studentŲ mokslinĖ praktika 2012studentai.lmt.lt/dokumentai/konferencijos/studentu moksline...

STUDENTŲ MOKSLINĖ PRAKTIKA

2012

STU

DEN

TŲ M

OKS

LIN

Ė PR

AK

TIK

A

2012

Studentųmokslinė praktika

2012KonferencijoS praneŠimŲ SantrauKoS

ii DaLiS

ViLniuS2012

projekto Studentų mokslinės veiklos skatinimas leidinysprojektą bendrai finansuoja Lietuvos respublika ir europos Sąjunga

iSBn 978-9955-786-79-5

Lietuvos mokslo taryba

| 3

TURINYS

BiomeDicinoS moKSLai

1. e. andriūnaitė. DiferenciŠKai eKSpreSuojamŲ rapSo genŲ iDentifiKaVimaS LeptoSphaeria Spp. infeKcijoS metu ............................................................................................9

2. a. Banaitytė. iKSoDiniŲ erKiŲ genomo SeKŲ tyrimai ...........................................................10

3. m. galdikas. LietuVoS ir norVegijoS apoDeMUS gentieS peLiŲ genomo SeKŲ paLyginimaS .............................................................................................................................................13

4. j. gleb. euKaLiptoLio SKaiDymĄ KoDuojanČiŲ genŲ KLonaVimaS ir anaLiZĖ .......15

5. a. gružinskaitė. nauji ceLiuLioZiniai tuLŽieS rŪgŠČiŲ aDSorBentai .............................18

6. i. janušauskaitė. naujai SuSintetintŲ SLopiKLiŲ poVeiKio BaKterijŲ DaugiaVaiSČio atSparumo SiurBLiŲ aKtyVumui tyrimai............................................20

7. S. Kiaunytė. ŠirDieS LaiDŽioSioS SiStemoS KraujagySLiŲ StruKtŪrinĖ organiZacija .............................................................................................................................................22

8. D. mardosaitė. DerMaCeNtor retiCULatUS erKiŲ uŽSiKrĖtimaS ŠunŲ BaBeZioZĖS SuKĖLĖjaiS BaBeSia CaNiS ..........................................................................................26

9. m. mėlynis. fitopLaZmoS LipaZĖS raiŠKoS tyrimaS taBaKo moDeLinĖje SiStemoje ...................................................................................................................................................28

10. a. mickevičiūtė. ŽmogauS KarBoanhiDraZĖS Vii KLonaVimaS ir gryninimaS ........30

11. a. mikšys. S. therMophiLUS criSpr3/caS SiStemoS tyrimaS e. CoLi LĄSteLĖSe .........33

12. i. olendraitė. pyroCoCCUS aBySSi nop5p ir afib BaLtymŲ Dimero VyKDomo 5S rrnr metiLinimo tyrimaS ...................................................................................35

13. L. petkevičius. KieKyBiniŲ uLtragarSiniŲ ŠirDieS funKcijoS ŽymenŲ tyrimai – praKtiniŲ aLgoritmŲ SuKŪrimaS .............................................................................................37

14. V. petkevičius. toKSinuS ir antitoKSinuS KoDuojanČiŲ genŲ anaLiZĖ rhoDoCoCCUS Sp. tmp1 BaKterijoSe .............................................................................................40

15. S. Sakalauskaitė. VeiKSniai, turintyS įtaKoS fago t4 SuKeLiamam LipofiLiniŲ junginiŲ praSiSKVerBimui į BaKterijaS ..................................................................................42

16. a. Smirnov. ŽmogauS KarBoanhiDraZiŲ KompLeKSŲ Su SLopiKLiaiS KriStaLografiniai tyrimai ...........................................................................................................45

17. e. Šaučiūnas. augaLŲ KryŽminĖ aDaptacija gLauDŽiai SuSijuSiemS apLinKoS VeiKSniamS – oZonui ir uLtraVioLetinei SpinDuLiuotei ...............................................46

18. a. Vaitkus. tarpatominiŲ atStumŲ DuomenŲ BaZĖS KŪrimaS, nauDojantiS atViroS prieigoS KriStaLografine DuomenŲ BaZe coD ...............................................49

19. L. Zelencova. fLuoreScencijoS SLopinimaS metaLŲ jonaiS terpĖje ir LĄSteLĖSe .....50

20. j. Žvirzdinaitė. KampiLoBaKterijŲ papLitimaS ŠunŲ, KaČiŲ Bei mieSto LauKiniŲ pauKŠČiŲ tarpe Bei rŪŠinĖ įVairoVĖ ..........................................................................................53

Studentų mokSlinė pr aktika 20124 |

fiZiniai moKSLai

21. j. aleknavičius. SiauratarpiŲ nitriDiniŲ puSLaiDininKiŲ LiumineScencinĖ SpeKtroSKopija ......................................................................................................................................59

22. a. arnatkevičiūtė. gaLio nitriDo ant Safyro Buferinio SLuoKSnio DefeKtŲ maŽinimo greito terminio atKaitinimo metoDu tyrimaS ........................................61

23. S. Balčiūnas. miKroniniŲ grŪDŲ feroeLeKtriniŲ KeramiKŲ BSpt pLaČiajuoStĖ SpeKtroSKopija .......................................................................................................63

24. p. Baronas. fLuoreno ir KarBaZoLo trinariai Dariniai oLeD technoLogijomS ............................................................................................................................ 65

25. j. Berzinš. Safyro raiŽymaS piKoSeKunDiniu LaZeriu ..........................................................68

26. K. Budzinauskas. SuŽaDinimo energijoS ir KrŪVio pernaŠoS tyrimaS organiniuoSe nanoKriStaLuoSe ...............................................................................................70

27. D. Čibiraitė. ŽmogauS KraujotaKĄ atSpinDinČiŲ SignaLŲ fLiuKtuacijŲ SpeKtrinĖ ir KoreLiacinĖ anaLiZĖ ..............................................................................................72

28. a. Čiučiulkaitė. Siox LegiruotŲ a-c:h pLĖVeLiŲ tyrimaS ftir SpeKtroSKopija ...........74

29. a. Dainytė. neKonjuguotŲ 3D tipo moLeKuLiŲ SinteZĖ ir tyrimaS .............................77

30. m. Dargytė. 5-Bromo-1,3,3-trimetiL-1,3-DihiDro-6‘h-Spiro [inDoLo-2,2‘-piperiDin]-6‘-ono SinteZĖ ir miKroBangŲ SKatinamoS SuZuKi-miyaura KryŽminio jungimo reaKcijoS .................................................................79

31. n. garejev. auKŠtŲjŲ harmoniKŲ generacija Kietojo KŪno terpĖje ........................81

32. e. golovinas. merKaptoetanoLio aDSorBcijoS ant auKSo eLeKtroDo tyrimaS Suminio DaŽnio generacijoS SpeKtroSKopijoS metoDu .............................83

33. m. m. grušytė. S. therMophiLUS criSpr3/cas SiStemoS paruoŠimaS KLonaVimui į euKariotineS LĄSteLeS ........................................................................................85

34. t. jonavičius. trimaČiŲ metaLiniŲ miKroDariniŲ formaVimaS tieSioginio LaZerinio raŠymo BŪDu ......................................................................................................................87

35. L. jonušauskas. miKropriZmiŲ SpeKtrinei eLipSometrijai formaVimaS tieSioginio LaZerinio raŠymo BŪDu .......................................................................................90

36. a. jurkevičiūtė. VienmaČiŲ ir DVimaČiŲ SuBmiKrometriniŲ perioDiniŲ StruKtŪrŲ formaVimaS ir tyrimai ..............................................................................................92

37. K. Kalantojus. rogue waVe inVeStigation in phaSe-miSmatcheD SeconD harmonic generation ...................................................................................................95

38. a. Kalpakovaitė. mocVD metoDu uŽaugintŲ ŠVieSoS DioDŲ StruKtŪroS Su eLeKtronuS BLoKuojanČiu SLuoKSniu charaKteriZaVimaS .....................................97

39. r. Kazakevičius. 1/f triuKŠmo moDeLiai, BeSiremiantyS SuperStatiStiKa ...................100

40. m. Kišonaitė. BaLtymŲ – LiganDŲ SĄVeiKoS mataVimaS itc ir tSa metoDaiS ........102

41. a. Kolesničenko. tetrahiDraZonŲ SinteZĖ ir puSLaiDininKiŲ SaVyBiŲ tyrimaS ............................................................................................................................................. 105

42. e. Kolomiecas. ar SiLiciS paDĖS iŠSprĘSti KamuoLiniŲ ŽVaigŽDŽiŲ SpieČiŲ KiLmĖS proBLemĄ? .............................................................................................................................107

43. e. Kulvietytė. SaVitVarKiŲ monoSLuoKSniŲ foSfoLipiDŲ memBranŲ imoBi- LiZaVimui ant SiDaBro paVirŠiauS KonStraVimaS ir SaVyBiŲ tyrimaS ................. 109

| 5

44. r. Laurinavičiūtė. fentiaZiniL-fragmentuS turinČiŲ mono- ir DihiDraZonŲ Su ViniLgrupĖmiS SinteZĖ, poLimeriZacija ir SaVyBĖS .....................112

45. j. Lavišius. fago t4 praimoSomoS KompLeKSŲ KriStaLiZacija .......................................115

46. D. Liudvinavičiūtė. 3,6-Di-tret-ButiLKarBaZoLo chromoforuS turinČiŲ StiKLiŠKŲ StamBiamoLeKuLiniŲ junginiŲ SinteZĖ .........................................................117

47. m. mackoit. SKirtingŲ profiLiŲ ingan KVantiniŲ DuoBiŲ erDVinĖS LiumineScencijoS tyrimai ............................................................................................................119

48. a. magomedov. fuLereno Darinio, turinČio aKtyViĄ 2,3-epoKSipropiLgrupĘ, SinteZĖ .....................................................................................................................................................121

49. g. markuckaitė. haLometiLintŲ aromatiniŲ junginiŲ SinteZĖ ir jŲ panauDojimaS fotochrominiŲ junginiŲ gaVimui .........................................................123

50. r. merzliakovaitė. fLuoreScuojanČiŲ organiniŲ nanoagregatŲ ruoŠimo VanDeniniuoSe tirpaLuoSe technoLoginiŲ parametrŲ iŠDirBimaS ..................125

51. i. mikalauskaitė. netieSiniŲ optiniŲ meDŽiagŲ – nanoDariniŲ cDSe ir ag SinteZĖ ..............................................................................................................................................128

52. j. mikaliūnaitė. ŽaLiaVŲ miŠinio α-c2S hiDrato SinteZei gaVimaS ..................................130

53. V. milkus. nucLeonS aS topoLogicaL Su(2) SoLitonS ..........................................................133

54. V. plerpaitė. SeLeKtyVioji LaZerinĖ ingan SLuoKSnio aBLiacija .....................................135

55. a. plotnikov. DujŲ SorBcijoS ant angLieS moLeKuLinio Sieto priKLauSomyBĖS nuo SLĖgio tyrimaS .....................................................................................138

56. a. popov. LaiSVoS ir imoBiLiZuotoS gLiuKoZĖS oKSiDaZĖS KinetiniŲ parametrŲ nuStatymaS DeguonieS eLeKtroDu .............................................................140

57. a. povilionis. eLeKtrai LaiDŽiŲ poLimerŲ moDeLiaVimaS ir SinteZĖ ...........................143

58. g. Samulionytė. organiniŲ puSLaiDininKiŲ SinteZĖ „KLiK‘‘ chemijoS metoDu .......145

59. S. Streckaitė. Bario titanato ir niKeLio ferito KompoZitiniŲ KeramiKŲ DieLeKtrinĖS SaVyBĖS .......................................................................................................................147

60. g. Šimkus. auKŠta tripLetinĖS BŪSenoS energija paSiŽyminČiŲ monomerŲ ir poLimerŲ, SKirtŲ eLeKtrofoSforeScuojantiemS ŠVieSoS DioDamS, SinteZĖ ..............................................................................................................149

61. r. tolytė. apLinKoS įtaKoS BaKteriachLorofiLo moLeKuLiŲ eLeKtroniniamS SpeKtramS Lh2 KompLeKSuoSe tyrimaS KVantinĖS chemijoS metoDaiS ...................................................................................................151

62. j. trimailovas. KietaKŪnio gatVĖS ŠVieStuVo optiniŲ SaVyBiŲ moDeLiaVimaS monte carLo metoDu .....................................................................................153

63. D. urbonas. SiLicio nanofotoniniŲ StruKtŪrŲ optiniamS jutiKLiamS tyrimaS ............................................................................................................................................. 155

64. m. Velička. ramano SKLaiDoS SignaLo StiprinimaS panauDojant SiDaBro nanoDaLeLiŲ KoLoiDĄ ....................................................................................................................158

65. a. Vinčiūnas. SauLĖS eLementŲ efeKtyVumo DiDinimaS StruKtŪriZuojant LaZerio SpinDuLiuote .....................................................................................................................160

66. S. Žukas. organiniai SauLĖS eLementai: optiniŲ SaVyBiŲ tyrimai ir puBLiKacijŲ apŽVaLga .....................................................................................................................162


technoLogijoS moKSLai

67. j. Baucė. BiotechnoLoginiaiS metoDaiS pagaminto BioDyZeLino tepamŲjŲ SaVyBiŲ tyrimaS ...........................................................................................................167

68. r. Butkutė. nauji fenantroimiDaZoLai optoeLeKtroninĖmS technoLogijomS ................................................................................................................................170

69. t. Dambrauskas. VaLDomoS StruKtŪroS aDSorBentŲ SinteZĖ ir panauDojimaS .....172

70. j. Dudutis. pLonaSLuoKSniŲ fotoVoLtiniŲ eLementŲ apDirBimaS LaZerio impuLSaiS ....................................................................................................................................................175

71. V. eisinaitė. KaLenDrŲ SĖKLŲ eKStraKcijoS SuperKritiniu co2 SKySČiu proceSo optimiZaVimaS ir gauto aLiejauS charaKteriStiKŲ įVertinimaS ..........................178

72. K. grigaitis. ŽmogauS emocinĖS BŪKLĖS Kitimo nuStatymaS tiriant organiZmo SKLeiDŽiamaS eLeKtromagnetineS BangaS, Kai KeiČiaSi apLinKoS faKtoriai ...........................................................................................................................181

73. r. grigonis. miKroDumBLiŲ panauDojimaS BioDujŲ gamyBoje .....................................184

74. a. Lisauskaitė. SiDaBro nanoDaLeLiŲ SinteZĖ ant miKroKriStaLinĖS ceLiuLioZĖS ir joS antiBaKteriniS aKtyVumaS ................................................................187

75. V. mačaitis. įtampa VaLDomo generatoriauS projeKtaVimaS ir tyrimaS Kmop 65 nm technoLogijoje ....................................................................................190

76. L. milašiūtė. teKStiLiniŲ meDŽiagŲ SanDaroS įtaKoS Degumui ir termoreguLiacinĖmS SaVyBĖmS tyrimaS ............................................................................193

77. B. navickas. roBoto VaŽiuoKLĖS paVarŲ VaLDymo reguLiatoriŲ projeKtaVimaS, programaVimaS ir tyrimaS .......................................................................196

78. t. penkauskas. SaVitVarKiŲ monoSLuoKSniŲ architeKtŪroS tyrimaS ...................198

79. m. pinkauskas. meDŽiagŲ, SKirtŲ maŽinti DiLimĄ į įtVirtintĄ aBraZyVĄ, KŪrimaS ir tyrimai ...........................................................................................................................201

80. m. raškauskaitė. ŽemĖS ŪKio paSKirtieS BioSKaiDŪS KompoZitai ....................................205

81. m. Vasiljevas. neuroninĖS Kompiuterio SĄSajoS įrenginiŲ tyrimaS ..........................207

82. a. Zabiliūtė. fiZioLogiŠKai DraugiŠKi KietaKŪniai ŠVieSoS ŠaLtiniai .........................211

83. S. Žemaitis. BioDyZeLino gamyBa taiKant VienaLaiKio aLiejauS iŠgaVimo ir pereSterinimo proceSĄ ..................................................................................................................213

ŽemĖS ŪKio moKSLai

84. g. marcinkevičiūtė. maiStui nauDojamŲ VaSariniŲ KVieČiŲ grŪDŲ tarŠoS maŽinimaS eKoLoginĖmiS priemonĖmiS ................................................................................219

85. r. pališkytė. iLgaLaiKio SKirtingo intenSyVumo ŽemĖS DirBimo poVeiKiS agroSiStemomS ...................................................................................................................................222

86. S. timofejeva. renatŪraLiZacijoS paVeiKtoS nuKaStoS ŽemapeLKĖS cheminĖS SaVyBĖS ...............................................................................................................................225

87. L. Valentinavičiūtė. agrotechniniŲ priemoniŲ įtaKa VarpŲ fuZarioZĖS iŠpLitimui KVieČiuoSe ......................................................................................................................228

BiomeDicinoS moKSLai

BiomeDicinoS moKSL ai | 9

DIfeReNcIškaI ekSpReSUojamų RapSo geNų IDeNTIfIkavImaS Leptosphaeria Spp.

