Samenvatting BMW Onderzoeksmethode - Thema 2 Hoorcolleges aantekeningen

OZM Onderzoeksmethoden –
Thema 2
UU Biomedische Wetenschappen
2021
Hoorcolleges
Inhoud
OZM Thema 2 – Hoorcollege 1 Spectroscopie........................................................................................2
Kleine moleculen in fysiologische systemen.......................................................................................2
Infrarood (IR) spectroscopie...............................................................................................................3
OZM Thema 2 – Hoorcollege 2 NMR Spectroscopie.............................................................................10
OZM Thema 2 – Hoorcollege 3 RN Deel 1: Verval.................................................................................13
OZM Thema 2 – Hoorcollege 4 RN Deel 2+3: Interactie & Röntgendiffractie.......................................16
OZM Thema 2 – Hoorcollege 5 RN Deel 4: Biologische effecten I.........................................................19
OZM Thema 2 – Hoorcollege 6 RN Deel 5: Biologische effecten II........................................................21
OZM Thema 2 – Hoorcollege 7 Deel 6: Wetgeving...............................................................................23
OZM Thema 2 – Hoorcollege 8 Deel 7: Achtergrondstraling & Toepassingen RA.................................25
OZM Thema 2 – Hoorcollege 9 Deel 8: Medische Blootstelling............................................................28




1

,OZM Thema 2 – Hoorcollege
1 Spectroscopie

Kleine moleculen in fysiologische
systemen
 Kleine moleculen: geneesmiddelen, drugs,
hormonen, voeding (suikers, vetten, aminozuren,
afbraakproducten), signaaloverdracht,
boodschappermoleculen
 Elektrolyten: oplossingen van zouten, aanwezig
in substantiele hoeveelheden
- Na+: betrokken bij transport van suikers en
aminozuren
- H+: protonpomp, o.a. betrokken bij ATP-
synthese en ion transport
- Ca2+: spiersamentrekking, botopbouw
 Spoorelementen: elementen die hun functie in
kleine hoeveelheden uitoefenen. Vaak

Intro spectrometrie
 Spectrometrie: bekijken van materie door middel van het elektromagnetische spectrum. Er zijn
hier 2 soorten manieren voor: AAS en UV-Vis. UV en Visible spectrum staat centraal bij zowel:
- Elektrolyten: AAS
- Kleine moleculen: Absorptie en Fluorescentie

 AAS (atoom absorptie spectrometrie): atomen met elektronen rond de kern kunnen UV/Vis-licht
absorberen en het uitstralen (fluoresceren) = kleur. Atomen worden aangeslagen waardoor
elektronen zich in een hogere schil gaan bevinden, als deze weer terug vallen komt er energie vrij
in de vorm van fotonen. Dit kan gedetecteerd worden en weergegeven in een spectrum. Dit
spectrum zal specifieke smalle pieken bevatten. Dit is het geval, omdat elektronen niet vibreren.

 UV-Vis spectroscopie en spectrofluorimetrie: kleine moleculen met veel pi-
elektronen kunnen UV-Vis absorberen en een andere golflengte uitzenden.
o In oogstaafjes gaat rhodopsine van cis- naar transformatie: energetisch
gunstiger (geen sterische hindering meer). In dat eiwit zit een cis-retinal
molecuul, welke in staat is fotonen in het zichtbaar licht spectrum te
absorberen omdat het pi-elektronen bevat -> van cis naar trans.
Hierdoor komt er een reactieve site vrij wat een reactie induceert.
* De pi bindingen worden antibindend waardoor hij kan gaan draaien
o Door UV-licht kan er tryosine dimerisatie plaatsvinden. Hierdoor zal de
dubbele helix structuur van het DNA aangetast worden.
o UV-licht is belangrijk omdat onze huid het gebruikt voor vitamine D
aanmaak. Melanine, geproduceerd door melanocyten, is een
beschermend polymeerpigment dat UV-straling absorbeert en deze als
warmte afgeeft, zodat het licht geen schade kan toebrengen.




2

,  Beperking spectroscopie: moleculen met zelfde elektronensysteem met zelfde backbone
electronensysteem (chromofoor, kan licht absorberen) hebben gelijke UV/Vis spectra. Ze lijken te
veel op elkaar om iets over de structuur te zeggen.
-> Oplossing: ander type energie (straling) gebruiken zodat klein
molecuul toch zijn structuurinformatie prijsgeeft. Bijvoorbeeld
bèta straling, x-ray (radionucliden), infrarood (IR) en NMR (MRI).
Zo kan je met bèta-straling de structuur (bv helix) bepalen
m.b.v. interferentiepatronen.

Weet je dat een verbinding in oplossing zit (mbv NMR/IR) dan kan je met UV/Vis de concentratie
bepalen mbv ijklijn calibratie.


Infrarood (IR) spectroscopie
 Infraroodstraling -> onzichtbare warmte
 Infrarood zit links van het zichtbare spectrum (lage energie,
grotere golflengte)
 Elektromagnetische straling is gekwantificeerd en straling
kan alleen worden afgeleverd (en geaccepteerd) in ‘units’
met energie. Zo’n energie unit is een foton.


- Korte golflengte: hoge energie
- Hoge frequentie: hoge energie
- Hoog golfgetal: hoge energie

 Het kwantificeren van de hoeveelheid geabsorbeerde energie: lichtbron -> golflengte sensor
(monochromator) -> licht door sample -> lichtdetector
o Materiaal voor de cuvetten dat zelf geen IR absorbeert, dit
zijn zouten, dus geen vloeistof monsters
o Tegenwoordig wordt er een diamant kristal gebruikt, in het
kristal gaat het nog een paar keer heen en weer, het
monster leg je boven op het kristal -> klein signaal, maar
meting kun je vaker doen en middelen -> goed signaal
o T = I / I0
I0 = licht dat in het monster ingaat, I = licht dat eruit komt, T 100% = niks geabsorbeerd
 Infraroodspectroscopie wordt ook wel vibratie spectroscopie genoemd: bindingen gaan
vibreren/resoneren wanneer ze energie absorberen
o Symmetrische strekvibratie, asymmetrische strekvibratie en buigvibratie
- Strekvibraties hebben een hogere energie dan een buigvibratie
o Hoe polairder de vibratiebinding, des te groter de verandering in dipoolmoment van het
molecuul, des te sterker de absorptie van de IR-straling is van het molecuul.
 IR-spectrum
o X-as: piekpositie: sigma. Heeft te
maken met geabsorbeerde energie. De
plaats waar de piek is, geeft informatie
over de sterkte van de binding.
o Y-as: piekintensiteit: hoe efficiënter
de energie geabsorbeerd wordt, des te
polairder is de binding.
o Bij de pieken zijn er fotonen bij een bepaalde golflengte geabsorbeerd

3