaudella raffinaatissa ja ekstraktissa.

Hemiselluloosien erotus ja in situ -modifiointi

Hemiselluloosat kuuluvat selluloosan ja ligniinin ohella puun ja muiden kasvimateriaalien päärakenneaineksiin. Hemiselluloosan kemiallisessa koostumuksessa on eroja kasvilajien välillä, mikä tekee ryhmästä hyvin monimuotoisen. Lehtipuiden pääasiallinen hemiselluloosa on glukuroniksylaani. Ksylaaneja esiintyy laajasti myös muissa kasveissa erilaisina rakenteina. Havupuiden yleisin hemiselluloosa on puolestaan galaktoglukomannaani. Arabinogalaktaani on erityisesti lehtikuusesta runsaana löytyvä hemiselluloosa, jota muissa puulajeissa on vain vähän. Luonnon polymeerejä tutkitaan jatkuvasti muun muassa vaihtoehtojen löytämiseksi raakaöljypohjaisille tuotteille. Aiemmin hemiselluloosia on pääosin hyödynnetty sellaisenaan tai jalostettu esimerkiksi sokereiksi. Selluloosan ja tärkkelyksen tavoin ne voivat kuitenkin toimia myös kemiallisen, fysikaalisen tai entsymaattisen muokkauksen lähtöaineena. Hemiselluloosien käyttöä rajoittaa usein se, että niiden eristäminen kasvimateriaalista hyvällä saannolla on vaikeaa. Useimmiten hemiselluloosa erotetaan biomassasta ligniinin poiston jälkeen uuttamalla erilaisilla reagensseilla, kuten emäksillä. Arabinogalaktaanin erottamiseen ei kuitenkaan vaadita ankaria olosuhteita, vaan yleisimmin siihen riittää uutto vedellä. Kalvosuodatus puolestaan on hyvä keino hemiselluloosan talteenottoon uuttoliuoksista. Tässä työssä tarkasteltiin arabinogalaktaanin erotusta siperianlehtikuusesta uuttokokein. Saadut uuttoliuokset konsentrointiin ja puhdistettiin kalvosuodatusmenetelmillä. Lisäksi tutkittiin eristetyn arabinogalaktaanin käyttöä kemiallisen muokkauksen lähtöaineena, missä pyrkimyksenä oli etenkin in situ -modifiointi suoraan uuttoliuoksessa oleville yhdisteille. Uuttokokeilla saatiin kuitenkin vain pieni osa lehtikuusen arabinogalaktaanista erotetuksi. Myös kalvosuodatusvaiheen aikana menetettiin osa uuttoliuosten arabinogalaktaanista. Koska arabinogalaktaanipitoisuus uuttoliuoksissa jäi hyvin alhaiseksi, in situ -modifiointeja oli vaikea saada onnistumaan. Uutto-olosuhteiden lisätutkimuksella sekä kiinnittämällä erityistä huomiota suodatuskalvojen valintaan voitaneen pitoisuutta nostaa ja saada lisämateriaalia kemiallista muokkausta varten.

Standardikustannusten ja toteutuneiden kustannusten erotus

Työn tarkoituksena oli selvittää, eroavatko toteutuneet kustannukset standardikustannuksista sähkötarviketeollisuudessa. Kustannusten eroa, varianssia, pyrittiin analysoimaan mahdollisimman tarkasti, jotta varianssien tyyppi ja niiden lähteet selviäisivät. Tavoitteena oli myös selvittää, miten varianssi vaikuttaa standardien laskentaan ja siirtohinnoitteluun. Tutkimus tehtiin tapaustutkimuksena eräästä sähkötarviketeollisuuden yrityksestä. Toteutuneet kustannukset saatiin suoraan kirjanpidosta ja niitä verrattiin standardikustannuksiin. Standardikustannukset jaettiin eri kustannuskomponentteihin, jotka otettiin kohdeyrityksen toiminnanohjausjärjestelmästä. Kustannuskomponenttitasoista tietoa muokattiin tuloslaskentamuotoiseen muotoon, jotta toteutuneita kustannuksia voitiin verrata kerättyyn tietoon. Varianssianalyysistä selvisi, että toteutuneiden kustannusten ja standardikustannusten välillä on varianssia. Se jakautuu materiaalivarianssiin, työvarianssiin, ja yleiskustannuslisävarianssiin. Varianssien perusteella analysoitiin vaikutuksia standardien ja siirtohintojen laskentaan. Näiden tietojen perusteella työn lopuksi on mietitty parantamistoimenpiteitä varianssien ehkäisemiseksi.