INfekcIjoS meTU

e. andriūnaitė, Vytauto Didžiojo universitetasa. piliponyt-Dzikienė, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro

Žemdirbystės instituto Genetikos ir fiziologijos laboratorija G. Brazauskas, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Žemdirbystės instituto Genetikos ir fiziologijos laboratorija

Viena iš labiausiai paplitusių ir žalingiausių žieminių ir vasarinių rapsų grybinių ligų daugelyje šalių, kur tik auginami rapsai, yra fomozė. fomozę sukelia grybo Lep-tosphaeria rūšių kompeksas: Leptosphaeria maculans sukelianti sausąjį stiebo puvinį šaknies kaklelio srityje, dėl ko rapsų stiebai lūžta ir augalai bręsta anksčiau laiko, pasė-liai išgula, o Leptosphaeria biglobosa gali sukelti fomozės požymius ant lapų ir stiebų aukščiau šaknies kaklelio. Šiame darbe bus siekiama nustatyti rapso genus diferenciškai ekspresuojamus Leptosphaeria spp. infekcijos metu. Dirbtiniam užkrėtimui šiltnamio sąlygomis buvo pasirinktos 2 žieminių rapsų veislės su žinomais atsparumo genais – ‘jet neuf ’(rlm4) ir ‘02-22-2-1’(rlm5) bei 1 vasarinių rapsų veislė ‘westar’(neturinti atspa-rumo genų). Šių veislių augalai buvo užkrečiamos L. maculans bei L. biglobosa nelyti-nių sporų – piknosporų suspensijomis. užkrėstų augalų lapai buvo surenkami praėjus 3, 5 ir 7 dienoms po užkrėtimo. iš 81 užkrėstų mėginių buvo skiriama bendroji rnr, toliau informacinė rnr bei sintetinama komplementinės Dnr i ir ii grandinės. Vė-liau atlikta kDnr-afLp analizė. afLp selektyviai amplifikacijai buvo panaudotos 176 pradmenų kombinacijos. Su keturiomis pradmenų kombinacijos (oligo48 x oligo78, oligo46 x oligo78, oligo50 x oligo70, oligo50 x oligo69) gauta veislei ‘02-22-2-1’ spe-cifinių fragmentų. oligo48 x oligo78 specifinis fragmentas (220 bp) buvo ekspresuo-jamas praėjus 3 dienoms po užkrėtimo L. maculans ir praėjus 3, 5 ir 7 dienoms augalus užkrėtus L. biglobosa. oligo50 x oligo69 specifinis fragmentas (260 bp) buvo aptiktas 3 ir 5 dienomis po užkrėtimo L. maculans ir 5 dieną po užkrėtimo L. biglobosa piknos-poromis. Šie fragmentai bus klonuojami ir sekvenuojami. Diferenciškai ekspresuojamų genų identifikavimas padės geriau suprasti Leptosphaeria spp. sukeliamos infekcijos re-guliavimą ir suteiks naudingos informacijos fomozės prevencijai.


IkSoDINIų eRkIų geNomo Sekų TYRImaI

a. Banaitytė, Vytauto Didžiojo universitetasa. paulauskas, Vytauto Didžiojo universitetas

J. radzijevskaja, Vytauto Didžiojo universitetas

iksodinės erkės (ixodes ricinus, ixodes persulcatus) erkės yra pagrindiniai erkinio encefalito, Laimo boreliozės, anaplazmozės ir babeziozės sukėlėjų [1] pernešėjai eu-ropoje. Šių dviejų rūšių erkės perneša skirtingus genotipų patogenus. Be to, patogenų paplitimas skirtingose vietovėse, vektoriuose ir rezervuariniuose šeininikuose varijuo-ja. Kadangi Lietuvoje i. ricinus erkės yra plačiai paplitusios, o kaimyniniuose Baltijos šalyse be i. ricinus paplitusios ir i. persulcatus erkės [2], tokie tyrimai yra aktualūs na-grinėjant erkių platinamų ligų epidemiologiją, vektorių ir patogenų evoliuciją. Šio tir-mo metu vertinant i. ricinus ir i. persulcatus erkių genetinę įvairovę buvo naudojama mikrosatelitų ir mitochondrijų žymenis.

mes išbandėmė šešis mikrosatelitinius lokusus, iš kurių polimorfiniai buvo keturi (irn8, irn4, irn28, irn7). Buvo tiriamos 65 erkės iš jų 55 i. ricinus erkės ir 10 i. persulcatus erkės. Šios erkės buvo surinktos iš 13 vietovių. mes tikrinome erkes, surink-tas iš 6 Latvijos vietovių (Daugpilis, Kraslova, Vaitava, cesis, užarokas, eserniki), iš 5 Lietuvos vietovių (Labanorų parkas, molėtų rajonas, Dūkštas, Šakių rajonas, Botanikos sodas) ir iš 2 – estijos (Varstu, Vohma).

panaudojant mikrosatelitų pradmenis atlikome polimerazės grandininės reakcijos (pgr) metodą, tam, kad pagausintume norimus fragmentus daug kartų. pgr pagau-sintų produktų vizualizavimui, atliekame dvi elektroforezes. pirma elektroforezė atlie-kame agarozės 1,5 % gelyje (1 pav.), įvertiname pgr fragmentų buvimą ar nebuvimą ir dydžius. o tam, kad gautume geresnį fragmentų frakcionavimą ir galėtume įvertinti alelius, naudojame elektroforezę poliakrilamidiniame 1,5 % gelyje (2 pav.). Šiame gelyje galime matyti, kaip pasiskirsto aleliai ir įvertinti ar individas homozigotinis ar heterozi-gotinis, ko negalime pamatyti agarozės gelyje.


1 pav. i. ricinus elektroforegramos, panaudojant irN8 pradmenis, kurių pagalba buvo gausinamas DNr fragmentas

2 pav. irN-8F ir irN-8r pradmenų gausintų 169–179 bp ilgio DNr fragmentų poliakrilamidiniame gelyje, elektroforegrama

geno sekų nukleotidų įvairovės įvertinimui buvo panaudoti du mitochondrinės Dnr žymenis (kontrolinio regiono ir 16S rrnr ).

atlikę pgr mes vykdome elektroforezę agarozes gelyje (naudojome 1,5 % gelį). pa-daugintus ir aiškiai matomus pgr fragmentus iškirpome iš gelio ir paruošėme sekve-navimui su genejettm gel extraction Kit rinkiniu (3 pav.).

po mėginių paruošimo sekvenavimui, pamatuota mėginių koncentracija ir nusta-čius mėginių švarumą su Nanodrop 2000 spektrofotometru, buvo dar kartą atliekame elektroforezė agarozės gelyje 1,5 % (4 pav.), kad įsitinkintume ar mėginiai sekvėnavimui paruošti gerai. išvalyti pgr fragmentus ir patikrinti jų koncentracija nusiųsti sekve-nuoti į Bti Sekvenavimo centrą. Buvo nusekvenuoti 6 mėginiai (penki i. ricinus erkių ir viena i. persulcatus), iš 6 vietovių (2 – Lietuvos, 2 – Latvijos, 2 – estijos).


3 pav. elektroforeze agarozės gelyje prieš iškerpant amplifikuotus produktus (16S rrNr pradmenų pagalbą buvo gausinama 444 bp fragmentas)

4 pav. elektroforezė agarozės gylyje su sekvenavimui paruoštais mėginais. Šulinėliuose pažymėtuose M raide – markeris

Dėl mikrosatelitų metodo buvo įvertinta vidurūšinė ir tarprūšinė i. ricinus ir i. per-sulcatus erkių genetinę įvairovė. aptikta, kad didesnį skaičių skirtingų alelių turėjo Latvijos i. ricinus erkių populiacija 24 alelius, Lietuvos i. ricinus erkių populiacijoje aptikta 17 skirtingų alelių, o mažiausiai skirtingų alelių patikome estijoje (14 alelių). i. persulcatus erkių genetinė įvairovė buvo mažesnė, nei i. ricinus erkių.

po sekvenavimo mitochondrinės Dnr kontrolinio regiono ir 16S rrna geno sekų nukleotidų įvairovės įvertinime taip pat buvo rasti sekų skirtumai tarp i. ricinus erkių. i. persulcatus erkių sekos skyrėsi nuo i. ricinus erkių sekų.

Skirtumus gali lemti tai, kad i. ricinus erkės yra labiau paplitusios įvairiose vietose, jos taip pat lengviau prisitaiko prie naujų gyvenimo sąlygų, nei i. persulcatus erkės.

Literatūra [1] Xu, g., fang, Q., Keirans, j. e., ir Durden, L. a. 2003. molecular phylogenetic analyses indica-

te that the ixodes ricinus complex is a paraphyletic group. J. parasitol., 89(3), 2003, pp. 452–457q american Society of parasitologists.

[2] paulauskas, a., radzijevskaja, j., turčinavičienė, j. galdikaitė e. 2010. Date on some ixodid tick species (acari, ixodidae) in the caltic countries. Volume 22.


LIeTUvoS IR NoRvegIjoS apoDeMUs geNTIeS peLIų geNomo Sekų paLYgINImaS

M. Galdikas, Vytauto Didžiojo universitetasK. sivickis, Vytauto Didžiojo universitetas

a. paulauskas, Vytauto Didžiojo universitetas

apodemus genties pelės plačiai paplitusios visoje europoje ir vakarinėje azijos da-lyje, taip pat ir šiaurės afrikoje (1 pav.). atpažįstama 21-a rūšis, tačiau morfologinis panašumas kelia sunkumus jų atpažinimui [1]. reikalingi genetiniai žymenys tiksliam rūšies nustatymui ir identifikavimui. praktikos metu buvo atliekama tinkamų pradme-nų atranka apodemus genties pelių genomo įvairovės tyrimams.

1 pav. apodemus flavicollis paplitimas europoje [3]

Dnr tyrimams Kauno apskrityje buvo sugautos 45-ios pelės, Žemaitijos na-cionaliniame parke 13-a, neringoje 74-i graužikai. taip pat palyginimui naudo-tos ankstesnių Vytauto Didžiojo universiteto gamtos mokslų fakulteto ekspedi-cijų metu norvegijoje surinktos 15-a apodemus genties pelių. genomo tyrimams


iš surinktų pelės bandinių (raumens ir ausies) buvo išskirta Dnr chloroformo me-todu naudojant „genomic Dna purification Kit“ (fermentas, K0512). tyrimams pasirinkta mitochondrinės Dnr kontrolinio regiono sekos. parinkti pradmenys: ap-1 (5‘-(cag)5gc-3‘), ap-2 (5‘-(cag)4ac-3’), ap-3 (5‘-(caa)5gc-3’), ap-4 (5‘-(caa)4ac-3’), ap-5(5‘-(ga)6gc-3’), ap-6 (5‘-(ga)8ac-3’), c-myc-1 (5‘-gctc-caagacgttgtgtgttcg-3’), e8S (5‘-taaatgggacaggtaggacc-3’) ir ep8-1 (5‘-ccttactgcctcttgcttc-3’). [2, 3].

2 pav. pGr produktų vizualizavimas elektroforezės metodu, naudojant e8S pradmenį

teigiamas rezultatas gautas panaudojus ap-1, ap-5, ap-6, c-myc-1 ir e8S pradme-nis. pgr (polimerazės grandinės reakcijos metodas) duomenų analizei naudota hori-zontali elektroforezė 1,5 % agarozės gelyje. Dnr išskirta iš visų pelių, įvykdytos pgr reakcijos su atrinktais pradmenimis ir padauginti fragmentai sekvenuojami.

Literatūra[1] michaux, j. r., et al. mitochondrial phylography of the woodmouse (apodenys Sylvaticus) in

The western paleartic region. mol ecol 12:685–697.[2] Bugarski-Stanojevic, V., et al. molecylar phylogeny and distribution of three apodemus spe-

cies (muridae, rodentia) in Serbia, Zool Syst evol res (2008) 46(3), 278–286.[3] Bugarski-Stanojevic, V., et al. comparative study of the phylogenetics structure in six apo-

demus (mammalia, rodentia) inferred from iSSr-pcr data, Systematics and Biodiversity, 2011. 90:1, 95–106.


eUkaLIpToLIo SkaIDYmĄ koDUojaNČIų geNų kLoNavImaS IR aNaLIZĖ

J. Gleb, Vilniaus universitetasr. Meškys, Vilniaus universiteto Biochemijos instituto Molekulinės mikrobiologijos ir

biotechnologijos skyrius

terpenoidas eukaliptolis (1,3,3-trimetil-2-oksabiciklo[2,2,2]oktanas), kitaip dar ži-nomas kaip 1,8-cineolis arba cineolis, yra vienas iš labiausiai paplitusių monoterpenų, randamų eteriniuose aliejuose. Kaip ir didžioji dalis visų gamtoje randamų terpenų, eukaliptolis pasižymi antiparazitinėmis savybėmis, gali atlikti insekticido funkciją, be to, yra plačiai naudojamas farmacijoje, žemės ūkio, maisto bei kosmetikos pramonėje [1]. nors cineolis yra pigi pramoninė žaliava lengvai išgaunama, pvz., iš eucalyptus augalų genties, literatūroje nėra duomenų apie šio terpenoido biotransformacijas į ver-tingesnius junginius panaudojant mikroorganizmų biokatalizę. Būtent todėl šio darbo tikslas buvo tirti eukaliptolio skaidymą rhodococcus sp. bakterijose, kurios buvo išskir-tos šioje laboratorijoje. atlikus šio mikroorganizmo genomo analizę buvo nustatyta, kad genome yra genai, koduojantys eukaliptolio degradaciją lemiančius fermentus bei rastas pilnesnis eukaliptolio skaidymą koduojantis operonas (literatūroje yra duomenų apie tokio tipo operoną Citrobacter braakii bakterijose [4]) (1 pav.). Dvi pirmąsias skai-dymo reakcijas koduojantys genai bei atitinkami fermentai yra identifikuoti Citrobacter braakii (cytp450, cdx, Dh) [2, 3, 4], tuo tarpu rhodococcus sp. bakterijose aptikti tik kelių fermentų aktyvumai (Dh, BVmo) [5] (2 pav.). Vis dėlto vėlesni eukaliptolio me-tabolizmo keliai nėra žinomi, todėl šio darbo metu buvo iškelti keli uždaviniai: klonuoti potencialius eukaliptolio skaidymą koduojančius genus iš rhodococcus sp. tmp1 bei tirti rekombinantinius baltymus.

ASR1

DH

CdR

CytP450 ASR3 ASR4 ASR2

Hip. acetil-KoA

Reguliacinis baltymas

BVMO

Hip. balt.

Cdx

Hip. flavino

1 pav. eukaliptolio skaidymą koduojantis operonas iš rhodococcus sp. tMp1


Žymėjimai: pirmasis ženklas (- (neigiamas) / + (teigiamas) atitinka geno sekos nustatymą, antrasis – fermento aktyvumą. (a) 1,8-cineolis; (B) 6-β-hidroksicineolis; (C) 6-oksacineolis; (D) 1,6,6-trimetil-2,7-dioksabiciklo[3,2,2]nonan-3-onas; (e) 2,6,6-trimetil-5-acetiltetrahidropiran-2-olas; (F) 3-(1-hidroksi-1-metiletil)-6-oksaheptano rūgštis; (1) Citochromas p450, cindoksinas,

cindoksino reduktazė; (2) hidroksicineolio dehidrogenazė; (3) Baeyer-Villiger monooksigenazė; (4) hipotetinė hidrolazė; (5) hipotetinė aldolazė

2 pav. eukaliptolio skaidymo schema

norint atlikti sėkmingą klonavimą buvo sukurti specifiniai pgr pradmenys kie-kvienam genui kandidatui. atlikus pgr su šiais pradmenimis, Dnr fragmentai buvo klonuoti į tarpinį vektorių ptZ57r/t. Sekoskaitos rezultatai patvirtino sėkmingą 9 unikalių genų klonavimą (pažymėti spalvotomis rodyklėmis, 2 pav.). nustačius atvi-rus skaitymo rėmelius, genai buvo klonuoti į raiškos vektorius, kuriais buvo pasirinkti pet28b(+) ir pet21b(+) vektoriai, bei pradėtos tirti rekombinantinių baltymų raiškos sąlygos. Buvo tikrinama indukcija su iptg (0,5 mm) 30 °c temperatūroje nB terpėje escherichia coli BL-21(De3) ląstelėse. gauta keturių rekombinantinių baltymų raiška e. coli BL-21(De3) bakterijose – citochromo p450 superšeimai priklausančio fermento (cytp450) ir jo katalizinės redokso reakcijos partnerio cindoksino (cdx), hidroksici-neolio dehidrogenazės (Dh) bei Baeyer-Villiger monooksigenazės (BVmo). gauti du tirpūs baltymai (cdx, Dh). Didžioji cytp450 ir BVmo fermentų dalis buvo netirpi, todėl toliau buvo tiriamos kitos indukcijos sąlygos – naudojamas e. coli kamienas ro-setta bei indukcija atliekama 20 °c temperatūroje, nekeičiant iptg koncentracijos. pa-kartotinai buvo aptikta dviejų minėtų baltymų raiška bei pavyko gauti tirpų citochromo p450 tipo fermentą.


eukaliptolio skaidymą koduojančių genų klonavimas bei rekombinantinių baltymų raiškos nustatymas yra svarbus žingsnis, norint identifikuoti unikalius genus, dalyvau-jančius šio terpeno skaidymo procesuose, ir toliau tirti šio terpenoido biokonversijas.

Literatūra[1] Schewe, h., mirata, m. et al. process Biochemistry, 2011, 46, 1885–1899.[2] hawkes, D., adams, g. et al. J. Biol. Chem., 2002, 31, 27725–27732.[3] hawkes, D., Slessor, K. et al. ChemBioChem, 2010, 11, 1107–1114.[4] Slessor, K., Stok, j. et al. Bioorganic Chemistry, 2010, 38, 81–86.[5] williams, r., trudgill, p., taylor, D. J. General Microbiology, 1989, 135, 1957–1967.


