scholarly journals FT-IR φασματοσκοπική μελέτη ασθενειών των οστών

2016 ◽  
Author(s):  
Στυλιανός Κυριαζής

Οι παθήσεις των οστών και η θεραπεία τους σχετίζονται άμεσα με την γνώση των βλαβών που προκαλούν οι ασθένειες σε μοριακό επίπεδο των βιολογικών μορίων, ιστών και υγρών του σώματος. Μέχρι σήμερα, πολλές από τις ασθένειες δεν μπορούν να αντιμετωπιστούν μη επεμβατικά, επειδή δεν έχουν παρασκευασθεί φάρμακα τα οποία θα μπορούσαν να επιδιορθώσουν τις βλάβες. Δυστυχώς, μέχρι σήμερα, η συνήθης αντιμετώπιση των περισσότερων ασθενειών είναι η χειρουργική αφαίρεση του τμήματος του οστού που έχει φθαρεί. Η γνώση επομένως των βλαβών οι οποίες προκαλούνται από τις ασθένειες θα μπορούσε ενδεχομένως να οδηγήσει στην ανάπτυξη φαρμάκων και την εξέλιξη της μη επεμβατικής αντιμετώπισης αυτών των ασθενειών .Στην παρούσα μελέτη χρησιμοποιήθηκαν μη καταστρεπτικές μέθοδοι, όπως η υπέρυθρη φασματοσκοπία με μετασχηματισμό Fourier (Fourier Transform Infrared, FT-IR) και ηλεκτρονιακό μικροσκόπιο σάρωσης (Scanning Electron Microscopy, SEM) και περίθλαση ακτίνων Χ (XRD, X-Ray Diffraction).Για την μελέτη λήφθηκαν δείγματα φλοιώδους και σπογγώδους οστού, καθώς και χόνδρου οστού από 42 ασθενείς ηλικίας 31 έως 87 ετών, οι οποίοι υποβλήθηκαν σε χειρουργική αντιμετώπιση. Από αυτά 15 προήλθαν από ασθενείς με αναπτυξιακή δυσπλασία του ισχίου, 1 από αγκυλοποιητική αρθρίτιδα του ισχίου, 4 από έκτοπη οστεοποίηση του ισχίου, 3 λόγω οστεονέκρωσης της μηριαίας κεφαλής, 1 από ρευματοειδή αρθρίτιδα του γόνατος, 2 έπειτα από χαλάρωση ολικής αρθροπλαστικής γόνατος, 4 έπειτα από χαλάρωση ολικής αρθροπλαστικής ισχίου και 2 από ψωριασική αρθρίτιδα (ισχίου και γόνατος) και 10 καρκινικά. Τα δείγματα δεν υπέστησαν καμία επεξεργασία πέραν της αφαίρεσης των προσμίξεων αίματος και λιπαρών συστατικών του εξωτερικού περιβάλλοντος του οστού. Τα υπέρυθρα φάσματα έδειξαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των υγιών οστών και των οστών τα οποία προήλθαν από τα δείγματα των ασθενών. Οι μεταβολές ήταν συνάρτηση της ασθένειας αλλά και των συστατικών του εκάστοτε οστού. Γενικά διαπιστώθηκε ότι σε κάθε περίπτωση το οξειδωτικό στρες συμμετέχει σε κάποιο από τα στάδια της ανάπτυξης της ασθένειας. Κατά το οξειδωτικό στρες παράγονται ελεύθερες ρίζες (ROS, reactive oxygen species) οι οποίες οδηγούν σε υπεροξείδωση των λιπιδίων και φωσφολιπιδίων των μεμβρανών των κυττάρων και κατά συνέπεια στην καταστροφή των κυττάρων. Από τις μειώσεις των εντάσεων και τις μετατοπίσεις των απορροφήσεων τάσης των ομάδων νΟΗ και νΝΗ στην περιοχή του φάσματος από 4000-3000 cm-1 φαίνεται ότι ο υδροξυαπατίτης χάνει τις ομάδες -ΟΗ, ενώ οι δεσμοί υδρογόνου οι οποίοι συγκρατούν την α-έλικα των κολλαγονούχων πρωτεϊνών μεταβάλλουν την έντασή τους. Αυτό επιβεβαιώνεται από τις μετατοπίσεις των ταινιών των Amide I και Amide II των πρωτεϊνών προς μικρότερες συχνότητες στην περιοχή 1700-1500 cm-1, ως αποτέλεσμα της καταστροφής της α-έλικας. Το φαινόμενο αυτό είναι περισσότερο έντονο στην περίπτωση των χόνδρων. Η ταινία περίπου στα 3080 cm-1, η οποία συνδέεται με την ολεφινική ομάδα (v=CH) επιβεβαιώνει την επίδραση των ελευθέρων ριζών στα στάδια της ασθένειας. Η αύξηση των εντάσεων των ταινιών των μεθυλ (vCH3) και μεθυλενομάδων (vCH2) στην περιοχή 3000-2850 cm-1 συνδέεται με την αύξηση του λιπόφιλου περιβάλλοντος, ως αποτέλεσμα της επίδρασης του οξειδωτικού στρες και τον σχηματισμό αμυλοειδών πρωτεϊνών. Η ταινία στα 1743 cm-1 η οποία αποδίδεται σε σχηματισμό αλδεϋδικών ομάδων συνδέεται με το οξειδωτικό στρες και επομένως με την φλεγμονή. Σε ασθενείς οι οποίοι εμφάνιζαν χρόνια φλεγμονή η ένταση της ταινίας είναι αρκετά υψηλή. Τα υπέρυθρα φάσματα έδειξαν την καταστροφή του υδροξυαπατίτη των οστών και την μετατροπή του σε άλατα του φωσφορικού ασβεστίου, προσδίδοντας επομένως μεγαλύτερη σκληρότητα και ευθραυστότητα στο οστό. Η καταστροφή του βιολογικού υδροξυαπατίτη επιβεβαιώθηκε με XRD ανάλυση.Οι SEM αναλύσεις έδειξαν την καταστροφή των πρωτεϊνών του οστού. Από την ανάλυση της εικόνας φάνηκαν οι θέσεις διασταυρούμενων (cross-link) και διακλαδούμενων (branch-link) πολυμερισμών. Οι θέσεις αυτές αποτελούν δραστικά σημεία σχηματισμού φωσφορικών αλάτων, τα οποία μειώνουν την αντοχή των οστών. Επίσης επιβεβαιώνουν την επίδραση των ελευθέρων ριζών.Η έκτοπη οστεοποίηση φαίνεται να μην είναι αποτέλεσμα της δράσης των οστεοβλαστών, αλλά της αδυναμίας λειτουργίας του ATP στον φυσιολογικό κύκλο λόγω ισχαιμικών επεισοδίων που επικρατούν στην περιοχή ανάπτυξης του οστού. Αυτό επιβεβαιώθηκε από την σύγκριση των φασμάτων έκτοπου οστού και επασβεστωμένης αορτικής βαλβίδας. Τέλος, στον σχηματισμό των αμυλοειδών πρωτεϊνών αποδίδουμε την αντίσταση στην θεραπευτική αγωγή και ακτινοθεραπεία των οστών.