Hydroksihappojen erotus mustalipeästä nanosuodatuksella

Hydroksihapoille on olemassa useita käyttömahdollisuuksia teollisuudessa, joten niiden hyödyntäminen sellunvalmistuksen sivuvirrasta eli mustalipeästä on suuren kiinnostuksen kohteena. Tässä työssä selvitettiin, onko hydroksihappojen erotus ja puhdistus mustalipeästä mahdollista nanosuodatuksella. Kokeellisessa osassa suodatettiin emäksisen mustalipeän lisäksi hapotettua ja jäähdytyskiteytettyä mustalipeää, johon oli lisätty liuotinta. Mustalipeäsuodatuksissa käytettiin viittä erilaista nanosuodatusmembraania (Microdyn Nadir® NP010 ja NP030, Dow Chemical Company NF-90, Woongjin Chemical NE-70 sekä Ge-Osmonics Desal 5 DK). Kirjallisuusosassa käsiteltiin puun sisältämien yhdisteiden kemiallista koostumusta, sellun valmistuksen pääperiaatteita, mustalipeän ja hydroksihappojen ominaisuuksia sekä hydroksihappojen käyttömahdollisuuksia. Lisäksi tarkasteltiin erilaisia hydroksihappojen erotusmenetelmiä, nanosuodatuksen teoriaa ja prosessiin sopivan membraanin valintakriteerejä. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin emäksisen mustalipeän monivaiheisen nanosuodatuksen tehokkuutta hydroksihappojen erotuksessa. Hapotetun ja jäähdytyskiteytetyn mustalipeän suodatuskokeissa tutkittiin erityyppisten membraanien erotuskykyä sekä syötön liuotinlisäyksen vaikutusta hydroksihappojen erottumiseen. Lisäksi tarkasteltiin membraanien kestävyyttä ja foulaantumista suodatusolosuhteissa. Työn tulokset osoittivat, että hydroksihappoja voidaan fraktioida mustalipeästä nanosuodatuksella. Hydroksihappojen fraktiointiin vaikuttaa merkittävästi mustalipeässä käytetyn liuottimen läsnäolo sekä suodatuspaine. Lisäksi koetulosten perusteella havaittiin, että monivaiheisella nanosuodatuksella hydroksihapot läpäisevät membraanin ja permeaattiin saavutetaan puhtaampi happojae.

Kartonkijätteestä bioetanolia - Hydrolysoitujen sokerien erotus ja väkevöinti fermentointia varten

Tässä diplomityössä tutkittiin upotettavien membraanisuodattimien soveltuvuutta sakean hydrolysaattin suodattamiseen ja esisuodatettujen sokereiden väkevöintiä membraanisuodatuksella fermentointia varten. Työssä käytettiin kierrätyskartongista entsyymien avulla valmistettua hydrolysaattia. Sakean hydrolysaatin suodattamiseen käytettiin Kubota Membranesin upposuodatusmoduuleja ja suodatuslaitteistoa. Upposuodatusmoduulien likaantumisen vähentämiseksi suodatuksissa käytettiin ilmasekoitusta ja vastavirta-pesua. Upposuodatusmoduulilla kirkastettua hydrolysaattia väkevöitiin nanosuodatuksella ja tulosta verrattiin painesuodatuksella kirkastetun hydrolysaatin nanosuodatukseen. Konsentrointisuodatusten alussa testattiin neljää nanosuodatuskalvoa hydrolysaatin konsentrointiin. Sokereiden konsentrointiin valittiin Dow FilmTecTM NF-270 nanosuodatuskalvo sen korkean sokeriretention ja hyvän vuon perusteella. Sakean hydrolysaatin esisuodatuksessa ei upotettavien membraanimoduulien ja painesuodatuksen välillä havaittu merkittäviä eroja. Työn perusteella upposuodatusmoduulien käyttö sakean hydrolysaatin suodattamisessa on kuitenkin mahdollista. Tämä mahdollistaisi sokereiden jatkuvatoimisen erottamisen hydrolysaatista. Konsentrointisuodatuksissa molemmilla esisuodatetuilla hydrolysaateilla saavutettiin yli 10 % sokerikonsentraatio ilman suurta sokerihävikkiä. Sokeriretentio pysyi myös konsentraation kasvaessa 80 % yläpuolella.