NaUjI ceLIULIoZINIaI TULŽIeS RŪgšČIų aDSoRBeNTaI

a. Gružinskaitė, Kauno technologijos universitetas J. Liesienė, Kauno technologijos universitetas

Viena aktualiausių šių dienų sveikatos problemų yra padidėjęs cholesterolio kiekis kraujyje, kuris neretai yra širdies ir kraujagyslių ligų priežastimi. padidėjusio choles-terolio kiekio mažinimui yra skiriami vaistiniai preparatai (statinai, fibratai, niacinai), kurie pasižymi šalutiniu poveikiu, tokiu kaip raumenų skausmai, sutrikusi kepenų funkcija, alerginės reakcijos, odos bėrimai, galvos svaigimas, pykinimas, pilvo pūtimas. Siekiant išvengti pašalinių reakcijų, kurias sukelia vaistiniai preparatai, dažnai skiriami tulžies rūgščių adsorbentai: cholestiraminas, chitozanas, savo sudėtyje turintys amino-grupes. tačiau jų adsorbcine geba yra maža, todėl paros dozė siekia iki 6–12 g. tai ska-tina naujų efektyvesnių ir saugesnių tulžies rūgščių adsorbentų paiešką.

gamtinis polimeras celiuliozė dėl savo poringos struktūros yra puikus adsorbentas. Be to celiuliozė nesuyra virškinamajame trakte, yra necitotoksiška. Šio tiriamojo darbo tikslas buvo ištirti cholio rūgšties adsorbciją celiulioziniais sorbentais, o gautus duome-nis palyginti su rinkoje esamų preparatų cholestiramino bei chitozano adsorbcine geba.

tyrimams atlikti buvo naudoti komerciniai polisacharidiniai sorbentai, turintys aminogrupes, – mikrogranulinė celiuliozė De52, Deae-Sefarozė bei laboratorijoje su-sintetinti celiulioziniai sorbentai Deae-granocel, amininta mikrokristalinė (Deae-mKc) bei amininta pluoštinė celiuliozės (Deae-pc). granocel – tai komercinis ma-kroporėtos regeneruotos celiuliozės pavadinimas, kuri nuo gamtinės celiuliozės skiriasi fizikinėmis savybėmis bei dalelių morfologija.

azoto kiekis sorbentuose buvo nustatomas titrimetriniu Kjeldalio metodu. adsorb-cijos tyrimai buvo atliekami in vitro, fiziologinėmis sąlygomis, esant terpės ph 4. Ka-dangi skrandyje sorbentai gali būti paveikti skrandžio sulčių, todėl adsorbcijos tyrimai atliekami, sorbentams esant cl- ir oh- formose. cholio rūgšties koncentracija nustato-ma spektofotometru (cary 50 Scan, jaV) matuojant nuo 200 nm iki 500 nm bangos il-gio spindulių sugertį, naudojant 10 ± 0,1 mm pločio kvarcinę kiuvetę. prieš matuojant sudaromas spalvotas kompleksinis junginys su koncentruota sieros rūgštimi [1].

apskaičiuojamas adsorbuotas cholio rūgšties kiekis, mg, vienam gramui sauso sor-bento.


1 lentelė. Cholio rūgšties adsorbcija sorbentais, esant terpės ph 4

Sorbentas azoto kiekis,%

Sorbcinė geba oh- formoj,

mg/g

Sorbcinė geba cl- formoj,mg/g

Deae-granocel 500 1,1 199 76Deae-granocel 2000 1,2 241 59Deae-mKc 1,1 103 77Deae-pc 0,5 51 44chitozanas 8,1 20 ištirpo hclcholestiraminas 5,2 16 41Deae-Sefarozė 2,0 53 -De52 1,3 79 63

analizuojant gautus eksperimento rezultatus (1 lentelė), pastebėta, kad oh- formo-je katijonizuotas celiuliozės sorbentas Deae-granocel pasižymi didžiausia sorbcine geba cholio rūgšties atžvilgiu, lyginant su pluoštine ir mikrokristaline celiuliozėmis bei medicinoje vartojamais vaistiniais preparatais chitozanu ir cholestiraminu. cl- formoje daugiausia cholio rūgšties sorbavo mikrokristalinė celiuliozė bei Deae-granocel 500.

Siekiant nustatyti, ar sorbuota cholio rūgštis desorbuosis žarnyne, atliekami desorb-cijos priklausomybės nuo laiko tyrimai, modelinėje žarnyno terpėje. nustatyta, kad iš tyrimuose naudotų sorbentų modelinėje žarnyno terpėje cholio rūgštis 2 valandų lai-kotarpyje nesidesorbuoja.

Literatūra[1] roik, n. V., Belyakova, L. a. adsorption of cholic acid on Surface of organosilicas contai-

ning chemically Bound Quaternary ammonium groups. russian Journal of physical Che-mistry, 2006, vol. 80, no. 7, p. 1105–1109.


NaUjaI SUSINTeTINTų SLopIkLIų poveIkIo BakTeRIjų DaUgIavaISČIo aTSpaRUmo

SIURBLIų akTYvUmUI TYRImaI

i. Janušauskaitė, Vytauto Didžiojo universitetass. sutkuvienė, Vytauto Didžiojo universitetasV. Mikalayeva, Vytauto Didžiojo universitetas

r. Daugelavičius, Vytauto Didžiojo universitetas

mokslininkai sukūrė įvairių antibiotikų, tikėdamiesi, kad jie padės įveikti daugelį bakterijų sukeliamų ligų. tačiau bakterijos evoliucionavo ir įgavo atsparumą antimi-krobiniams vaistams. Viena iš atsparumo antibiotikams priežasčių yra daugiavaisčio atsparumo (DVa) siurbliai, esantys ląstelių apvalkalėlyje. Šie siurbliai išmeta iš cito-plazmos įvairius struktūriškai negiminingus junginius, užtikrindami padidintą bak-terijų atsparumą lipofiliniams ir ampifiliniams antibiotikams, dažams, detergentams. Svarbu yra tai, kad net naujai sukurti antibakteriniai junginiai pasmerkti tapti šių si-urblių substratais ir dėl to negali sustabdyti bakterijų dauginimosi. Ši problema yra sprendžiama sintetinant naujus junginius, vadinamus slopikliais, kurie mažina siurblių aktyvumą, kad šie negalėtų pašalinti antibiotikų iš bakterijų. Susintetinus ir į medici-ninę praktiką įdiegus tinkamus slopiklius, antibiotikus būtų galima naudoti daug ma-žesnėmis dozėmis.

Vasaros praktikos metu tyrėme fenilalanilarginino b-naftilamido (paβn) komerci-nio preparato, to paties junginio preparato, susintetinto mūsų laboratorijoje ir dipeptido, turinčio liziną vietoje arginino, poveikį Salmonella entrica ser. typhimurium SL1344 ląstelėms. eksperimentų metu parinkinėjome tinkamiausias ląstelių išorinę membraną laidinančio junginio eDta ir ląsteles energizuojančios gliukozės koncentracijas tyrimų terpėje. Siurblių aktyvumo tyrimus vykdėme naudodami indikatorinius tetrafenilfosfo-nio (tpp+) jonus, kurie yra daugelio S. enterica ląstelių DVa siurblių substratas. tpp+

jonams atrankiais elektrodais potenciometriškai registravome šio indikatorinio jungi-nio koncentracijos kitimą ląstelių suspendavimo terpėje. tam tikru laiku į bakterijų suspensiją dėdavome dozuotus tiriamų slopiklių tirpalų kiekius ir stebėdavome, kaip slopiklio priedai veikia tpp+ pasiskirstymą tarp ląstelių vidaus ir jas supančios terpės.

Laboratorijoje susintetinti slopikliai tirpdavo vandenyje arba tik metanolyje. Dėl šios priežasties reikėjo nustatyti, kaip skirtingi tirpikliai veikia ląstelių sąveiką su tpp+ jonais. DVa siurblių veiklos analizės metu ląstelių suspensija buvo titruojama komer-


cinių arba laboratorijoje susintetintų junginių tirpalais, kiekvienu slopiklio priedu jo koncentraciją terpėje padvigubinant (žr. 1 pav.).

1 pav. DVa siurblių aktyvumo tyrimų eiga

eksperimentuodami į ląstelių suspensiją dėdavome slopiklius iki paveiksle nurodytų koncentracijų. po ląstelių dedama eDta silpnino ląstelės apvalkalėlio barjerą tpp+ jonams ir ši indikatorinė medžiaga galėdavo patekti į ląstelių citoplazmą. Bandymo pa-baigoje buvo dedami antibiotikai polimiksinas B (pmB), pralaidinantis tiek išorinę, tiek ir plazminę membranas bei gramicidinas D (gD), sudarantis kanalus plazminėje membranoje.

pagrindiniai rezultatai ir išvados

eksperimentų metu nustatėme, kad slopikliai efektyviau veikia, kai į ląstelių suspen-siją yra įdedama 0,1 % gliukozės, kuri energizuoja ląsteles. terpėje be gliukozės tpp+ sugėrimas buvo žymiai silpnesnis. maksimalus pradinis tpp+ sugėrimas buvo stebimas papildžius tyrimų terpę 0,1 mm eDta. tyrimų eigoje nustatėme, kad naujai susintetin-tas argininą turintis dipeptidas veikia taip pat kaip ir komercinis paβn, o dipeptidas, vietoje arginino turintis liziną yra mažiau efektyvus, nei paβn. eksperimentai parodė, kad laboratorijoje susintetintų junginių poveikio DVa siurbliams efektyvumas priklau-so ir nuo to, kame jie ištirpinti: vandenyje arba metanolyje ištirpinti slopikliai skirtin-gai veikia ląsteles. Šiuos junginius ištirpinus metanolyje jų sukeliamas tpp+ sugėrimas buvo didesnis, nei eksperimentuose su vandenyje tirpintais junginiais.


šIRDIeS LaIDŽIoSIoS SISTemoS kRaUjagYSLIų STRUkTŪRINĖ oRgaNIZacIja

s. Kiaunytė, Lietuvos sveikatos mokslų universitetasK. rysevaitė, Lietuvos sveikatos mokslų universiteto anatomijos institutas

Įvadas. Sinusinio mazgo srityje einančia kraujagysle domėtasi jau seniai. Kraujagys-lė buvo įdomi ne tik dėl to, kad nepavyko rasti informacijos, kur ji eina, į kokias šakas skyla ir kokias anastomozes sudaro, tačiau ir todėl, kad ši kraujagyslė yra ekstrakardia-linės prigimties, išeinanti iš dešiniosios galvinės arterijos (būdingos keturkojams) arba iš dešiniosios paraktinės arterijos ir besitęsianti kaip pastarųjų šaka [1]. Žinios apie ŠLS aprūpinimą krauju yra reikšmingos ir aktualios, nes klinikinėje praktikoje siekiant tobulinti širdies persodinimo operacijas, svarbu detaliai ištirti ir erdviškai atvaizduoti kraujagyslių plitimo kelius į ŠLS, nes geras laidžiųjų miocitų aprūpinimas maisto me-džiagomis užtikrina ritmišką širdies veiklą.

Darbo tikslas ir uždaviniai. Šio darbo tikslas buvo ištirti populiaraus eksperi-mentinės kardiologijos modelio, c57BL/6j genetinės linijos laboratorinių pelių širdies laidžiosios sistemos (ŠLS) aprūpinimą krauju, išryškinant kraujagyslių plitimo kelius į širdies laidžiąją sistemą ir pasiskirstymą joje. Svarbiausi uždaviniai buvo (1) ištirti sinusinio mazgo (San) srityje esančios kraujagyslės lokalizaciją bei plitimą; (2) nusta-tyti kraujagyslės šakojimąsi į smulkesnes šakas; (3) nustatyti kraujagyslės inervacijos ypatumus; (4) gautus rezultatus apibendrinti bei nufotografuoti fluorescentiniu ir kon-fokaliniu mikroskopais.

Tyrimo medžiaga ir metodai. Darbo metu buvo panaudota 20 c57BL/6j geneti-nės linijos laboratorinių pelių širdys. iš jų – 13 imunohistocheminiams tyrimams at-likti, vykdant reakcijas su pirminiais antikūnais prieš hcn4 (angl. potassium/sodium hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated channel 4; laidžiųjų širdies miocitų žymuo), th (angl. tyrosine hydroxylase; adrenerginių arba simpatinių nervinių skai-dulų ir neuronų žymuo), chat (angl. choline acetyltransferase; cholinerginių arba pa-rasimpatinių nervinių skaidulų ir neuronų žymuo) bei išryškinant lygiųjų raumenų alfa aktiną (angl. alpha smooth muscle actin). Septynios širdys buvo panaudotos vi-sos širdies preparatams su želatina paruošti, taikant histocheminį acetilcholinesterazės (ache) nervinių skaidulų išryškinimo metodą pagal m. Karnovsky ir L. roots (1964) [2]. totalios širdys, paruoštos naudojant želatiną, buvo tiriamos stereoskopiniu mikros-kopu Stemi 200 cS (carl Zeiss, Vokietija). Stereomikroskopiškai stebimos pelių šir-


dys, San sritis fotografuojama, naudojant skaitmeninę vaizdo kamerą axiocam mrc5 (carl Zeiss, Vokietija). imunohistocheminiu metodu paruošti preparatai buvo stebimi ir fotografuojami fluorescensiniu mikroskopu axioimager Z1 su apotomu (carl Zeiss, Vokietija). gauti vaizdai, fotografuojant vaizdo kameromis, buvo lyginami, brėžiama bendra tiriamosios kraujagyslės schema, pasitelkiant wacom piešimo lentą (1 pav.).

1 pav. Sinusinio prieširdžio mazgo srities kraujagyslės šakojimosi apibendrinta schema, nupiešta naudojant WaCoM piešimo lentą. Žalia spalva pažymėti nervai, raudona – tiriamoji kraujagyslė

sutrumpinimai: KKV – kairioji galvinė vena; DKV – dešinioji galvinė vena; Dau – dešinioji ausy-tė; KpV – kairioji plautinė vena; VpV – vidurinioji plautinė vena; DpV – dešinioji plautinė vena; atV – apatinė tuščioji vena; KS – kairysis skilvelis; DS – dešinysis skilvelis.


2 pav. Sinusinio prieširdžio mazgo srities kraujagyslės šakojimosi schema.

Žalia spalva pažymėti adrenerginiai nervai, raudona – tiriamoji kraujagyslė. apibrėžti langeliai fotografijoje a yra išdidinti ir pavaizduoti paveiksluose B-D bei e-G,

siekiant pavaizduoti, kad tiriamoji SaN srities kraujagyslė buvo gausiai inervuota adrenerginėmis skaidulomis. Baltos rodyklės žymi nervus, juodos rodyklės žymi

kraujagyslės atšakėles. Sutrumpinimai: DKV – dešinioji galvinė vena; Dau – dešinioji ausytė

Rezultatai. atlikus tyrimus ir nusibrėžus bendrą schemą buvo nustatyta, kad (1) kraujagyslė eina sinusinio prieširdžio mazgo srityje, prasideda kaip šaka iš dešininės galvinės venos ir tęsiasi iki apatinės tuščiosios venos; (2) tiriamoji kraujagyslė turi 9 pagrindines šakas, iš kurių labiausiai besišakojančios yra: 6-a, 7-a, 8-a ir 9-a. Šešta ir septinta šakos skyla į 3 smulkesnes šakas, o aštunta, kaip ir devinta, – į dvi. iš šių keturių šakų labiausiai besišakojanti yra šeštoji šaka. ji turi tris pagrindines šakeles a, B ir c. a šakelė turi dvi tolimesnes šakeles D ir e. D šakelė skyla į 2, o e – į 3 dar smulkesnes šakeles. B šakelė smulkesnių šakų neturi, o c skyla į dvi smulkesnes šakeles. (3) sinu-sinio prieširdžio kraujagyslė yra inervuota tiek cholinerginėmis, tiek adrenerginėmis nervinėmis skaidulomis, tačiau tiek pagrindinėje šakoje, tiek jos atšakose gausesnės yra adrenerginės skaidulos (2 pav.).

Išvados. Sinusinio prieširdžio kraujagyslė driekiasi per visą sinuatrialinę sritį, šako-damasi į 9 pagrindines atšakas bei yra gausiai inervuota adrenerginėmis ir retesnėmis


cholinerginėmis nervinėmis skaidulomis, todėl manome, jog ji turi didelę įtaka aprūpi-nant krauju sinuatrialinėje srityje esančius laidžiuosius miocitus.

Literatūra[1] halper, m. h. The sino-atrial node of the rat heart. The american Journal of anatomy, 1955,

1: 425-435.[2] Karnovsky, m. j., roots, L. a „Direct-coloring“ Thiocholine method for cholinesterases.

Journal of histochemistry and Cytochemistry, 1964, 12: 219-21.


DerMaCeNtor retiCULatUs eRkIų UŽSIkRĖTImaS šUNų BaBeZIoZĖS SUkĖLĖjaIS

BaBesia CaNis

D. Mardosaitė, Vytauto Didžiojo universitetasJ. radzijevskaja, Vytauto Didžiojo universitetas

Šunų babeziozė – viena labiausiai paplitusių erkių pernešamų šunų ligų pasaulyje. ją sukelia piroplazmų būriui priklausantys Babesia genties pirmuonys. paskutiniu metu europoje ši sunki ir klastinga liga ypač išplito. Veterinarijos gydytojai informuoja, kad per pastaruosius 3–4 metus šunų babeziozė itin gausiai išplito ir Lietuvoje. pagrindiniai šunų babeziozės sukėlėjų pernešėjai europoje yra Dermacentor reticulatus erkės. La-biausiai paplitusi didžiųjų babezijų Babesia canis sukeliama babeziozė. Viena aktualiau-sių su Babesia canis susijusių problemų yra jų diagnostika ir identifikavimas. Lietuvoje apie šios ligos sukėlėjų ir jų porūšių paplitimą Dermacentor reticulatus erkėse oficialių duomenų kol kas nėra.

Šio darbo tikslas – pritaikant molekulinius genetinius tyrimo metodus įvertinti D. reticulatus užsikrėtimą Babesia sp. patogenais.

molekuliniams tyrimams erkes buvo renkamos nuo augalijos (naudojant vėliavų metodą), nuo šunų, usūrinių šunų ir lapių. naudojant atpažinimo raktus pagal anato-mines charakteristikas buvo identifikuojama erkių rūšis, nustatomos erkių vystymosi stadijos ir lytis. taip pat buvo tirtos erkės nuo 2 skirtingų veislių šunų, kuriems buvo pasireiškę ūmūs babeziozės simptomai.

iš surinktų D. reticulatus erkių Dnr buvo išgryninta dviem būdais: iš neprisisiur-busių erkių panaudojant 2,5 % amoniako tirpalą ir kaitinimą 99 °c temperatūroje [1] ir iš prisiurbusių šeimininko kraujo erkių panaudojant genominės Dnr valymo rinkinį. išskirtos Dnr koncentracijos ir švarumai buvo nustatomi su Nanodrop 2000 spektro-fotometru.

Babesia 18S rrnr sekų fragmentai buvo gausinami dviem metodais, naudojant skirtingus pradmenis ir reagentų mišinius [1, 2]. teigiamą rezultatą gavome atliekant pgr su pradmenis piroa1 ir piroB [1]. pagausintų pgr produktų įvertinimui buvo atlikta horizontali elektroforezė agarozės gelyje (1 pav.).


500 bp

250 bp

1 pav. Babesia canis aptikimo Dermacentor reticulatus erkėse, atlikus elektroforezę agarozės gelyje

M – molekulinių masių žymuo Gene ruler tM 50 bp; SK12-1, pu7 – teigiami mėginiai D. reticulatus erkių nuo žolės; KŠ12-3, KŠ12-4,

JS1-2 – teigiami mėginiai D. reticulatus erkių nuo sergančių babezioze šunų; US10-1 – teigiamas mėginys D. reticulatus nuo ūsurinio šuns; K – neigiama kontrolė.