2021 ◽  
Author(s):  
Fatma Unal

Abstract Terbium oxide (Tb2O3) particles (NPs) were synthesized by precipitation method using ammonium carbonate as precipitation agent. Effects of precursor molarity (0.1, 0.15 and 0.2 M) on photoluminescence (PL) behaviour of the NPs were investigated. The presence of the Tb2O3 phase was confirmed by X-Ray Diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) analyses. Morphological investigations of the produced powders were made by Field Emission Gun-Scanning Electron Microscopy (FEG-SEM). It showed that the morphology of Tb2O3 particles transformed from the nanograin chain to bundles morphology of rod-like as the amount of precursor molarity increased. Emission spectrum were investigated by Photoluminescence (PL) Spectroscopy. All the Tb2O3 particles exhibited the strongest peak at 493 nm ascribed to 5D4-7F6 (magnetic dipole (MD), C2) transition. The increase in the number of C2 sites released from the MD transition with the increase of the precursor molarity caused a negative increase in the b* (yellowness/blueness of the emission) value in the CIE diagram, indicating that the colour shifted to the blue region. The Tb2O3 particles produced by the precipitation method exhibited novel strong cyan colour and the PL emission intensity increased with increasing molarity.


Author(s):  
Aniek Setiya Budiatin ◽  
Samirah ◽  
Maria Apriliani Gani ◽  
Wenny Putri Nilamsari ◽  
Chrismawan Ardianto ◽  
...  

Bovine bone is a considerable source for the production of hydroxyapatite. The recent study reported a novel method to extract hydroxyapatite from bovine bone without producing hazardous residue. The bovine bones were cut and boiled in the opened chamber followed by boiling in pressurized tank. The bones were then soaked into 95% ethanol. Calcination was then conducted in 800°C, 900°C and 1,000°C, for 2 hours. The result was then grinded and sieved. The powder then was characterized using Fourier transform infrared (FT-IR), Scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction analysis (XRD) to measure the purity of hydroxyapatite. It is concluded that the hydroxyapatite derived from this process showed 100% purity, resulting 35.34 ± 0.39% w/w from the wet bone weight and 72.3% w/w from the dried weight. The present extraction method has been proven to yield high amount of pure hydroxyapatite as well as reducing the use of hazardous reagent.