Teollinen öljyn erotus koalesenssisuodatuksella väliaineessa

Koalesenssi on ilmiö, jossa dispergoidun faasin pisarat pyrkivät muodostamaan suurempia pisaroita kunnes erotettava faasi muodostuu. Koalesenssi tapahtuu kolmessa päävaiheessa, jotka ovat lähestyminen, kiinnittyminen ja irrotus. Lähestymiseen vaikuttavat mekanismit ovat muuan muassa sieppaus, diffuusio, törmäysvaikutus, sedimentaatio, sähköiset repul-siovoimat ja van der Waalsin voimat. Kiinnittymisvaiheessa dispergoidun faasin pisarat syrjäyttävät väliaineen nestekalvon samalla kostuttaen väliaineen pinnan. Irrotusvaiheessa pisaran hydrodynaaminen voima voittaa pisaran ja väliaineen välisen adheesiovoiman. Koalesenssin tehokkuuteen vaikuttavat useat eri parametrit kuten virtausnopeus, pedin ominaisuudet, väliaineen ominaisuudet sekä emulsion ominaisuudet. Nämä kaikki asiat tulee ottaa huomioon koalesenssisuodatuksen suunnittelussa. Koalesenssisuodatus lukeutuu syväsuodatusmenetelmiin, jotka on ollut käytössä jo yli 100 vuotta. Koalesenssisuodatusmenetelmä on tehokas menetelmä pienten pisaroiden erottami-seen. Menetelmää käytetään esimerkiksi öljyisten jätevesien puhdistuksessa. Teollisen öljyn syväsuodatuksen etuihin kuuluu muun muassa sen kompakti koko, alhaisemmat käyt-tökustannukset, korkea erotusaste, kyky erotella pienetkin pisarat sekä helppo operointi, automatisointi ja huolto. Suurin haittapuoli on kuitenkin väliaineen tukkeutuminen, joten prosessi vaatii puhdistuksen tai väliaineen uusimisen. Tämän kandidaatintyön tarkoituksena oli koota kirjallisuustyö öljyn koalesenssisuodatuk-sesta. Työssä kartoitettiin koalesenssisuodatuksen lähtökohdat, teoria, tärkeimmät teolli-suuden sovellukset sekä väliaineet.

Litiumin erotus väkevistä kloridiliuoksista ioninvaihdolla

Litiumioniakkujen kehityksen myötä litiumin tarve ja kysyntä ovat kasvaneet viime vuodet tasaisesti noin 10 % vuosivauhdilla. Kasvun on myös ennustettu jatkuvan samanlaisena tulevaisuudessa, jonka takia erilaiset litiumin erotusprosessit ovat nousseet tutkimuksen kohteeksi. Tärkeimmät litiumlähteet sijaitsevat suola-aavikoilla ja -järvillä, joihin litiumia on kerääntynyt suuria määriä maanpinnan läheisyyteen. Litiumia erotetaan suolatasangoilla aikaa vievissä haihdutus- ja saostusvaiheissa. Suolaliuokset sisältävät litiumin lisäksi muita metalleja, kuten magnesiumia, kalsiumia ja natriumia, joista etenkin magnesium häiritsee litiumin erotusta. Aikaisemmissa tutkimuksissa ei ole löydetty litiumille riittävän selektiivistä ioninvaihtohartsia. Tehdyissä tutkimuksissa muut metallit on usein erotettu selektiivisesti ennen litiumia ja litium on erotettu lopuksi. Litiumin erotusta voitaisiin parantaa, mikäli se onnistuisi selektiivisesti suoraan suolaliuoksesta. Tässä työssä tutkittiin litiumin selektiivistä erotusta magnesium- ja kalsiumpitoisesta väkevästä kloridiliuoksesta ioninvaihtohartseilla sekä molekyyliseulalla. Käytetyt neljä ioninvaihtohartsia olivat kaupallisia Puroliten hartseja: MN200, S940, CT151 ja A170. Molekyyliseula oli Sigman huokoskoon 4 Å zeoliittia. Kromatografisilla kolonnikokeilla saadut näytteet analysoitiin ICP-AES:lla. Tulosten perusteella ei yksikään tutkituista hartseista ja molekyyliseulasta ollut selektiivinen litiumille.