Babesia canis patogenai buvo nustatyti 21 (iš 74 tirtų) erkėje nuo žolės, 2 erkėse nuo 1 usūrinio šuns, 6 erkėse nuo 2 lapių individų ir 4 erkėse surinktose nuo 2 babezioze sergančių šunų (tokiu būdu molekuliniai tyrimai patvirtino klinikinę diagnozę).

tam, kad tiksliai identifikuoti Babesia rūšį ir nustatyti pagausinto Dnr fragmento seką, pgr fragmentai buvo iškerpami iš agarozės gelio ir išvalomi su genejettm gel extraction Kit rinkiniu. išvalyti pgr fragmentai buvo siunčiami sekvenuoti.

Literatūra[1] Stañczak, j., racewicz, m., Kruminis-Łozowska, w., Kubica-Biernat, B. int J Med Microbiol,

2002, 291,S33, 198–201.[2] földvári, g., hell, É., farkas, r. Veterinary parasitology, 2005, 127 (3–4), 221–226.[3] Kubelová, m., tkadlec, e., Bednář, m., roubalová, e., Siroký, p. Veterinary parasitology, 2011,

180(3–4), 191–196.


fITopLaZmoS LIpaZĖS RaIškoS TYRImaS TaBako moDeLINĖje SISTemoje

M. Mėlynis, Vilniaus universitetasa. Gedvilaitė, Vilniaus universiteto Biotechnologijų institutas

fitoplazmos yra vabzdžių platinamos, nekultūrizuojamos, sienelės neturinčios ir mažu gc kiekiu genome pasižymintys prokariotai. jie priklauso Mollicutes klasei [1]. fitoplazmos yra atsakingos už šimtus ligų daugybės ekonomiškai svarbių augalų [2, 3].

užkrėstų augalų simptomai pasireiškia: lapų geltonavimu ar raudonavimu, tarpu-bamblių sutrumpėjimu, sumažėjusiais lapais, besaikiu auglių dauginimusi, žiedo dalių vystymusi į lapus, audinių be chlorofilo žaliavimu, steriliais žiedais, meristemos nekro-ze, sumedėjusių augalų šakų mirimu ir bendru augalo nykimu ir mirtimi [1, 2, 3].

1 pav. Fitoplazmos gyvenimo ciklas

fitoplazmą platina vabzdžiai, daugiausia Cicindelinae ir psyllidae [4]. Bakterijos per-eina virškinamojo trakto sienelę ir dauginasi hemolimfoje, tuomet pereina į seilių liau-kas, kur tęsia dauginimąsi. tuomet vabzdžiai su seilėmis perneša fitoplazmas į augalų meristemas [1].


Kadangi fitoplazmos neįmanoma auginti in vitro, šis organizmas išlieka vienas pras-čiausiai charakterizuotų augalų patogenų. tačiau pastarąjį dvidešimtmetį molekulinės biologijos metodai leido nustatyti filogenetinius ryšius tarp fitoplazmos atmainų ir tarp fitoplazmos ir kitų prokariotų. Šiuo metu klasifikacija remiasi fitoplazmos 16S rrnr geno nukleotidų seka [5].

Lipazė yra baltymas, katalizuojantis lipidų formavimąsi arba hidrolizę. Buvo iškelta hipotezė, kad už fitoplazmų patogeniškumą atsakingas būtent lipazės genas. mano stu-dentų mokslinės praktikos tikslas buvo tirti fitoplazmos lipazės baltymų raišką tabako modelinėje sistemoje.

Darbo metu auginau Nicotiana Benthamiana augalus. fitoplazmos lipazės raiškai tirti konstravau plazmides su 4 skirtingais fitoplazmos lipazės genų variantais: su signa-liniu peptidu ir be jo bei su 6his žymeniu ir be jo. po transformacijos į e. coli bakteri-jas, išskyrus, išanalizavus ir atrinkus sukonstruotas plazmides, jomis ir kontroline gfp plazmide, elektroporacijos būdu transformavau į agrobacterium tumefaciens bakterijas. prieš užkrečiant augalus agrobakterijos su sukonstruotomis plazmidėmis buvo maišo-mos su agrobakterijomis transformuotomis plazmidėmis lemiančiomis rekombinanti-nio baltymo lokalizaciją augale: į tarpulasčius ar į citoplazmą. Skirtingus agrobakterijų mišinius švirkštu perkėlėme ant užaugusių tabako augalų apatinių lapų. po dviejų savai-čių uV šviesoje fotografavome tabakus su gfp baltymu, kad žinotume, kaip pasklinda viruso pernešami ir ekpresuojami rekombinantiniai baltymai, bei ėmėme tabako au-galų lapų mėginius, kuriuos užšaldėme. praktikos pabaigoje suspėjau suardyti tik kelis dviejų tabako augalų lapų mėginius, kuriuose fitoplazmos lipazė turėjo gamintis lapų ląstelių citoplazmoje. išskirtus baltymų mėginius frakcionavau poliakrilamidiniame ge-lyje denatūruojančiomis sąlygomis su SDS bei dariau western imunoblotą.

nudažytuose ir išblukintuose poliarkliamido geliuose matėsi kažkoks indukuotas baltymas, tačiau jo neatpažino antihis antikūnai. tai reikštų, kad indukuotas baltymas nėra fitoplazmos lipazė, tačiau galutinei išvadai reikės ištirti daugiau lapų mėginių. taip pat tolesniems tyrimams laukiama kol bus gauti polikloniniai antikūnai atpažįstantys fitoplazmos lipazę. atlikus western imunoblotą su polikloniniais antikūnais tikimasi atpažinti baltymą.

Literatūra[1] agrios, g. n. plant pathology, 1997, 4th, pp. 457–470. [2] Kirkpatrick, B. c. The prokaryotes, 1992, 2nd ed., pp. 4050–4067.[3] mccoy, r. e., caudwell, a. The mycoplasmas, 1989 vol. 5. pp. 546–640.[4] ploaie, p. g. (1981). plant Diseases and Vectors: ecology and epidemiology, 1981, pp. 61–104. [5] gundersen, D. e., Lee, i.-m. Journal of Bacteriology, 1994 176: 5244–5254.


ŽmogaUS kaRBoaNhIDRaZĖS vII kLoNavImaS IR gRYNINImaS

a. Mickevičiūtė, Vilniaus universiteto Gamtos mokslų fakultetasJ. Matulienė, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

Karboanhidrazės (ca) – tai fiziologiškai svarbūs fermentai, kurie, katalizuodami grįžtamą co2 hidrolizę, palaiko pastovų terpės ph, dalyvauja jonų mainų reakcijose ir daugelyje kitų gyvybiškai svarbių procesų [1]. ca skirstomos į 5 klases ir randamos visuose gyvuose organizmuose bei visuose daugialąsčių organizmų audiniuose, ląstelių dalyse. Žmogaus organizme randama 12 aktyvių ca, kurios priklauso α-ca šeimai [2].

Karboanhidrazė Vii (caVii) yra citoplazminis fermentas, randamas centrinėje ner-vų sistemoje [2]. manoma, kad tai konservatyviausia žinduoliuose randama ca izofor-ma [3]. caVii labai svarbi nervų sistemos formavimuisi ir signalų perdavimui. paste-bėta, kad sutrikus caVii veiklai atsiranda įvairios neuropatalogijos, pasireiškiančios traukuliais. Vienas iš galimų gydymo metodų – vaistai, sukurti caVii slopiklių pagrin-du [2, 3]. tokie vaistai selektyviai atpažintų reikiamą ca izoformą ir ją inaktyvuotų, suteikdami galimybę naikinti ligos priežastį, o ne pasekmes. Vaistų kūrimas prasideda nuo baltymo-slopiklio sąveikos tyrimų, kurie ir atliekami Biotermodinamikos ir vaistų tyrimų skyriuje. tyrimams reikia didelio baltymų kiekio, todėl naudoti iš gamtinių šal-tinių išskirtas ca būtų labai brangu ir ieškoma alternatyvių jų gavimo būdų. Vienas iš jų – rekombinantinių baltymų kūrimas – buvo mano vasaros praktikos tikslas.

Kuriant rekombinantinės caVii konstruktą buvo remiamasi uniprot duomenų ba-zės duomenimis. Baltymas turi 264 aminorūgštis. jis neturi sekų, kurios būtų nuker-pamos bręstant, todėl buvo nuspręsta sukurti pilno ilgio baltymą. Baltymą koduojan-ti nukleotidų seka buvo padauginta nuo kopijinės Dnr, įsigytos iš rZpD (Deutsches ressourcenzentrum für genomforschung – Vokietijos išteklių genomų tyrimams centras). caVii genas buvo padaugintas pgr metodu ir klonuotas į pet15b vektorių (novagen), turintį 6 histidinų žymenį baltymo n gale koduojančią nukleotidų seką. Ši seka palengvina baltymo gryninimą. gautu konstruktu buvo transformuotos escheri-chia coli XLi–blue (novagen) ląstelės (1 pav.). iš jų išskirta plazmidinė Dnr ir atlikta restrikcija naudojant restrikcijos endonukleazes, naudotas klonavimui. taip buvo pati-krinta, ar vektorius tikrai susiligavo su caVii geno intarpu. Konstruktas buvo atiduotas sekvenuoti. rezultatai parodė, kad mutacijų nėra. tada konstruktu buvo transformuoti 3 e. coli bakterijų kamienai, skirti rekombinantinių baltymų sintezei: rosetta2(De3)


(novagen), BL21(De3) (novagen) ir BL21(De3)codonplus–riL (novagen). Bakteri-jos augintos LB terpėje su atitinkamais antibiotikais ir 0,05 mm ZnSo4, kol jų optinis tankis pasiekė maždaug 0,65. caVii geno raiška indukuota pridedant 1 mm iptg. tuo pačiu į terpę pridedama ir 0,5 mm ZnSo4. cinkas reikalingas caVii aktyviajam cen-trui susiformuoti. po indukcijos ląstelės augintos 4–20 val 30 °c–20 °c temperatūrose purtant 220 apsisukimų per minutę greičiu. Didžiausia geno raiška ir biomasės kiekis gauti auginant konstruktu transformuotas e. coli BL21(De3)codonplus–riL ląsteles 20 val. 20 °c temperatūroje (2 pav.). Bendradarbiai baltymą išgrynino metalochelatinės chromatografijos būdu naudodami nikelio kolonėlę ir pamatavo caVii jungimąsi su sulfonamidiniais slopikliais. Baltymas jungėsi su slopikliais ir tiko tolesniems laborato-rijoje vykdomiems tyrimams.

1 pav. CaVii klonavimo schema (padaryta pagal schemą, rastą kompanijos „BioCat Gmbh“ interneto puslapyje)


2 pav. CaVii geno raiška, gauta auginant CaVii 20 °C temperatūroje 20 val.

Literatūra[1] Kivelä, a. j., Kivelä, j., Saarnio j., parkkila, S. World Journal of Gastroenterology, 2005, 2,

155–163.[2] pastorekova, S., parkkila, S., Zavada, j. advances in Clinical Chemistry. 2006, 42, 167–216.[3] ruusuvuori, e., Li, h., huttu, K., palva, j. m., Smirnov, S., rivera, c., Kaila, K., Voipio, j. The

Journal of Neuroscience, 2004, 11, 2699–2707.


s. therMophiLUs cRISpR3/caS SISTemoS TYRImaS e. CoLi LĄSTeLĖSe

a. Mikšys, Vilniaus universiteto Gamtos mokslų fakultetasG. Gasiūnas, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

Bakterijos visad apsuptos pavojų. Vienas jų – bakteriofagai, virusai, puolantys bak-terijas. Kad nuo jų apsigintų, bakterijos evoliucijos eigoje įgijo įvairių apsisaugojimo mechanizmų. Vienas jų yra criSpr (angl. „Clustered regularly interspaced Short pa-lindromic repeats“) sistemos, atrastos 2007 metais [1]. criSpr sistema padeda bakteri-joms ir archėjoms įgyti atsparumą bakteriofagams. jas sudaro (žr. 1 pav.) grupė trumpų unikalių sekų – skirtukų, (angl. „spacers“), atskirtų trumpomis pasikartojančiomis se-komis (angl. „repeats“). Šalia jų genome randami cas (angl. „CriSpr associated“) balty-mus koduojantys genai. Bakterija įsistato trumpą egzogeninės Dnr sekos fragmentą į savo genomo skirtukų pasikartojimų regioną. regionas vėliau nuskaitomas į ilgą rnr molekulę ir cas baltymų pagalba sukarpomas į trumpas crrnr, kurių kiekvienoje yra po vieną skirtuką. crrnr sudaro kompleksą su cas baltymais ir veikia kaip vedlys atpa-žįstant ir sunaikinant svetimą Dnr. Kadangi skirtukas įstatomas į genomą, bakterijos gali perduoti atsparumą kitoms kartoms. criSpr/cas sistemos savo veikimo principu panašios į eukariotų rnr interferenciją [2].

1 pav. CriSpr sistemos sandara [1, 2]

praktikos metu tyrinėjome Streptococcus thermophilus criSpr3/cas sistemą (pagal nomenklatūrą priskiriamą ii tipui), kurią 2011 metais mūsų laboratorijos mokslinin-kams pavyko perkelti į escherichia coli ląsteles [3]. taip pat pasirodė duomenų, jog pa-našiose į criSpr3/cas sistemose mažųjų crrna brendime gali dalyvauti papildoma rnr (tracrrnr, koduojama criSpr sistemų) ir ląstelės koduojamas fermentas rna-seiii [4]. Šiame darbe tyrėme ar tracrrnr bei rnaseiii dalyvauja criSpr3/cas siste-


mos veikime e. coli ląstelėse. Siekdami sukurti patogų modelį tolesniems tyrinėjimams, criSpr3/cas sistemos veikimui reikalingus komponentus sukėlėme į skirtingus vekto-rius su indukuojamais promotoriais, bei tikrinome sistemos veiklumą.

Literatūra[1] r. Barrangou et al., criSpr provides acquired resistance against viruses in prokaryotes, Sci-

ence, 2007, 315, 5819, 1709-12.[2] B. wiedenheft, S. h. Sternberg, and j. a. Doudna, rna-guided genetic silencing systems in

bacteria and archaea, 2012, Nature, 482, 7385,. 331–338.[3] r. Sapranauskas, g. gasiunas, c. fremaux, r. Barrangou, p. horvath, and V. Siksnys, The

Streptococcus thermophilus criSpr/cas system provides immunity in escherichia coli., Nucleic acids research, 2011, 39, 21, 9275-82.

[4] e. Deltcheva et al., criSpr rna maturation by trans-encoded small rna and host factor rnase iii, Nature, 2011, 471, 7340, 602-7.


pyroCoCCUs aByssi Nop5p IR afib BaLTYmų DImeRo vYkDomo 5S rRNR meTILINImo

TYRImaS

i. olendraitė, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutasM. tomkuvienė, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutasZ. Liutkevičiūtė, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

C/D ribonukleoproteininiai (RNP) kompleksai archėjose vykdo rRNR ir tRNR metilinimą ribozės 2’-O padėtyje [1]. Tai svarbu RNR struktūrai ir funkci-jai. Konservatyvūs tokių kompleksų homologai turi didelę reikšmę ir eukariotų ląstelėse. Kompleksą sudaro baltymai L7Ae, Nop5p ir metiltransferazė aFib bei kreipiančioji RNR. Dirbant su RNP iš archėjos Pyrococcus abyssi buvo pastebėta, kad pavienis Nop5p ir aFib (NF) baltymų dimeras gali metilinti E.coli 5S rRNR ir P.abyssi 16S ir 23S rRNR in vitro nesant kitų komplekso narių (Tomkuvie-nė, nepublikuoti duomenys). Kompleksuose dalyvaujančių baltymų aktyvumas esant pavieniui nėra naujiena, tačiau šis reiškinys nėra plačiai ištirtas ir dar ne-buvo parodytas Nop5p ir aFib atveju. Šio NF aktyvumo charakterizavimas leistų praplėsti žinias apie pavieniui aktyvių baltymų įtraukimo į kompleksus reiškinį, kompleksų evoliuciją. Nėra aišku, kokias ir kaip RNR vietas atpažįsta ir metilina šis pavienis dimeras – siekiame tai išsiaiškinti, tirdami visų NF metilinamų rRNR atvejus. Gali būti atpažįstama seka ir / arba struktūra. Kadangi įvairių organizmų 5S rRNR struktūra yra konservatyvi, o seka varijuoja [2], buvo tikrinama, ar NF gali metilinti kitų organizmų 5S rRNR. Šio darbo tikslas buvo patikrinti, ar NF dimeras gali metilinti kitos bakterijos, Bacillus subtilis, 5S rRNR.

nuo B. subtilis kolonijų pgr būdu buvo susintetas Dnr fragmentas, atitinkantis 5S rrnr geną. naudojant šį fragmentą transkripcijos in vitro būdu susintetinta B. subtilis 5S rrnr. tuomet atlikta metilinimo reakcija su nf baltymais, taip pat teigiama kontro-linė reakcija su nf baltymais ir e. coli 5S rrnr. metilinimas buvo tiriamas naudojant kofaktorių (adomet), metilo grupėje turintį tritį. į rnr įjungtos metilo grupės kiekis pagal mėginio radioaktyvumą nustatytas scintiliaciniu spektrometru. Buvo stebimas metilo grupės pernaša ant e. coli 5S rrnr, tuo tarpu B. subtilis 5S rrnr nebuvo meti-linama. anksčiau parodyta, kad filogenetiškai nuo e. coli tolimų organizmų (Drosophi-la melanogaster, homo sapiens, Kluyveromyces lactis, arabidopsis thaliana, mezofilinės


archėjos Methanobrevibacter smithii ir paties p. abyssi) 5S rrnr nf dimeras taip pat nemetilina. metilinimo eksperimentas pakartotas tris kartus ir visąlaik gauti tokie patys rezultatai. Kadangi skirtingų organizmų seka skiriasi labiau nei struktūra, darome prie-laidą, kad nf dimero vykdomam rnr metilinimui svarbi rnr seka.