2013 ◽  
Vol 774-776 ◽  
pp. 629-633
Author(s):  
Ji Feng Jiang ◽  
Kang Kang Guo ◽  
Ya Ping Zhu ◽  
Fan Wang ◽  
Hui Min Qi

Triethynylborazine-polyhydromethylsiloxane copolymers (TEB-PHMSs) were prepared through hydrosilylation reaction between -C≡CH attached to boron and ≡Si-H. The structures of TEB-PHMSs were characterized by Fourier transform Infrared (FT-IR) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy. Their cure behavior were examined by Differential Scanning Calorimeter (DSC) and FT-IR, and then thermostability and ceramization of cured TEB-PHMS were investigated by Thermogravimetric analysis (TGA), pyrolysis-GC-MS, X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM). The results indicated that TEB-PHMSs could be cured and converted into an outstanding thermostable SiBCN ceramics.


RSC Advances ◽  
2016 ◽  
Vol 6 (54) ◽  
pp. 48329-48335 ◽  
Author(s):  
Heng-Zhi Duan ◽  
Hong-Yan Zeng ◽  
Hua-Miao Xiao ◽  
Chao-Rong Chen ◽  
Gao-Fei Xiao ◽  
...  

SO42− intercalated Mg–Al hydrotalcite (S-LDH) was prepared under microwave irradiation and characterized by powder X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR) and scanning electron microscopy (SEM).


2014 ◽  
Vol 809-810 ◽  
pp. 313-318
Author(s):  
Peng Cheng Song ◽  
Tong Jiang Peng ◽  
Hong Juan Sun ◽  
Yu Cao Yu

Fibri-form silica was extracted from short chrysotile fibers by mix-roasting with ammonium bisulfate. The fibri-form silica were characterized by X-ray fluorescence analysis (XRF), X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA), scanning electron microscopy (SEM), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and N2 adsorption isotherms. The results show that the fibri-form silica with disordered crystalline structure, but also in fibrous morphology. The surface area and pore volume of fibri-form silica are 181.66 m2/ g and 0.44 cc/ g, respectively. The structure of fibri-form silica is stable, no phase transformed from 50 to 1200 oC.


2011 ◽  
Vol 295-297 ◽  
pp. 1675-1679
Author(s):  
Chang Yu Liu ◽  
Shu Liang Wang ◽  
Jian Li ◽  
Cheng Yu Wang

Amphiphobic vaterite with a size of about 50 nm, was prepared via crystallization of CaCO3with perfluorooctane surfapropyl betaine(DF-921)in methanol by mimicking the process of biomineralization. The products were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and contact angle analysis. The results indicate that the CaCO3powder samples had both hydrophobic and oleophobic properties. The DF-921 used in this research not only controlled the crystal type of the CaCO3particles but also changed the surface properties of the final products.


2012 ◽  
Vol 16 (04) ◽  
pp. 390-395 ◽  
Author(s):  
Tahereh Poursaberi ◽  
Mostafa Hassanisadi ◽  
Maryam Shanehsaz

A new magnetic nanoadsorbent was developed by treating Fe3O4 nanoparticles with 3-aminopropyltriethoxysilane and nickel(II) — metalloporphyrin, and applied to remove excessive nitrate from aqueous solutions. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used to characterize the synthesized nanoparticles. The effect of pH, contact time, sorbent dosage and some co-existing anions present in aqueous solutions was investigated. Regeneration of nitrate adsorbed material was possible with NaOH , the modified magnetic nanoparticles exhibited good reusability.


2012 ◽  
Vol 624 ◽  
pp. 287-290
Author(s):  
Chun Ying Zhang ◽  
Nan Chun Chen ◽  
Xiao Hu Zhang ◽  
Quan Tang

Zeolite A was prepared from natural stellerite under hydrothermal conditions.The experiments were carried at different crystallization temperatures and times,the experimental results and synthetical factors were analyzed and researched. The end products have been characterized by using FT–IR, X–ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The results indicate that zeolite A was synthesized on the condition of the crystallization temperature at 90~100°C and the crystallization time for 6 hours with 15% hydrochloric acid of stellerite modifying,according to certain proportion of stellerite.


2012 ◽  
Vol 31 (6) ◽  
pp. 711-715 ◽  
Author(s):  
Azam Sobhani ◽  
Masoud Salavati-Niasari

AbstractCoSO4ċH2O nanoparticles and barite (BaSO4) microcubes have been prepared by hydrothermal decomposition of new precursors [Co(tsc)2]Cl2 and [Ba(tsc)2]Cl2 (tsc =  thiosemicarbazide), respectively. The products were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. As a comparison between two methods, thermal decomposition of novel precursors in high temperature boiling organic solvents were examined.


Author(s):  
Vicki L. Baliga ◽  
Mary Ellen Counts

Calcium is an important element in the growth and development of plants and one form of calcium is calcium oxalate. Calcium oxalate has been found in leaf seed, stem material plant tissue culture, fungi and lichen using one or more of the following methods—polarized light microscopy (PLM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and x-ray diffraction.Two methods are presented here for qualitatively estimating calcium oxalate in dried or fixed tobacco (Nicotiana) leaf from different stalk positions using PLM. SEM, coupled with energy dispersive x-ray spectrometry (EDS), and powder x-ray diffraction were used to verify that the crystals observed in the dried leaf with PLM were calcium oxalate.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document