Tanniinien ja proteiinien väliseen vuorovaikutuksen tutkimiseen käytettävät kemialliset menetelmät

Tanniinit ovat kasvien tuottamiin sekundaarimetaboliitteihin kuuluva polyfenolinen yhdisteryhmä. Maakasvit tuottavat aineenvaihdunnaassaan kahdenlaisia tanniineja: hydrolysoituvia tanniineja sekä kondensoituneita tanniineja eli proantosyanidiineja. Tanniinien on jo satojen vuosien ajan tiedetty saostavan proteiineja, mutta vasta nykyaikaisilla analyysitekniikoilla on onnistuttu tutkimaan saostureaktion aikana vallitsevia vuorovaikutuksia ja sidoksen muodostusta. Merkittävimpiä analyysitekniikoita tanniini‒proteiini -kompleksien tutkimuksessa ovat isoterminen titrauskalorimetria, massaspektrometria, turbidimetriset menetelmät sekä elektroforeettiset menetelmät. Tanniini‒proteiini -kompleksit muodostuvat olosuhteista riippuen joko kovalenttisesti tai ei-kovalenttisesti. Kovalenttiset kompleksit muodostuvat alkaalisissa ja hapettavissa olosuhteissa ja ne pysyvät todennäköisesti liukoisessa muodossa. Neutraaleissa tai heikosti happamissa olosuhteissa syntyy ei-kovalenttisia tanniini‒proteiini -komplekseja, jotka ovat herkästi saostuvia. Merkittävimipiä ei-kovalenttisia vuorovaikutuksia kompleksinmuodostuksessa ovat vetysitoutuminen ja hydrofobiset vuorovaikutukset. Liukoisten ja liukenemattomien kompleksien tutkimuksessa on usein turvauduttava eri analyysimenetelmiin, koska vain harva kokeellinen menetelmä soveltuu sekä liukoisille että saostuville analyyteille. Tämän tutkielman kirjallisessa osassa käsitellään lyhyesti tämänhetkinen käsitys ei-kovalenttisesta ja kovalenttisesta tanniini‒proteiini -kompleksinmuodostuksesta. Kirjallisessa osassa keskitytään niiden analyysimenetelmien käsittelyyn, joita on käytetty tanniini‒proteiini -vuorovaikutusten tutkimuksessa. Kokeellisessa osassa kehitettiin uusia menetelmiä tanniini‒proteiini -kompleksien tutkimiseen sekä yksi menetelmä proteiiniaffiniteettisten yhdisteiden tunnistamiseen kasviuutteesta. Ensimmäisessä kehitetyssä menetelmässä tanniini‒proteiini -komplekseja sekä reagoimatonta proteiinia analysoitiin UHPLC- ja HPLC-DAD-MS/MS-laitteistojen avulla, jolloin voitiin tarkkailla proteiinin massaspektrin muutoksia sekä eluutiokäyttäytymistä käänteisfaasiolosuhteissa ennen ja jälkeen kompleksin muodostuksen. Toisessa uudessa menetelmässä proteiiniin sitoutuneiden tanniinien osuus määritettiin käänteisesti kokonaisfenolipitoisuuden mittaukseen tarkoitetulla spektrofotometrisella menetelmällä. Lopuksi määritettiin kasviuutteen proteiiniin sitoutuvat yhdisteet vertaamalla alkuperäisen uutteen yhdistekoostumusta sellaisen uutteen yhdistekoostumukseen, josta proteiineihin sitoutuvat yhdisteet oli poistettu. Yhdisteiden määritykseen käytettiin UHPLC-DAD-MS/MS-laitteistoa.