Literatūra[1] gagnon, K. t., guuosheng, Q., maxwell, e. S. multicomponenet 2´-o-ribose methylation

machines: evolving box c/D rnp structure and function. in: grosjean h, editor. DNa and rNa Modification enzymes: Structure, Mechanism, Function and evolution. university of pa-ris: cnrS; 2009. p. 108–121.

[2] Smirnov, a. V., entelis, n. S., Krasheninnikov, i. a., martin, r., tarassov, i. a. Specific fe-atures of5S rrna structure - its interactions with macromolecules and possible functions.

Biochemistry (mosc). 2008; 73(13):1418-37.


kIekYBINIų ULTRagaRSINIų šIRDIeS fUNkcIjoS ŽYmeNų TYRImaI – pRakTINIų aLgoRITmų

SUkŪRImaS

L. petkevičius, Vilniaus universiteto Matematikos fakultetasJ. Čelutkienė, Vilniaus universiteto Matematikos fakultetas

Širdies raumens – miokardo tyrimai atliekami echokardiografijos pagalba. audi-nių doplerio ir „taškelių žymėjimo ir sekimo“ metodais yra nuskaitomi kiekybiniai kintamieji, charakterizuojantys širdies veiklą. tiriamasis faktorius – miokardo atskirų segmentų ir visos širdies lygyje atitinkamų arterijų susiaurėjimo atvejai. ištirti ultra-garsinių metodų vertę atskaitos metodu pasirenkama invazinė vainikinių arterijų angi-ografija, kas savo ruožtu yra rizikinga. Žvelgiant iš statistinės analizės pusės, uždavinys yra: turint daug kiekybinių kintamųjų ir sąlyginai mažai pacientų duomenų tirti klasifi-kavimo uždavinį, ir konkretaus paciento atveju nusakyti, kiek tikėtinas stenozės atvejis. pagrindinė problema: atskirti ir pasiekti gerus klasifikavimo rezultatus, neįtraukiant vizualaus gydytojų vertinimo.

Klasifikavimo uždavinio nagrinėjimas: skaičiavimai atlikti paketu r. atsižvelgiant į straipsnyje [1] atlinktą statistinę analizę buvo rastos kovariantės, įtakojančios klasifika-vimo efektyvumą (ankstyvos diastolinės miokardo judėjimo greičio bangos e velocity pw Stress: jos auc yra 0,720), ir paskaičiuotas jų reikšmingumas lyginant su vizualiu vertinimu auc(0,875). todėl buvo atrinktos 35-ios kovariantės ir su jomis toliau tęsia-mi skaičiavimai. Klasifikavimo uždavinys tiriamas su klasifikatoriais, kurie pateikti r pakete „caret“.


1 lentelė. Geriausių klasifikatorių* aUC lyginimas** su 0,720

Klasifikatorius testine 1 testine 2auc Spec Sens auc Spec Sens

multinom*** 0,64865 0,68 0,6 0,65789 0,68 0,61spls**** 0,79394 0,81 0,33 0,69231 0,76 0,53rf ***** 0,78769 1 0,33 0,75455 0,88 0,38

gaussprpoly****** 0,7697 0,77 0,3 0,67077 0,76 0,23*** **** ***** ******

gauti rezultatai rodo, kad naudojant 35-ias kovariantes gaunami rezultatai, kurie geresni nei naudojant pavienes kovariantes.

įtraukus į klasifikatorių ir vizualaus vertinimo kovariantę, gauname tokius rezultatus:

Klasifikatorius testine 1 testine 2auc Spec Sens auc Spec Sens

multinom 0,7027 0,79167 0,53846 0,73684 0,79167 0,64286spls 0,91987 0,91667 0,92308 0,78274 0,70833 0,85714rf 0,96795 1 0,69231 0,80655 0,79167 0,85714

gaussprpoly 0,83333 0,91667 0,61538 0,7381 0,75 0,57143

idomu pastebėti, kad naudojant tik vizualaus vertinimo kovariantę, gaunamas re-zultatas: auc (0,875). yra prasmė naudoti du modelius: su ir be vizualaus vertinimo kovariante (kurios vertę ne visada turėsime).

pažymėjus mūsų kovariantes ζ1, ζ2,... ζn, atsaką yj = {0,1} ir apmokę paprastą logistinį klasifikatorių atskirai kiekvienai kovariantei atliekame transformaciją:

transformuotos kovariantės naudojamos logistinėje regresijoje. gauname statistinį modelį, kuris prognozuoja stenozės buvimą. atlikus statistinę analizę gauname auc (0,93). tai geriau nei vien vizualus vertinimas auc (0,875).

reikia pastebėti, kad kovariantės buvo parinktos neatsižvelgiant į jų tarpusavio koreliacinius ryšius. todėl tolimesniame darbe tikslinga išbandyti logistinės regresi-

* naudotas r paketas caret ir palyginta > 100 klasifikatorių, tiriant regresinį ir klasifikavimo uždavinius bei atliekant skirtingas validavimo procedūras.

** Duomenų tyrimui naudota 151 pacientų imtis, kur 75 buvo apmokymo aibė, 38 ir 38 testinės aibės. *** Logistinis klasifikatorius. **** išretinimas dalimis mažiausių kvadratų metodu. ***** atsitiktinių medžių metodas. ****** gausinis procesas (polinominis branduolys).


jos modelius, kuriuose yra naudojama koeficientų reguliarizacija. tai leistų, parinkus didelį kiekį kovariančių ir panaudojus išretinimą (sparsification), gauti kompaktišką modelį. tikslinga metodus palyginti panaudojant išplėtus validavimo (testinę) aibę. Klasifikatorių palyginimui reikėtų panaudoti kitus statistinius kriterijus, ne tik auc (pvz., kappa).

Literatūra[1] Čelutkienė, j., Zakarkaitė, D., Skorniakov, V., Žvironaitė, V., grabauskienė, V., Burca, j., ci-

parytė, L., Laucevičius, a. Quantitative approach using multiple single parameters versus visu-al assessment in dobutamine stress echocardiography. cardiovascular ultrasound 2012;10:31. if 1.265.

[2] http://cran.r-project.org/web/packages/caret/index.html.


TokSINUS IR aNTITokSINUS koDUojaNČIų geNų aNaLIZĖ rhoDoCoCCUs Sp. Tmp1

BakTeRIjoSe

V. petkevičius, Vilniaus universitetasr. Gasparavičiūtė, Vilniaus universiteto Biochemijos institutas

Bakterijų plazmidės yra nechromosominiai, autonomiškai besireplikuojantys, mo-bilieji genomo elementai. plazmidinė Dnr paprastai turi genus, kurių nėra chromoso-minėje Dnr. Šie genai dažnai atsakingi už atsparumą antibiotikams ar nuodams, pato-geniškumą, gali koduoti fermentus, katalizuojančius įvairių ksenobiotikų metabolizmą [1]. ypatinga plazmidžių savybė – horizontali genų pernaša, bakterijos konjugacijos būdu pasikeičia plazmidėmis, tokiu būdu gali tarpusavyje pasidalinti naudinga savybe [2]. ne ką mažiau svarbi savybė yra plazmidžių stabilumas, vienas iš būdų jį užtikrinti yra toksino-antitoksino (ta) sistemos. ta sistemą sudaro du dažniausiai šalia esantys genai (1 pav.), vienas koduoja stabilų toksiną, o kitas mažiau stabilią antitoksino mole-kulę. jeigu plazmidė nepatenka į dukterinę ląstelę, pastaroji žūna [1].

1 pav. ta sistemų veikimo schema


1) Ląstelėje su ta sistema antitoksinas (žalias) prisijungia prie toksino (raudonas) ir jį užslopina. 2) po pasidalinimo į vieną iš dukterinių ląstelių nepatenka plazmidė, antitoksinas pradeda skilti. 3) Suskilus antitoksinui nebėra slopinamas toksinas, todėl ląstelė žūva.

Be plazmidės stabilumo išlaikymo yra žinoma dar keletas ta sistemų funkcijų: ląs-telės augimo reguliavimas, genų reguliacija, transpozonų stabilizacija, programuota ląs-telės mirtis ir t. t. [2].

Studentų mokslinės praktikos metu buvo analizuojamos ta sistemos rhodococcus sp. tmp1 bakterijose. pgr metodu reikėjo padauginti Dnr fragmentus, kuriuose yra ta genai. ankstesnių darbų rezultatai parodė, kad naudojant taq Dnr polimerazę šie fragmentai padauginti su klaidomis. todėl vienas iš darbo uždavinių buvo pagausinti šiuos Dnr fragmentus naudojant itin tikslią pfu Dnr polimerazę. po pg reakcijos, produktai sėkmingai įklonuoti į plazmidinį vektorių pjet1.2. Šie pavyzdžiai buvo iš-siųsti sekoskaitai atlikti. gauti rezultatai buvo analizuojami su kompiuterine programa Vectornti. paaiškėjo, kad naudojant pfu Dnr polimerazę pavyko sėkmingai padau-ginti Dnr fragmentus su ta genais. Vėliau sekė pradmenų kūrimas konkretiems ta genams padauginti. Šie pradmenys sukurti su restrikcijos endonukleazių hidrolizės vie-tomis, tam kad būtų galima konkrečius ta genus įklonuoti į plazmidinius raiškos vek-torius. atlikus pgr su sukurtais pradmenimis pavyko padauginti ta genus: du genus, koduojančius toksinus ir du genus, koduojančius antitoksino molekules.

tolimesniuose darbuose tikimasi sukurti raiškos vektorių konstruktus su konkre-čiais ta genais ir ištirti šių genų raišką. Šiuos ta genus būtų galima panaudoti išlaikant norimus vektorius bakterijų kultūrose ar ląstelių linijose, kuriant taikinius antibioti-kams ar palengvinant Dnr klonavimą.

Literatūra [1] magnuson, r. D. hypothetical functions of toxin-antitoxin Systems. Journal of Bacteriolo-

gy. 2007; 189: 6089–92.[2] finbarr, h. toxins-antitoxins: plasmid maintenance programmed cell Death and cell cycle

arrest. Science. 2003; 301: 1496–9.


veIkSNIaI, TURINTYS ĮTakoS fago T4 SUkeLIamam LIpofILINIų jUNgINIų

pRaSISkveRBImUI Į BakTeRIjaS

s. sakalauskaitė, Vytauto Didžiojo universitetasJ. svirskaitė, Vytauto Didžiojo universitetas

r. Daugelavičius, Vytauto Didžiojo universitetas

Bakterijų virusai yra vadinami bakteriofagais arba fagais. t4 fagas turi organelę, va-dinamą uodegėle, kuri atlieka atpažinimo, prisitvirtinimo bei genomo įvedimo į ląstelę funkcijas. prie uodegėlės prisitvirtinusi galvutė, vadinama kapside, kurioje yra supa-kuotas genomas. jis pakuojamas dėl atp hidrolizės metu išsiskiriančios energijos [1]. infekcija inicijuojama, kai uodegėlės fibrilės prisitvirtina prie ląstelės paviršiaus recep-torių – lipopolisacharidų molekulių. Ši sąveika gali būti grįžtama, tačiau jei daugiau nei trys fibrilės prisitvirtina prie ląstelės paviršiaus, duodamas signalas negrįžtamam pri-sitvirtinimui ir prasideda fago genomo skverbimasis į bakteriją [2]. Šių pradinių infek-cijos stadijų metu padidėja bakterijos apvalkalėlio laidumas lipofilinėms medžiagoms bei įvyksta plazminės membranos depoliarizacija, bet šių reiškinių ryšys su genomo patekimu nėra aiškus.

viruso padauginimas ir gryninimas. į 100 ml mitybinės terpės įpilamas 2,5 ml naktinės bakterijų kultūros. auginama purtyklėje (350 aps./min.) 37 oc temperatū-roje. matuojamam suspensijos optiniam tankiui (600 nm) pasiekus 1, įpilamas ati-tinkamas kiekis viruso suspensijos, kad infekcijos daugybiškumas (moi) būtų 5 ir ląstelės dedamos atgal į purtyklę. po valandos įpilama dar tiek pat viruso suspensijos, kad moi pasiektų 10, ir toliau auginama purtyklėje. Bakterijų suspensijos optiniam tankiui sumažėjus iki 0,1, infekcinis mišinys centrifuguojamas 60 min. 15 000 aps./min. greičiu, esant 6 oc temperatūrai. gautas supernatantas nupilamas, o virusas su bakterijomis (gautos nuosėdos) suspenduojamas 1 ml fosfatinio buferio, kurio ph 7,5, ir įpilama 1/10 dalis chloroformo. centrifuguojama dar kartą 10 min. 5 000 aps./min. greičiu 6 oc. gautas supernatantas, kuriame yra t4 virusas, nupilamas ir su juo dir-bama toliau.

potenciometriniai matavimai. potenciometriniuose matavimuose naudojamos e. coli ląstelės, užaugintos iš naktinės kultūros iki optinio tankio 1. Suspensija centrifu-guojama 3 000 aps./min. greičiu, 6 oc temperatūroje. gautas supernatantas nupilamas,


o ant dugno nusėdusios bakterijos resuspenduojamos fosfatiniame buferyje, kurio ph 7,5. matavimų metu, į kiuvetę pilama 5 ml atitinkamo ph buferinio tirpalo (tris arba fosfatinio), dedama ląstelių tiek, kad suspensijos optinis tankis būtų lygus 1. Bandymo eigoje į bakterijų suspensiją įdedama viruso iki numatyto moi. galiausiai bandymo pabaigoje įlašinama polimiksino B sulfato bei gramicidino, kad būtų galima vertinti jonų sąveiką su deenergizuotomis ląstelėmis. Viso proceso metu kiuvetės turinys yra maišomas magnetine maišykle, palaikoma 37 oc temperatūra.

Rezultatai. atlikus tyrimus išsiaiškinta, kad fago t4 registruojamas poveikis lipofi-linių fenildikarbaundekaborano (pcB-) anijonų sąveikai su infekuojamomis ląstelėmis įtakos turi tiek buferinio tirpalo ph, tiek ir moi. tiek fosfatiniame, tiek tris buferyje fago t4 poveikis ryškiausias esant moi 50. esant mažesniam ar didesniam moi, viruso įtaka susilpnėja. naudojant skirtingo ph tirpalus pastebėta, kad esant fosfatinio buferio ph 6, pcB- jonų sugėrimas yra maženis, nei esant ph 8. naudojant tris buferį, stipriau-sias viruso poveikis stebimas kai ph yra 7,5, o esant ph 6,5 pcB- jonų sugėrimas ryškiai mažesnis. atlikę tyrimus galime padaryti išvadą, jog fagas t4 skatina lipofilinių anijonų skverbimąsi į ląstelę, bet šio reiškinio ryšys su genomo patekimu dar nėra aiškus.

1 pav. t4 fago įtaka e. coli ląstelių sąveikai su pCB- jonais skirtinguose buferiniuose tirpaluose esant skirtingiems ph.

eksperimentas atliktas 100 mM tris/hCl, ph 7,5 ir 100 mM natrio fosfatiniame buferyje, ph 8, 37 oC temperatūroje, Moi 50. Ląstelių suspensijos oD600 1.

priedų galutinės koncentracijos: pMB – 25 mg/l, GD - 5mg/l


Literatūra [1] ackemann, h. w. Bacteriophage observations and evolution. res microbiol 2003, 154: 245–

251. [2] rossmann, m. ir kt. The bacteriophage t4 injection machine. curr opinion Struct. Biol

2004, 14: 171–180.


ŽmogaUS kaRBoaNhIDRaZIų kompLekSų SU SLopIkLIaIS kRISTaLogRafINIaI TYRImaI

a. smirnov, Vilniaus universitetase. Manakova, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

tiriami buvo žmogaus karboanhidrazių Xii ir ii izoformos (toliau žKa) kompleksai su sulfonamidiniais slopikliais. Karboanhidrazės (ec 4.2.1.1, toliau Ka) yra didelė šei-ma metalofermentų, kurie katalizuoja anglies dvideginio hidratacijos reakciją:

co2 + h2o ßà hco3- + h+

Žinduoliai turi 15 šio fermento izoformų, kurios dalyvauja įvairiose fiziologiniuose ir patologiniuose procesuose [1, 2].

Sulfonamidinių slopiklių bendra formulė yra h2n-So2-r [2]. tiriami slopikliai sin-tetinti Biotechnologijos instituto BVtS (Biotermodinamikos ir vaistų tyrimų skyrius) dr. V. Dudutienės ir e. Čapkauskaitės.

praktikos metu buvo pagerintos žKa Xii izoformos kristalizacijos sąlygos. Krista-lizacijos eksperimentai buvo vykdomi naudojant sėdinčio lašo metodą. ŽKa Xii ir ii izoformos kristalų, mirkytų su slopikliais, rentgeno spindulių difrakcijos duomenų rin-kimas buvo atliekamas su Biotechnologijos institute esančiu difraktometru „rigaKu“ mm007-hf. Kristalų gera kokybė leido pasiekti aukštą skiriamąją gebą. Surinkti 6 duo-menų rinkiniai: 4 rinkiniai – su žKa ii, 2 – su žKa Xii.

gautų duomenų apdorojimas buvo vykdomas Linux operacinėje sistemoje, naudo-jant kristalografinio ccp4 paketo programinę įrangą bei BnStS (Baltymų-nukleorūg-čių sąveikos tyrimų skyrius) gnumaKe pagrindu sukurtą programinę įrangą. Visi rinkiniai buvo sėkmingai apdoroti. fazių problema buvo sprendžiama naudojant mo-lekulinio pakeitimo metodą. trys struktūros buvo gautos labai geros kokybės, tai yra, slopiklių elektroninis tankis leisdavo vienareikšmiškai įvertinti slopiklio padėtį akty-viajame centre. Dviejose struktūrose slopiklio padėtis pilnai nustatyta nebuvo dėl slo-piklio judrumo. Vienoje struktūroje ligando elektroninis tankis aptiktas nebuvo, todėl slopiklio padėtis nebuvo modeliuojama.

Literatūra[1] Supuran, c. t. (2008) carbonic anhydrases: novel therapeutic applications for inhibitors and

activators. Nat rev Drug Discov, 7, 168–181. 10.1038/nrd2467.[2] alterio, V., fiore, a. D., D‘ambrosio, K., Supuran, c. t. and Simone, g. D. (2012) multiple Bin-

ding modes of inhibitors to carbonic anhydrases: how to Design Specific Drugs targeting 15 Different isoforms? Chem rev, 10.1021/cr200176r.


aUgaLų kRYŽmINĖ aDapTacIja gLaUDŽIaI SUSIjUSIemS apLINkoS veIkSNIamS – oZoNUI IR

ULTRavIoLeTINeI SpINDULIUoTeI

e. Šaučiūnas, Vytauto Didžiojo universitetasG. Vitkauskaitė, Vytauto Didžiojo universitetas

Įvadas

globaliu mąstu didėjant antropogeninei taršai, kyla grėsmė prarasti didelę kultū-rinių augalų derliaus dalį. priežemio ozono koncentracijos didėjimas ir uV-B spin-duliuotės padidėjimas dėl stratosferos ozono nykimo (nuo 2000 m. kol kas nekinta) ateityje gali tapti kultūrinių augalų derliaus nuostolių priežastimi. todėl svarbu suvokti kryžminės adaptacijos principus, kuriais remiantis būtų galima sumažinti šių stresorių poveikį adaptuojant augalus mažesnėmis jų dozėmis, išvengiant pažeidimų dėl didelių šių stresorių dozių.

Kryžminės adaptacijos egzistavimas yra įrodytas daugeliu tyrimų, kuriuose augalai, adaptuoti vienam veiksniui, įgydavo atsparumą ir kitiems stresoriams. išsiaiškinti ar egzistuoja kryžminė adaptacija glaudžiai susijusiems veiksniams uV-B spinduliuotei ir ozonui vasariniai miežiai (hordeum Vulgare L.) buvo auginami moderniose, auto-matizuotose fitokamerose, kuriose reguliuojama aplinka. pagal specialias metodikas buvo matuojami augalų morfometriniai rodikiai (žalioji masė, sausoji masė, aukštis), pigmentų koncentracijos (a, b chlorofilas ir karotinoidai) [1], oksidacinio streso inten-syvumas (lipidų peroksidacija, superoksido koncentracija), antioksidacinių fermentų aktyvumas (superoksido dismutazės (SoD), katalazės (cat), glutationo reduktazės (gr) [2]. Duomenys apdoroti naudojant microSoft eXeL ir StatiStica 7 pro-graminius paketus. įvestas 97,5 % pasikliautinis intervalas.

Rezultatai

Stiprus ozono (360 µg/m3) ir uV-B spinduliuotės (6 kj/m2) poveikis stipriai slopino vasarinių miežių sausosios biomasės augimą (1 pav.). Vertinant augalų kryžminę adap-taciją pagal sausosios masės absoliutųjį prieaugį, nustatyta, kad veikiant uV-B spindu-liuote augalai, adaptuoti 80 µg/m3 o3 koncentracija, statistiškai nesiskyrė nuo neadap-tuotųjų, tačiau adaptuotų silpna uV-B doze (2 kj/m2) augalų sausos masės prieaugis buvo aukštesnis 21 % lyginant su neadaptuotais augalais. tai rodo, kad adaptacija gerai pasireiškė tam pačiam veiksniui. Veikiant augalus aukšta ozono koncentracija (360 µg/


m3), sausos masės prieaugis ozonu adaptuotuose augaluose buvo žymiai didesnis lygi-nant su neadaptuotais augalais. tuo tarpu adaptacija žema uV-B doze 15,39 % sumaži-no sausos masės prieaugį lyginant su neadaptuotais augalais. tai parodo, kad kryžminė adaptacija neįvyko, priešingai, augalai tapo jautresni ozono poveikiui.

įvertinus antioksidacinių fermentų superoksido dismutazės (SoD), katalazės (cat) ir glutationo reduktazės (gr) aktyvumą, pastebėta, kad veikiant 6 kj uV-B doze adaptuo-tų ozonu augalų fermentų aktyvumas buvo didesnis lyginant su neadaptuotais augalais. taigi, adaptacija ozonu padidino fermentų aktyvumą ir taip sumažino oksidacinį stresą. tą įrodo ir ženkliai mažesnė superoksido koncentracija adaptuotuose augaluose (2 pav.).

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

K - 0U V - 6 kJ O3 - 360 µg/m3

Pagrindinis poveikis

Adaptacinis periodas - O3 80µg/m3Adaptacinis periodas - UV 2 kJ

1 pav. adaptuotų ir neadaptuotų vasarinių miežių (hordeum Vulgare L.) sausosios masės prieaugio pokyčiai po stipraus o3 ir UV-B poveikio

įvertinus fotosintezės pigmentų koncentracijas pastebėta, kad veikiant didelei ozono koncentracijai adaptuotieji žema uV-B doze augalai turėjo mažesnę chlorofilų a + b koncentraciją, lyginant su neadaptuotais augalais. esant stipriam uV-B poveikiui šių pigmentų koncentracijos skirtumų tarp adaptuotų ir neadaptuotų augalų nenustatyta. pagalbinių fotosintezės pigmentų ir antioksidantų karotinoidų koncentracija dėl ozono ir uV-B spinduliuotės poveikio taip pat sumažėjo vienodai adaptuotuose ir neadaptuo-tuose augaluose.

Stiprus ozono ir uV-B poveikis ženkliai sustiprino lipidų peroksidaciją, įvertintą pa-gal peroksidacijos produkto, malondialdehido (mDa), koncentraciją. augalus veikiant didele o3 koncentracija, adaptuotuose silpna uV-B doze augaluose aptikta statistiškai patikimai žemesnė mDa koncentracija. Kitais atvejais adaptuotuose augaluose statis-tiškai patikimo lipidų peroksidacijos sumažėjimo nenustatyta.


0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

K - 0U V - 6 kJ O3 - 360 µg/m3

Pagrindinis poveikis

supe

roks

ido

konc

entra

cija

, nm

ol/ g

Adaptacinis periodas - O3 - 80µg/m3Adaptacinis periodas - UV - 2 kJ

2 pav. adapuotų ir neadaptuotų vasarinių miežių (hordeum Vulgare L.) superoksido koncentracijos pokyčiai po stipraus o3 ir UV-B poveikio

Išvados

Didelė uV-B spinduliuotės dozė ir ozono koncentracija ženkliai sumažino augalų bi-omasės prieaugį ir sukėlė oksidacinį stresą. adaptacija tuo pačiu veiksniu prieš pagrin-dinį poveikį padidino augalų atsparumą – adaptuotų augalų sausosios masės prieaugis buvo patikimai didesnis lyginant su neadaptuotais. ultravioletinė spinduliuotė ir ozo-nas sustiprino vasarinių miežių oksidacinį stresą: jų lapuose padidėjo superoksido kon-centracija ir sustiprėjo lipidų peroksidacija. tačiau augalus adaptavus silpnu to paties ar kito stresoriaus poveikiu, oksidacinis stresas sumažėjo. Beveik visais atvejais adap-tuotuose augaluose nustatyta mažesnė superoksido koncentracija. Didelė ozono kon-centracija silpniau pažeidė membranas, kai augalai buvo adaptuoti uV-B spinduliuote.

Stiprus ozono ir uV-B spinduliuotės poveikis padidino antioksidacinių fermentų aktyvumą. augalų adaptaciją skirtingai paveikė šių stresorių poveikį fermentams. Dau-geliu atveju adaptuotų augalų fermentų, ypač katalazės, aktyvumas buvo didesnis. tai rodo, kad augalų adaptacija gali padidinti jų atsparumą, stiprindama antioksidacinę sistemą ir mažindama oksidacinį stresą.

Literatūra[1] wettstein, D. experimental cell reserch, 1957, 12, p. 427–435.[2] farrant, j., Bailly, c., Leymarie, j., hamman, B., côme, D., corbineau, f. physiologia planta-

rum, 2004, 120, p. 563–574.


TaRpaTomINIų aTSTUmų DUomeNų BaZĖS kŪRImaS, NaUDojaNTIS aTvIRoS pRIeIgoS

kRISTaLogRafINe DUomeNų BaZe coD

a. Vaitkus, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

s. Gražulis, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

crystallography open Database (coD) yra atviros prieigos mažų molekulių kris-talografinė duomenų bazė, kurioje šiuo metu yra sukaupta virš 200 000 tūkstančių įra-šų [1]. Sukūrus programinę įrangą, skaičiuojančią išvestinius dydžius – tarpatominius atstumus, iškilo poreikis saugoti naujai gautus duomenis. Suvokiant, jog rezultatus teks ne tik saugoti, bet ir atlikti efektyvią paiešką, saugojimui buvo pasirinkta reliacinė duo-menų bazė.

Dalis praktikos laiko buvo skirta duomenų bazės projektavimui, siekiant ne tik iš-skaidyti duomenis į atskiras lenteles, bet ir užtikrinti jų versijavimą. pakitus coD sau-gomiems duomenims atitinkamai pasikeitę tarpatominiai atstumų duomenys neperra-šomi ir neištrinami. Visgi, tokie įrašai pažymimi kaip ištrinti, įsimenant duomenų bazės būseną jų žymėjimo laikotarpiu (trynimo reviziją). Šis mechanizmas leidžia vienareikš-miškai pavaizduoti duomenų bazę pageidautinu laikotarpiu ir gali pasitarnauti siekiant pakartoti anksčiau atliktus skaičiavimus.

reliacinis modelis užtikrina duomenų neprieštaringumą ir įgalina efektyvią paiešką pagal pageidautinus kriterijus, pavyzdžiui, tarpatominių atstumų atomų tipus.

Kita praktikos dalis buvo skirta praktinei duomenų bazės ir su ja susijusios pro-graminės įrangos realizavimui. Buvo dirbama Linux operacinėje sistemoje, naudojant mySQL duomenų bazę, perl, shell bei make programavimo kalbas. Siekiant atrasti įkė-limo būdą, tenkinantį ribotas technines galimybes, buvo apsvarstyti bei išbandyti keli skirtingi modeliai.

planuojama sukurtąją tarpatominių atstumų duomenų bazę naudoti tiksliai nusta-tant atomų Van der Valso, kovalentinius, joninius spindulius, ir metalų geometriją ko-ordinaciniuose bei metaloorganiniuose junginiuose.

Literatūra[1] gražulis, S. (2012) crystallography open Database (coD): an open-access collection of

crystal structures and platform for world-wide collaboration, Nucleic acids research, 2012, Vol. 40, Database issue doi:10.1093/nar/gkr900.


fLUoReSceNcIjoS SLopINImaS meTaLų joNaIS TeRpĖje IR LĄSTeLĖSe

L. Zelencova, Vytauto Didžiojo universitetasr. rodaitė-riševičienė, Vytauto Didžiojo universitetas

G. saulis, Vytauto Didžiojo universitetas

Ląstelių elektroporacijos metodas yra plačiai taikomas biologijoje, biotechnologi-joje, medicinoje, norint į ląsteles įterpti įvairias molekules, Dnr, vaistus. elektrinio impulso metu ląstelių suspensija, kuri dažniausiai yra elektrolito tirpalas, teka didelė elektros srovė ir vyksta elektrolizė [1, 2]. elektrolizės metu elektros srovė sukelia meta-linio elektrodo (anodo) tirpimą bei metalo jonų išsiskyrimą į elektroporacijos terpę [3]. Šie jonai gali reaguoti su fluorescuojančiomis molekulėmis, sudarydami kompleksinius junginius, ir taip sumažinti fluorescuojančių molekulių fluorescencijos intensyvumą [4, 5]. tai gali paveikti ląstelių elektroporacijos efektyvumo vertinimo rezultatus. iš elek-trodų išsiskiriančių metalų jonų įtaka elektroporacijos tyrimams su fluorescuojančio-mis molekulėmis nėra ištirta. todėl pagrindinis praktikos tikslas buvo nustatyti nikelio, mangano, chromo, geležies metalų jonų, išsiskiriančių iš nerūdijančio plieno elektrodų aukštosios įtampos impulsų metu, įtaką elektroporacijos tyrimams, kuriuose naudoja-mos fluorescuojančios molekulės.

nustatėme, kad elektroporacijos metu vykusių elektrocheminių reakcijų sukelti ter-pės pokyčiai labai sumažino fluorescentinio dažo kalceino (5μm) fluorescencijos inten-syvumą (1 pav.).

jau po vieno stačiakampio 0,4 kV/cm amplitudės 100 µs trukmės elektrinio impulso poveikio, terpės su kalceino dažu fluorescencijos intensyvumas sumažėjo daugiau nei perpus, o po 500 µs trukmės ir 0,4 kV/cm amplitudės elektrinio impulso poveikio dažo fluorescencija sumažėjo iki 10 %.


1 pav. elektrinio impulso įtaka fluorescuojančio kalceino dažo fluorescencijos intensyvumui terpėje. terpė buvo paveikta vienu stačiakampio formos 100 ir 500 µs trukmės elektriniu impulsu, elektrinio lauko intensyvumą keičiant 0,2–2,5 kV/cm ribose. terpės fluorescencijos intensyvumas

buvo įvertintas sprektrofluorimetru tecan (UK). pateikti trijų nepriklausomų eksperimentų vidurkiai ± standartinė paklaida

Kalceino fluorescencijos intensyvumo sumažėjimo priežastimi gali būti iš nerūdi-jančio plieno elektrodų į terpę atsipalaidavę metalų jonai – geležis, nikelis, chromas, manganas ir kt. todėl praktikos metu tyrėme šių jonų įtaką elektroporacijos tyrimams, kuriuose naudojamos kalceino-am, propidžio jodido ir sulfonato porfirino fluorescuo-jančios molekulės. nustatėme, kad fe2+, fe3+, ni2+ (0-5 mm) jonai ženkliai (iki 100 %) slopina kalceino, sulfonato porfirino fluorescenciją. tuo tarpu mn7+, cr6+ (0–100 µm) jonai šių dažų fluorescencijos beveik neslopina. ni2+, mn7+, cr6+ metalų jonai neženkliai (10–15 % ribose) slopino dažo propidžio jodido fluorescenciją ląstelių elektroporacijos terpėje.

taip pat buvo atlikti pelės hepatomos mh-22a ląstelių fluorescencijos slopinimo metalų jonais tyrimai, panaudojus kalceino-am (5 µm) fluorescuojančius dažus.


Kontrolė (fluorescentinis vaizdas)

po 10 min. po 20 min.

2 pav. Kalceino-aM fluorescencijos slopimo pelės hepatomos Mh-22a ląstelese priklausomybė nuo inkubavimo su chromo Cr6+ jonais trukmės, stebėta fluorescentiniu mirksopopu.

Fotonuotraukos UV šviesoje

Stebimas fluorescencijos gesimas ląstelėse, 20 min. inkubuotose terpeje su ni2+, cr6+ ar mn7+ jonais (2 pav).

Literatūra[1] milazzo, g. electrochemistry: Theoretical principles and practical applications. elsevier, ams-

terdam, 1963.[2] gehl, j. electroporation: theory and methods, perspectives for drug delivery, gene therapy and

research. acta physiol. Scand., 2003, 177: 437–447.[3] Kotnik, t., miklavcic, D., and mir, L. m. cell membrane electropermeabilization by symme-

trical bipolar rectangular pulses. part ii. reduced electrolytic contamination. Bioelectroche-mistry, 2001, 54: 91–95.

[4] Loomis-husselbee, j. w., cullen, p. j., irvine, r. f., and Dawson, a. p. (1991) electroporation can cause artefacts due to solubilization of cations from the electrode plates. aluminum ions enhance conversion of inositol 1,3,4,5-tetrakisphosphate into inositol 1,4,5-trisphosphate in electroporated L1210 cells. Biochem. J., 277: 883–885.

[5] pliquett, u. f. and gusbeth, c. a. (2000) overcoming electrically induced artifacts in pene-tration studies with fluorescent tracers. Bioelectrochemistry, 51: 75–79.


kampILoBakTeRIjų papLITImaS šUNų, kaČIų BeI mIeSTo LaUkINIų paUkšČIų TaRpe

BeI RŪšINĖ ĮvaIRovĖ

J. Žvirzdinaitė, Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Veterinarijos akademijas. ramonaitė, Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Veterinarijos akademija

M. Malakauskas, Lietuvos sveikatos mokslų universiteto Veterinarijos akademija

Kampilobakterijos – mikroorganizmai, sukeliantys žmonių susirgimus kampilobak-terioze. Kiekvienais metais europos Sąjungoje užregistruojama daugiau nei 190 000 atvejų žmonių susirgimų, nors tikėtina, kad faktiškas kampilobakteriozės atvejų skai-čius gali būti gerokai didesnis ir siekti daugiau nei milijoną atvejų kasmet [1]. nustaty-ta, kad dažniausiai šia liga yra užsikrečiama per užkrėstus kampilobakterijomis maisto produktus ar žaliavas.

Kampilobakterijomis gali būti užsikrėtę naminiai ir laukiniai gyvūnai, šunys, ka-tės bei kiti gyvūnai. Žmonėms dažniausiai kampilobakteriozę sukelia C. jejuni, rečiau C. coli rūšis, kurių šaltinis yra naminiai gyvūnai, o ypač dažnai C. jejuni būna užsikrėtę broileriai. Kadangi žmogui užsikrėsti kampilobakterioze reikia palyginti nedidelio bak-terijų kiekio, tai yra, užtenka apie 500 bakterijų, todėl ir užsikrėtimas dėl antrinės taršos yra įmanomas, ypač nesilaikant asmens higienos reikalavimų.

Šio tyrimo tikslas buvo įvertinti kačių, šunų bei miesto laukinių paukščių užsikrėti-mą kampilobakterijomis bei nustatyti kampilobakterijų rūšinę įvairovę.

per tyrimų laikotarpį surinkti 356 miesto laukinių paukščių (balandžių ir varnų), kačių bei šunų išmatų mėginiai. tyrimai parodė, kad iš 260 surinktų paukščių išmatų mėginių, kampilobakterijos buvo išskirtos iš 93 mėginių (35,8 %), o iš 96 tirtų naminių gyvūnų mėginių, kampilobakterijos išskirti tik 8 mėginiai (8,3 %). tarp laukinių paukš-čių dažniausiai paplitusi C. jejuni – 97,8 %, rečiau C. coli – 6,5 % ir kitos Campylobacter spp. – 15,1 % rūšys (1 pav.). Šunų ir kačių mėginiuose dažniau aptiktos C. coli (37,5 %) ir kitos Campylobacter spp. (37,5 %) rūšys, nei C. jejuni – 25 % (2 pav.). tyrimai taip pat atskleidė, kad laukiniai balandžiai ir varnos 4,3 kartus yra dažniau užsikrėtusios kami-lobakterijomis, nei šunys bei katės. ištyrus kampilobakterijų rūšinę įvairovę nustatėme, kad pas laukinius paukščius dominuojanti kampilobakterijų rūšis yra C. jejuni (97,8 %). tokie tyrimų rezultatai leidžia daryti prielaidą, kad parkuose, kur žmonės dažnai lesina


laukinius paukščius, yra tikimybė užsikrėsti kampilobakterioze, jei nesilaikoma higienos reikalavimui.