Metalli-ionin ja hapon erotus toisistaan kalvosuodatuksella

Työn tarkoituksena oli kuparin ja hapon erottaminen toisistaan malliaineliuoksesta membraanitekniikalla. Kaivannaisteollisuudessa happoja käytetään metalleiden liuottamiseen. Lisäksi happamia jätevesiä syntyy sulfidikaivoksissa, sadeveden liuottaessa metalleja. Raskasmetallit ovat erittäin myrkyllistä vesieliöille. Työn tavoitteena oli saada happo ja metalli hyödynnettävään muotoon. Työn kokeellisessa osassa vertailtiin kahta polymeeristä ja keraamista membraania hapon ja metallin erotuksessa. Mittauksissa käytetyt membraanit olivat: AMS Technologies A-3012 ja A-3014 sekä Inopor ® Type SKR. Syöttöliuos sisälsi kuparisulfaattia ja rikkihappoa. Suodatukset tehtiin 30 ºC lämpötilassa useissa paineissa ja pH-arvoissa. Polymeeristen membraanien suodatusnäytteistä saadut retentiot kuparille olivat vastaavia aikaisempien tutkimusten tuloksien kanssa. A-3012 kalvon kuparin retentio oli 95 % ja A-3014 kalvolle kuparin retentio oli 90 %. Lisäksi mittausten korkeimmissa pH-arvoissa (2,9-2,3) happo konsentroitui permeaattiin. Polymeerisillä membraaneilla ei ollut merkkejä kalvon likaantumisesta tai hajoamisesta. Keraamisella membraanilla mitatut tulokset eivät olleet vastaavia aikaisempien tutkimusten tuloksien kanssa. Kuparin retentio olivat 2 ja 20 prosentin välillä, eikä liuoksen pH eronnut syötön ja permeaatin välillä. Tulosten perusteella molemmat tutkitut polymeeriset membraanit soveltuvat kuparin erottamiseen happamasta liuoksesta. Mittauksissa käytetty keraaminen membraani ei sovellu tähän tehtävään.

Ihmisen papilloomavirustyypin (HPV) 16 pitkän säätelyalueen HPV16 E2-proteiinien sitoutumiskohtien (E2BS) metylaatioiden tutkimusmenetelmän pystytys

Ihmisen papilloomavirukset (HPV) on yhdistetty arviolta 28 %:iin virusten aiheuttamista syövistä, joista yksi esiintymispaikka on pään ja kaulan alue. Metylaatio on yksi syövän syntyyn liitetty muutos solujen genomissa. Tämän syventävän työn tutkimuksen aiheena oli metylaatiomuutosten vaikutus E2-proteiinien sitoutumisessa HPV-tyypin 16 genomin onkogeeneina tunnettujen E6- ja E7-geenien alueelle (E2BS). Tarkoituksena oli pystyttää tutkimuslinja, jolla kyseisten sitoutumisalueiden metylaatioasteiden muutokset ja variaatiot voitaisiin havaita HPV-infektoituneissa solulinjoissa. Lähtökohtana käytettiin Chaiwongkot ym. (2012) aiheesta julkaisemaa artikkelia, jonka tulokset pyrittiin toistamaan. Matalan (SiHa) ja korkean (CaSki) asteen HPV-infektoiduista kohdunkaulan levyepiteelisyöpäsolulinjoista eristetty DNA bisulfiittikäsiteltiin, monistettiin PCR:llä ja pyrosekvenoitiin. Saatujen sekvenssien metylaatioasteita verrattiin keskenään sekä aiempiin tutkimuksiin. Tässä syventävien opintojen työssä saatiin pääosin toistettua Chaiwongkotin ym. (2012) saadut tulokset CaSki- ja SiHa-solujen metylaatiosta. CaSki-soluilla E2BS1-alueen metylaatioaste oli keskimäärin 38–42 % (s± 4,1–4,3), E2BS2-alueen 13 % (s± 0,6) ja E2BS3-4alueella 92–99 % (s± 11–42). SiHa-soluilla vastaavat luvut olivat 4-7 %, 2 % ja 5-8 %. CaSki- ja SiHa-soluilla E2BS-alueiden metylaatio oli verrannollinen HPV:n suureen kopiolukuun. Vähäisin merkitys oli E2BS2-alueella, kun taas E2BS1- ja E2BS3-4-alueet olivat vahvemmin metyloituneet. Menetelmässä kohdattuihin ongelmiin kuului E2BS1-alueen pyrosekvenointitulosten jääminen virhemarginaalien ulkopuolelle sekä itse pyrosekvenointimenetelmä.