C.jejuni 97,8%

C. coli 6,5%

1 pav. Kampilobakterijų rūšinė įvairovė laukinių miesto paukščių mėginiuose

C. jejuni 25%

C. coli 37,5%

Campylobacter spp.37,5%

2 pav. Kampilobakterijų rūšinė įvairovė kačių ir šunų mėginiuose

tai ypač turėtų būti aktualu mažiems vaikams, kurių higienos įpročiai dar nėra su-siformavę. tuo tarpu šunys ir katės dažniau buvo užsikrėtę kitomis kampilobakterijų rūšimis nei C. jejuni. Kadangi kitos kampilobakterijų rūšys ženkliai rečiau sukelia žmo-nių susirgimus, tai net ir dažnesnis kontaktas su šiais gyvūnais kelia mažesnę riziką užsikrėsti kampilobakterioze. tačiau reikalingi tolimesni tyrimai, kad galėtume tiksliai įvertinti ryšį tarp žmonių susirgimų kampilobakterioze ir laukinių paukščių bei nami-nių augintinių užsikrėtimu kampilobakterijomis.

Literatūra[1] europos maisto Saugumo tarnyba. (2011). Kampilobakterija. [2] mughini gras, L., Smid, j. h., wagenaar, j. a., de Boer, a. g., havelaar, a. h., friesema, i. h.,


french, n. p., Busani, L., van pelt w epub (2012). risk factors for campylobacteriosis of chic-ken, ruminant, and environmental origin: a combined case-control and source attribution analysis. 2012 aug 3;2012;7(8):e42599.

[3] Keller, j. i., Shriver, w. g., waldenström, j., griekspoor, p., olsen, B. (2011). prevalence of campylobacter in wild birds of the mid-atlantic region, uSa. 2011 jul;47(3):750-4.

[4] robino, p., tomassone, L., tramuta, c., rodo, m., giammarino, m., Vaschetti, g., nebbia, p. (2010). prevalence of campylobacter jejuni, campylobacter coli and enteric helicobacter in domestic and free living birds in north-western italy. 2010 Sep;152(9):425-31.

[5] andrzejewska, m., Klawe, j. j., Szczepańska, B., Spica, D. (2011). occurrence of virulence genes among campylobacter jejuni and campylobacter coli isolates from domestic animals and children. 2011;14(2):207-11.

fiZiniai moKSLai

fiZiniai moKSL ai | 59

SIaURaTaRpIų NITRIDINIų pUSLaIDININkIų LIUmINeSceNcINĖ SpekTRoSkopIja

J. aleknavičius, Vilniaus universiteto puslaidininkių fizikos katedra ir taikomųjų mokslų institutas

J. Mickevičius, Vilniaus universiteto puslaidininkių fizikos katedra ir taikomųjų mokslų institutas

G. tamulaitis, Vilniaus universiteto puslaidininkių fizikos katedra ir taikomųjų mokslų institutas

iii grupės nitridiniai puslaidininkiai (aln, gan, inn ir jų trinariai junginiai) šian-dien yra sėkmingai pritaikomi mėlynuose puslaidininkiniuose šviestukuose, lazeri-niuose dioduose ir kituose optoelektrininiuose prietaisuose. ingan junginio draustinį tarpą galima valdyti keičiant jo sudėtį. tokiu būdu iš vieno junginio įmanoma sukurti šviestukus, kurie šviestų visame regimajame bei infraraudonajame spektro ruože. Be to, ingan junginio draustinis tarpas yra gerai suderinamas su Saulės spinduliuotės spek-tru, todėl iš šios medžiagos galima pagaminti našius saulės elementus.

ilgą laiką buvo manoma, kad gryno inn draustinis tarpas yra apie 1,9 eV. tačiau išauginus aukštesnės kokybės inn sluoksnius, nustatyta, kad draustinis tarpas yra daug mažesnis ir tesiekia ~ 0,64 eV. Ši pataisa atveria galimybes inn pagrindu gaminti opto-elektroninius elementus, veikiančius artimojoje infraraudonojoje srityje.

Šio darbo tikslas – nustatyti puslaidininkių inn ir ingan su mažu ga kiekiu, ban-dinių, fotoliuminescencijos spektrines savybes. Šių bandinių fotoliuminescencijos spektrinių savybių charakterizavimas padės tobulinti auginamų epitaksinių sluoksnių kokybę. tuo tikslu buvo sukomplektuotas ir surinktas spektrometrinis kompleksas liu-minescencijos spektrams matuoti infraraudonojoje spektro dalyje. Spektrai buvo ma-tuojami panaudojant andor firmos Shamrock 303i spektrometrą su iDus ingaas suriš-tųjų krūvių (ccD) kamera. Bandinio fotoliuminescencija buvo žadinama nuolatinės veikos hene lazeriu (λ = 632,8 nm).

ištirti trys ingan epitaksiniai sluoksniai, besiskiriantys indžio dalimi junginio sudė-tyje (100 %, 80 % ir 60 %). Bandiniai užauginti Vilniaus universiteto taikomųjų moks-lų institute cheminio nusodinimo iš metalorganinių junginių dujinės fazės (MoCVD) būdu ant safyro padėklo.

išmatuoti spektrai atvaizduojami 1 pav. Kaip ir tikėtasi, mažėjant indžio kiekiui fo-toliuminescencijos juosta slenkasi į trumpabangę pusę, o fotoliuminescencijos intensy-


vumas mažėja. intensyvumo mažėjimą galima paaiškinti epitaksinio sluoksnio kokybės blogėjimu ir dėl to spartėjančia nespinduline nepusiausvirųjų krūvininkų koncentraci-ja. Smulkioji spektrų struktūra yra susijusi su fabry-perot interferencija dėl liumines-cencijos signalo atspindžio nuo epitaksinio sluoksnio padėklo.

1 pav. inGaN epitaksinių sluoksnių su skirtinga indžio dalimi junginio sudėtyje fotoliuminescencijos spektrai


gaLIo NITRIDo aNT SafYRo BUfeRINIo SLUokSNIo DefekTų maŽINImo gReITo

TeRmINIo aTkaITINImo meToDU TYRImaS

a. arnatkevičiūtė, Vilniaus universiteto taikomųjų mokslų institutasr. tomašiūnas, Vilniaus universiteto taikomųjų mokslų institutas

galio nitridas (gan) – medžiaga, puikiai tinkanti aukštos temperatūros optoelek-tronikos įrenginių kūrimui. gan sluoksniai paprastai auginami ant netapačių padė-klų (safyras, silicio karbidas ir kt.). gardelių nesutapimas bei temperatūrinių plėtros koeficientų skirtumas trukdo užauginti kokybiškus gan sluoksnius. Būdingi defektai: doslokacijos, dvyniavimosi plokštumos bei pakavimo defektai, – turi neigiamos įtakos būsimų prietaisų kokybei. Šios problemos sprendimo būdas buvo pademonstruotas są-sajos sluoksnio atkaitinimu [1]. Šio tyrimo tikslas – Vilniaus universiteto laboratorijoje metalorganinio sluoksnių nusodinimo iš garų fazės būdu (angl. MoCVD) užauginto gan ant safyro sąsajos sluoksnio kokybės tyrimas, atliekant laipsninį greitą terminį atkaitinimą.

norint išrinkti eksperimentams tinkamus bandinius, buvo atlikti krūvininkų gyva-vimo trukmės (dinaminių gardelių metodu), judrio bei laisvųjų krūvininkų koncentra-cijos (holo metodu) tyrimai, rodantys šių dydžių priklausomybę nuo ėsdinimo tempe-ratūros bei laiko. remiantis atliktų eksperimentų rezultatais buvo nustatytos optimalios bandinių auginimo sąlygos (pakankamai žema ėsdinimo temperatūra t1 = 1070 oc ir vidutinė trukmė t3 = 140 s) ir paruošti skirtingų auginimo stadijų nuo 0,2 µm (salelių stadija) iki 3,47 µm (pilnai užaugintas sluoksnis) storio sluoksniai. atlikta serija greito terminio atkaitinimo (rta – rapid thermal annealing) operacijų, kurių metu gan ban-dinių temperatūra buvo keliama iki 750 oc ir iki 950 oc bei lyginami krūvininkų gyva-vimo laikai, judriai bei koncentracijos prieš ir po atkaitinimo. 3,47 µm storio bandinys buvo kaitinamas 1 min 750 oc temperatūroje ir pastebėtas krūvininkų gyvavimo tru-kmės pailgėjimas sluoksnio paviršiuje ~ 10 % ir sutrumpėjimas sąsajiniame sluoksnyje ~ 9 %. po pakartotinio atkaitinimo 950 oc temperatūroje papildomų pokyčių nepaste-bėta. judrio bei krūvininkų koncentracijos pokyčiai buvo nežymūs, t. y. paklaidų ribose nepakito. tokiu pat būdu atkaitintų 0,2 µm (salelių stadija) ir 0,36 µm (koalescencijos stadija) storio bandinių savybės liko nepakitusios. atlikus minėtus eksperimentus nu-statyta, jog rta procedūra nėra veiksminga mocVD užaugintiems gan bandiniams.


Literatūroje [1] minima, kad rta mažina defektų koncentraciją gan sluoksniuose, ta-čiau galima daryti prielaidą, kad 1997 metais dėl technologinių problemų nebuvo gali-ma užauginti pakankamai kokybiškų sluoksnių, kokie yra auginami dabar, dėl to rta poveikis nekokybiškiems bandiniams buvo stebimas.

Bendradarbiaujant su kolegomis iš Baltarusijos atlikti šių bandinių liuminescen-cijos tyrimai parodė itin intensyvų spinduliavimą salelių (0,2 µm) bei koalescencijos (0,36 µm) stadijų bandiniuose visame tirtame spektro ruože (λ = 300 ÷ 600 nm). prane-šime taip pat bus palyginamos bandinių Sem nuotraukos bei liuminescensijos spektrai atlikus rta.

Literatūra[1] m. w. cole, f. ren, appl. phys. Lett. 1997, Vol. 71, no. 20, (3004–3006).


mIkRoNINIų gRŪDų feRoeLekTRINIų keRamIkų BSpT pLaČIajUoSTĖ SpekTRoSkopIja

s. Balčiūnas, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetasM. ivanov, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetas

įrangos miniatiurizacija yra viena iš priežasčių, leidusių sukurti nešiojamų kompiu-terių, telefonų, skaitmeninių aparatų bei kitų paprastiem vartotojams skirtų prietaisų rinką. norint ir toliau kurti inovacingus įrenginius atsiranda būtinybė mažinti integri-nius grandynus, todėl vis labiau yra spaudžiami įvairūs tranzistoriai, kondensatoriai, kurių efektyvumas tesiogiai priklauso nuo dielektrinės skvarbos. todėl yra privalu tirti įvairias medžiagas, turinčias skirtingas dielektrines skvarbas. patraukliausiai atrodo fe-roelektrikai, kuriems natūraliai būdingos didelės skvarbos, taip pat feroelektrikai pa-sižymi pjezoelektrinėmis savybėmis. pZt yra vienas populiariausių pjezoelektrikų, jo Kiuri temperatūra mpB regione yra santykinai žema, ypač jeigu naudojama aukštos temperatūros įrangai. medžiaga xBiSco3 – (1-x)pbtio3 (BSpt) yra tinkama alternaty-va, jos pjezoelektrinis koeficientas yra didesnis nei pZt, be to fazinio virsmo tempera-tūra yra 700 (x ≈ 0,375) [1, 2].

Šių tyrimų metu buvo ištirta BSpt0,375 (0,375BiSco3 – 0,625pbtio3). norint iš-matuoti plačiajuostės dielektrinės spektroskopijos būdu, matavimai buvo atliekami 3 etapais. pirmuoju buvo išmatuota nuo 20 hz–1 mhz, antru 1 mhz–1 ghz ir galiausiai trečiu iki 39 ghz. matuojant temperatūrą medžiaga buvo šildoma iki 500 K, o vėliau aušinama iki 100 K skystu azotu. nubrėžtos dielektrinės svarbos priklausomybė nuo temperatūros 1(a) ir 2(b) ir dažnio 3(c) ir 4(d).

1 pav. Dielektrinės skvarbos realiosios dalies priklausomybė nuo temperatūros (K)

2 pav. Dielektrinės skvarbos menamosios dalies priklausomybė nuo temperatūros (K)


3 pav. Dielektrinės skvarbos realiosios dalies priklausomybė nuo dažnio (hz)

4 pav. Dielektrinės skvarbos menamosios dalies priklausomybė nuo dažnio (hz)

nors BSpt fazinis virsmas yra 700 K [3], žemose temperatūrose galime matyti tam tikrus relaksacinius procesus. temperatūrų intervale nuo 100 K iki 500 K skvarba pa-kinta net 10 kartų. taip pat yra stebima ryški dispersija, nuo 1 ghz iki 26 ghz matome žymų skvarbos kritimą.

Literatūra [1] r. e. eitel, c. a. randall, t. r. Shrout, p. w. rehrig, w. hackenberger, and S. e. park, jpn. j.

appl. phys., part 1 40, 5999 (2001).[2] r. e. eitel, c. a. randall, t. r. Shrout, and S. e. park, jpn. j. appl. phys., part 1 41, 2099

(2002).[3] m. algueró, h. amorín, t. hungría, j. galy, and a. castro, appl. phys. Letters, 94,

012902 (2009).


fLUoReNo IR kaRBaZoLo TRINaRIaI DaRINIaI oLeD TechNoLogIjomS

p. Baronas, Vilniaus universitetass. Juršėnas, Vilniaus universitetas

organinės elektronikos technologijų plėtrą patvirtina rinkoje atsirandantys nauji organiniai puslaidininkių prietaisai: organiniai vaizduokliai ir šviestuvai, organiniai Saulės elementai, organiniai grandynai, jutikliai ir kt. Sparčiausiai vystosi organinių šviestukų (oLeD) technologijos. Šiuo metu dauguma organinių šviestukų gaminami tripletinių spinduolių pagrindu. raudonosios ir žaliosios spalvos tripletinių šviestukų technologiniai gamybos procesai yra toli pažengę ir pasiekiamos geros charakteristikos: didelis šviestuko kvantinis našumas, fotostabilumas, greitaveika. tuo tarpu mėlynai spalvai išgauti reikia plataus energijos tarpo ir didelio fotoatsparumo medžiagų, kurios vis dar kuriamos. Vienas iš problemos sprendimo būdų yra fluorescencinių mėlynųjų spinduolių panaudojimas.

Karbazolas ir fluorenas yra du labiausiai naudojami aromatiniai junginiai, sudaran-tys multichromoforines sistemas, kurios pasižymi išskirtinėmis optinėmis ir elektro-ninėmis savybėmis, – karbazolas pasižymi gera skylių pernaša, o fluorenas išsiskiria dideliu fluorescencijos našumu [1]. Daugianarių, pailgą struktūrą turinčių, darinių panaudojimas leidžia padidinti šviesos ištrūką ir suderinti keletą naudingų medžiagos savybių, tokių kaip aukštas fluorescencijos našumas, geras krūvininkų judris, pagerin-tos terminės ir plėvėdaros savybės. Šio mokslinio darbo metu buvo ištirti 4 nauji trina-riai fluoreno ir karbazolo dariniai funkcionalizuoti alifatinėmis grandinėmis (am-126, am-128, am-129, Sg-731) susintetinti Kauno technologijos universitete (1 pav.).


AM-126 A M-128

AM-129 S G-731

1 pav. Fluoreno ir karbazolo dariniai funkcionalizuoti alifatinėmis grandinėmis

Darbo metu buvo analizuotas šių medžiagų tinkamumas mėlynųjų šviečiančiųjų sluoksnių gamybai. Buvo nuodugniai ištirtos šių darinių praskiestų tirpalų tetrahidro-furane (5 × 10-6 mol/l), polistireno matricos ir grynos medžiagos plonų plėvelių optinės savybės.

fluoreno ir karbazolo junginiai, funkcionalizuoti alifatinėmis grandinėmis pasižy-mėjo išplitusia, be aiškios virpesinės struktūros, sugerties juosta tirpale dėl skirtingų molekulių geometrinių formų esant nesužadintai būsenai. fotoliuminescencijos spek-trams tirpale būdinga virpesinė struktūra, atsirandanti dėl molekulių planarinio po-būdžio esant sužadintai būsenai. fluoreno ir karbazolo junginių, funkcionalizuotų ali-fatinėmis atmainomis, plonasluoksnių plėvelių sugerties ir fotoliuminescensijos spek-truose pastebėtas dar didesnis išplitimas ir raudonasis spektrų poslinkis lyginant su tirpalais dėl eksitoninės sąveikos atsiradimo. Sg-731 junginys iš kitų išsiskyrė nedideliu (~ 5 nm) sugerties bei fotoliuminescencijos mėlynuoju poslinkiu, kuris atsiranda esant skirtingoms karbazolo ir fluoreno molekulių jungimo pozicijoms, kas lemia sutrumpė-jusią elektronų konjugacinę sistemą. Visų tirtų struktūrų tirpalų ir plonasluoksnių plė-velių sugerties bei fotoliuminescencijos spektrams buvo būdingas veidrodinis atspindys rodantis struktūros „kietumą“.

fluoreno ir karbazolo junginių tirpalai, funkcionalizuoti alifatinėmis grandinėlė-mis, išsiskyrė itin intensyvia sugertimi (molinės ekstinkcijos koeficientas vyravo nuo 67 300 L mol-1 cm-1 Sg-731 iki 116900 L mol-1 cm-1 am-129) ir atitinkamai dideliu osciliatoriaus stipriu. tai lėmė ir didelį iki 95 % (am-129) fluorescensijos kvantinį na-


šumą tirpale. masyvios alifatinės grandinėlės silpnina tarpmolekulinę sąveiką todėl po-listireno matricoje fotoliuminescensijos kvantinio našumo mažėjimas didėjant medžia-gos koncentracijai yra nežymus (apie 10 %) (1 pav.). atitinkamai gryname medžiagos sluoksnyje buvo nustatytas aukštas fluorescencijos kvantinis našumas (am-126 net 59 %).