Tanniinien ja proteiinien välisen vuorovaikutuksen tutkiminen isotermisen titrauskalorimetrian avulla

Tanniinit ovat kasvien polyfenolisia sekundäärimetaboliitteja. Kasvikunnassa yleisimpiä näistä ovat kondensoituneet tanniinit ja harvinaisimpia florotanniinit, joita tavataan vain ruskolevissä. Hydrolysoituvat tanniinit ovat rakenteeltaan monimutkaisimpia ja ne jaotellaan edelleen kolmeen alaluokkaan: yksinkertaisiin galloyylihappojohdannaisiin, gallotanniineihin ja ellagitanniineihin. Tanniinit ovat biologisesti aktiivisia yhdisteitä, jotka vaikuttavat kasvin ravintoarvoon ja voivat olla terveydelle hyödyllisiä tai haitallisia. Biologisen aktiivisuuden uskotaan johtuvan toisaalta tanniinien kyvystä saostaa proteiineja vesiliuoksista neutraaleissa ja happamissa olosuhteissa ja toisaalta myös niiden oksidatiivisesta aktiivisuudesta neutraaleissa tai emäksisissä olosuhteissa. Isotermisen titrauskalorimetrian, ITC:n, avulla kyetään mittaamaan tanniinien ja proteiinien välisen vuorovaikutuksen reaktiolämpö ja määrittämään kyseiselle reaktiolle sen termodynaamiset parametrit. Tässä työssä luotiin katsaus ITC:n hyödyntämiseen tanniinitutkimuksessa. ITC:n käyttö on yleistynyt erityisesti viimeisen vuosikymmenen aikana, mutta tutkimuksissa on pääasiassa käytetty yhdisteseoksia puhtaiden tanniinien asemesta. Kokeellisen osan tavoitteena oli selvittää puhdistettujen ellagitanniinien affiniteetti kahteen erityyppiseen proteiiniin, globulaariseen naudan seerumin albumiiniin, BSA, ja kuitumaiseen proliinirikkaaseen gelatiiniin, ITC:n avulla. Tutkitut ellagitanniinit olivat monomeereja, dimeerejä, sekä pidempiä oligomeerejä. Erityisenä kiinnostuksen kohteena olivat pienet eroavaisuudet ellagitanniinien rakenteissa ja näiden vaikutus proteiiniaffiniteettiin. ITC on erinomainen työkalu selvitettäessä tanniinin ja proteiinin rakenteen vaikutusta niiden väliseen vuorovaikutukseen. Gelatiinilla on suurempi affiniteetti tanniineihin. Todennäköisesti tämä johtuu sen konformationaalisesti taipuisasta rakenteesta, mutta myös sen sisältämien proliinitähteiden suuresta osuudesta. Tanniinin rakenteen ollessa joustava, proteiinin rakenteella on vähemmän vaikutusta ja tällaisilla tanniineilla on suurempi affiniteetti globulaarisiin proteiineihin kuten BSA:han. Lisäksi kooltaan suuremmat tanniinit sitoutuvat proteiineihin hanakammin, sillä ne voivat vuorovaikuttaa samanaikaisesti useamman sitoutumiskohdan kanssa.