2 pav. 2, 7 ir 3, 6 pakeistųjų bei 9 pozicijoje funkcionalizuotų fluoreno–karbazolo junginių fotoliuminescencijos kvantinio našumo kitimas nuo medžiagos masės dalies polistireno matricoje

ir fotoliuminescencijos kvantinis našumas gryname sluoksnyje

apibendrinant matavimų rezultatus ir ištyrus fluoreno ir karbazolo junginių, funk-cionalizuotų alifatinėmis atmainomis, savybes (labai spartus fluorescensijos gesimas laike, silpna tarpmolekulinė sąveika ir didelis fotoliuminescensijos kvantinis našumas), galima teigti, kad šie junginiai yra perspektyvūs organinių lazerinių bei oLeD techno-logijoms.

Literatūra[1] Krotkus, S.; Kazlauskas, K.; miasojedovas, a.; gruodis a.; jursenas, S.; physical Chemistry C,

2012, 116, 7561−7572.


SafYRo RaIŽYmaS pIkoSekUNDINIU LaZeRIU

J. Berzinš, Fizinių ir technologijos mokslų centrasM. Gedvilas, Fizinių ir technologijos mokslų centras

Safyro raižymas – tai viena iš tų sričių, kurioje tinkamas lazerinių technologijų pri-taikymas tampa optimaliu medžiagos apdirbimo metodu [1, 2].

Vystantis šviesos diodų gamybai, ypač pastaruoju metu, safyras gan dažnai naudoja-mas kaip padėklas epitaksiniam gan struktūrų auginimui [3]. nepaisant to, kad safyras kietumo atžvilgiu nusileidžia tik deimantui, kitos jo savybės nulemia tokį pasirinkimą: safyro ir gan gardelių derėjimas, skaidrumas plačiame spektro diapazone bei geras šiluminis laidumas.

priešingai nei industrinėje rinkoje paplitusiais safyro apdorojimo metodais, kur naudojamas deimantinis diskas ar ultravioletinės šviesos nanosekundiniai lazeriai, naudojant pikosekundinį lazerį galimas tikslesnių pažeidimų formavimas ar net nau-jo padėklų atskyrimo metodo, paslėptojo raižymo, taikymas [4]. Šio metodo esmė – pažeidimų formavimas ne paviršiuje, o tūryje, taip užtikrinant kuo mažesnį neigiamą pažeidimo efektą, abliaciją, atitinkamai gerinant raižymo charakteristikas, rėžio tūrinį pasiskirstymą (žr. 1 pav.).

1 pav. paslėptojo raižymo principinė schema

tyrimo metu buvo parengta nauja optinės sistemos konfigūracija, naudotas piko-sekundinis lazeris pL10100. pažeidimai safyro tūryje daryti, naudojant 1 064 nm arba 355 nm bangos ilgio lazerio spinduliuotę. atlikus pirminius matavimus, eksperimentus nuspręsta tęsti 355 nm bangos ilgiu. ištirtos pažeidimų priklausomybės nuo skenavimo greičio ir lazerio impulso energijos, surasti geriausi raižymo rėžimai.


Literatūra[1] tamhankar, a., patel, r. J. Laser applications, 2011. 23, 032001.[2] Karnakis, D., illy, e. K., Knowles, m. r. h., gu, e., Dawson. m. D., proc. Spie, 2004, 5366,

207–211.[3] melton, w. a., pankove, j. i. j. Cryst. Growth. 1997, 178, 168–173.[4] fukuyo, f., fukumitsu, K., uchiyama. n. proc. LpM2005. williamsburg, uSa, 2005.


SUŽaDINImo eNeRgIjoS IR kRŪvIo peRNašoS TYRImaS oRgaNINIUoSe NaNokRISTaLUoSe

K. Budzinauskas, Vilniaus universitetasr. augulis, Fizikinių ir technologinių mokslų centras

organiniai konjuguotieji polimerai yra sparčiai besivystanti ir plačiai tyrinėjama mokslo sritis. Šie polimerai pasižymi puslaidininkinėmis savybėmis ir yra panaudojami šiuolaikinėse oLeD technologijose. paraheksafenilas (p6p) yra konjuguotas polimeras sudarytas iš šešių benzeno žiedų, sujungtų konjuguotomis jungtimis. Darbo metu buvo tiriama p6p kristalų sužadinimo energijos pernaša. Šios medžiagos kristalams, užau-gintiems ant padėklų, yra būdinga adatos formos struktūra. Šių kristalų ilgiai priklauso nuo auginimo sąlygų ir gali kisti nuo 100 nm iki 10 µm. Sužadinus tokius kristalus, šie spinduliuoja 400–550 nm bangos ilgio poliarizuotą šviesą, o patiems kristalams bū-dingos bangolaidinės savybės. Dėl to teoriškai iš šios medžiagos kristalų galima gauti mėlynos / žalios spalvos mikrolazerį arba poliarizuotos šviesos šviestuką.

tyrimai buvo atliekami naudojant ~ 2 ps laikinės skyros fotoelektronų kamerą („Streak camera“). Žadinimui buvo naudojamas 343 nm bangos ilgio lazeris. naudo-jantis fotoelektronų kamera yra galima stebėti labai greitus procesus vykstančius iš kar-to po medžiagos sužadinimo lazeriu. Šiuos procesus analizuojant buvo tikimasi atrasti kaip vyksta sužadinimo energijos pernaša p6p kristalų viduje ir kaip šiuos procesus įtakoja p6p kristalų struktūrinės savybės.

1 pav. 4 µm ilgio p6p kristalų aFM nuotrauka ir fotoelektronų kameros rezultatai. Matomas ilgai gyvuojantis žaliasis (450–550 nm) komponentas ir

greitas sužadinimo energiją prarandantis mėlynasis (400–450 nm) komponentas


atliktus p6p molekulinių kristalų tyrimus naudojantis fotoelektronų kamera paaiš-kėjo, jog fluorescencijai analizuoti galima taikyti 2 komponenčių modelį. Viena kom-ponentė yra aktyvi mėlynoje spektro dalyje (400–450 nm), kita žalioje (450–550 nm). Žaliosios komponentės gyvavimo laikas (1/e) ~ 3,8 ns, mėlynosios ~ 0,4 ns. naudo-jantis gesimo kinetikomis buvo padaryta išvada, jog egzistuoja sužadinimo energijos pernaša iš mėlynosios komponentės į žaliąją. remiantis afm nuotraukomis ir fotoelek-tronų kameros rezultatais buvo padaryta išvada, jog kuo p6p kristalai ilgesni, tuo žalioji komponentė yra aktyvesnė. 1 pav. matomi fotoelektronų kameros rezultatai ilgų p6p kristalų atveju (ilgis ~ 4 µm.

analizuojant fotoelektronų duomenis paaiškėjo, jog ne visiems p6p kristalų ilgiams galioja padaryta išvada. ne visada ilgėjant p6p kristalams ryškėja lėtoji komponentė.

2 pav. Lėtosios spektrinės komponentės intensyvumas skirtingam kristalų ilgio ir tarpo tarp jų santykiui (L/D). esant ilgiems ir retai išsidėsčiusiems p6p kristalams lėtoji komponentė

intensyviausia

Buvo atrasta, jog lėtosios spektrinės komponentės intensyvumui įtakos turi ir tai, kokiais atstumais šie kristalai yra išsidėstę. 2 pav. matomas lėtosios spektrinės kompo-nentės intensyvumo padidėjimas esant ilgiems ir retiems kristalams.


ŽmogaUS kRaUjoTakĄ aTSpINDINČIų SIgNaLų fLIUkTUacIjų SpekTRINĖ IR koReLIacINĖ

aNaLIZĖ

D. Čibiraitė, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetas s. pralgauskaitė, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetas

Žmogaus kraujotakos sistemos sutrikimų diagnostika yra aktuali sritis. manoma, kad kraujotakos sistemos signalai gali suteikti daug daugiau informacijos nei sugeba pamatyti medikai, taikydami iki šiol sukurtus metodus. mokslinis potencialas matomas žmogaus kraujotaką atspindinčių signalų fliuktuacijų tyrimuose. Šiuo aspektu atlikta ke-letas tyrimų, tokių kaip periodinio elektrokardiogramos poliarizacijos kitimo spektrinė analizė [1], ilgo trumpalaikės atminties pulso kitimo tyrimai miego apnėjos nustatymui [2], kraujospūdžio triukšmų tendencijų tyrimas [3]. tačiau dauguma metodų nagrinė-ja kraujotakos sistemos signalus, pašalinant iš jų fliuktuacijas. analizuojant triukšmus gali daug sužinoti apie sistemos būseną. Šiame pranešime pristatoma tyrimų, siekiant sukurti žmogaus kraujotakos sistemos signalų fliuktuacijų analizės metodiką, rezultatai.

norint duomenis analizuoti triukšmų metodu, būtina kompiuterinė programa. Su-kurtos programos vaizdas, atlikus elektrokardiogramos signalo analizę, pateiktas 1 pav.

1 pav. programos vaizdas


programa atlieka tokius veiksmus:• nuskaitomas duomenų dokumentas (šiuo atveju žmogaus galūnių impedanso,

elektrokardiogramos signalai).išskiriama nuostovi signalo dalis.• Šiam signalui pritaikomas juostinis filtras, pašalinantis kintamos įtampos šalti-

nio dažnį (50hz).• nufiltruotas signalas centruojamas.• centruotas signalas apdorojamas slenkančio vidurkio metodu.• gautas suvidurkintas signalas atimamas iš centruoto signalo – gaunamas signalo

triukšmas.• triukšmai analizuojami koreliacinės ir spektrinės analizės metodais.• analizės duomenys išvedami į naują dokumentą.testuojant programą su standartiniais signalais [4], apskaičiuoti autokoreliacijos

funkcija (2 pav.) ir galios spektrinio tankio priklausomybė nuo dažnio (3 pav.).

24.962 4.99 25.02

0.0

0.2

r

τ, s10-1 100 101

10-13

10-12

S

f, Hz2 pav. autokoreliacijos koeficiento

priklausomybė nuo trukmės3 pav. Galios spektrinio tankio priklausomybė

nuo dažnio

Sukurta žmogaus kraujotakos sistemą atspindinčių signalų fliuktuacijų spektrinę ir koreliacinę analizę atliekanti programa.

Literatūra[1] narayan, S. m., Smith, j. m., ieee trans. Biomedical engineering, 1999, 46, 203–212.[2] novak, D., mucha, K., al-ani t., proc. proc. 30th annual int. iee eMBS Conf., 2008, 5234–5237.[3] yazawa, t., Katsuyama, t., proc. 2nd int. Conf. Biomedical engeneering and informatics, 2009, 1–5.[4] goldberger, a. L., amaral, L. a. n., et al., physioBank, physiotoolkit, and physionet: com-

ponents of a new research resource for complex physiologic Signals. circulation, 2000, 101, e215-e220 [circulation electronic pages; http://circ.ahajournals.org/cgi/content/full/101/23/e215].


Siox LegIRUoTų a-c:h pLĖveLIų TYRImaS fTIR SpekTRoSkopIja

a. Čiučiulkaitė, Kauno technologijos universiteto Fundamentaliųjų mokslų fakultetasa. tamulevičienė, Kauno technologijos universiteto Medžiagų mokslo institutas

amorfinė (hidrogenizuota) anglis (a-c(:h)) yra puslaidininkinė medžiaga, neturin-ti pastovios struktūros, kadangi ją lemia įvairios dangų formavimo sąlygos (formavimo metodas, dujos, legiruojančios medžiagos ir t. t.) [1]. Dėl to a-c(:h) pasižymi unika-liomis savybėmis (pvz., kietumas, atsparumas išoriniams įtempiams, pralaidumas regi-mojoje ir infraraudonųjų spindulių srityje ir kt.) [2], taikomomis pramonėje (saulės ele-mentams, optiniams jutikliams, mikroelektromechaniniams prietaisams, t. t.). pagrin-diniai amorfinės anglies (a-c) arba amorfinės hidrogenizuotos anglies (a-c:h) plėvelių struktūros apibūdinimo parametrai yra sp3/sp2 santykis bei vandenilio kiekis [1]. Šiuos parametrus iš dalies galima įvertinti pasitelkiant furje transformacijos infraraudonųjų spindulių (ftir) spektroskopiją, kuri yra paprastas, greitas ir pigus tyrimo metodas, tačiau parodo tik c-h ryšius, nors sp3/sp2 santykį lemia ir c-c ryšiai [3].

Šiame darbe ištirtos a-c:h:Siox dangos, suformuotos šalto katodo jonų šaltiniu iš heksametildisiloksano ((ch3)3SioSi(ch3)3 arba hmDSo) naudojant acetileno (c2h2) nešančiąsias dujas. atlikus plėvelių matavimus ftir spektroskopu „Vertex 70“, buvo nustatyta plėvelių sugertis 4000–400 cm-1 banginių skaičių intervale. Visų plėvelių spektruose buvo stebima amorfinės anglies plėvelėms būdinga c-h tempimo virpesių smailė 3 100–2 800 cm-1 intervale (1 pav.). naudojantis programos „origin pro 8.5“ papildiniu „peak analyzer“ ši smailė buvo aprašyta gauso funkcijomis (2 pav.), atitin-kančiomis sp3 ir sp2 ryšius. sp3/sp2 santykis pagal smailių plotą apskaičiuotas naudojantis formulėmis [4]:

(1)

sp3/sp2 santykio kitimas nuo jonų pluošto energijos pavaizduotas 3 paveiksle. nu-statyta, kad didėjant jonų pluošto energijai iki 600 eV, sp3/sp2 santykis mažėja, o nuo 700 eV vėl padidėja. toks santykio kitimas parodo, jog jonų pluošto energija turi įtakos plėvelių struktūrai.


Vandenilio, prisijungusio prie anglies atomų, koncentracija (at. %) apskaičiuota naudojantis formule [5]:

(2)

čia a – konstanta, nurodanti sugerties stiprumą, šiuo atveju jos skaitinė vertė lygi 2 ∙ 1020 cm-2, Nc – atominis anglies tankis, lygus 1,73 ∙ 1023 cm-3, a(ω) – sugerties koeficien-tas, atitinkantis banginį skaičių ω.

Vandenilio, prisijungusio prie anglies, kiekio palyginimas su tampriai išsklaidytų atatrankos elementų analizės (erDa) rezultatais pateiktas 4 paveiksle. paveiksle mato-ma, jog vandenilio kiekis, nustatytas iš ftir spektrų, yra mažesnis lyginant su erDa, kas rodo, jog ne visi vandenilio atomai (maždaug apie 50 %), esantys plėvelėje, yra su-sijungę su anglimi.

1 pav. Sugerties priklausomybė nuo banginių skaičių C-h tempimo virpesių intervale

2 pav. plėvelių, suformuotų naudojant 300 eV energijos jonų pluoštą, C-h tempimo virpesių

smailės aprašymas Gauso funkcijomis. 1–4 smailės atitinka sp3 ryšius, 5–6 – sp2 ryšius

3 pav. sp3/sp2 santykio priklausomybė nuo jonų pluošto energijos

4 pav. Vandenilio kiekio, nustatyto iš Ftir spektrų ir erDa metodu, palyginimas


naudojantis furje transformacijos infraraudonųjų spindulių spektroskopijos meto-du ištirtos a-c:h:Siox plėvelės. iš c-h tempimo virpesių intervalo (3100–2800 cm-1) buvo nustatytas plėvelių sp3/sp2 ryšių santykis bei vandenilio, prisijungusio prie anglies, kiekis. pastebėta, jog sp3/sp2 santykis mažėja didinant jonų pluošto energiją iki 600 eV, o po to pradeda didėti, kas parodo, jog plėvelių struktūra priklauso nuo jonų pluošto energijos. apskaičiavus vandenilio koncentraciją iš ftir spektrų ir palyginus su erDa rezultatais, nustatyta, jog apie 50 % vandenilio atomų yra susijungę su anglimi.

Literatūra[1] robertson, j. progress in Solid State Chemistry, 1991, Vol. 21, p. 199–333. [2] Smietana, m. et. al. Diamond and related Materials, 2007, 16, p. 1374–1377. [3] paul, r. et al. Journal of Physics D: Applied Physics, 2008, 41, p. 055309.[4] Dwivedi, n. et al. Journal of physics and Chemistry of Solids, 2012, 73, p. 308–316.[5] Kim, y. y. et al. Journal of applied physics, 2011, 109, p. 113503.


NekoNjUgUoTų 3D TIpo moLekULIų SINTeZĖ IR TYRImaS

a. Dainytė, Kauno technologijos universiteto organinės technologijos katedra B. D. Gudeika, Kauno technologijos universiteto organinės technologijos katedra

Šiuo metu dauguma elektrofotografijoje naudojamų mažamolekulių organinių pus-laidininkių yra p-puslaidininkiai. Bipolinių puslaidininkių (n-ir p-tipo) žinoma gerokai mažiau. norint, kad organiniai puslaidininkiai pasižymėtų geromis teigiamų krūvinin-kų pernašos savybėmis, gebėtų suformuoti morfologiškai stabilius stikliškus sluoksnius, pasižymėtų aukšta stiklėjimo temperatūra, jų elektroforai turi būti elektroniškai izo-liuoti. todėl šio darbo tikslas buvo susintetinti mažamolekulius stiklus, pasižyminčius abiejų ženklų krūvininkų pernašos savybėmis su elektroniškai izoliuotais chromoforais.

Šiame darbe buvo susintetinti penki organiniai puslaidininkiai, kaip akceptorius pa-sirinktas triazino branduolys, o donorai – hidroksigrupę turintys aromatiniai junginiai. Buvo išbandyti keli sintezės metodai. pirmiausia reakcijos vykdytos pagal metodiką, apra-šytą K. Srivinas et al. šaltinyje [1]. Sintezės eiga: apvaliadugnėje kolboje sausame tetrahi-drofurane (thf) ištirpintas natrio hidridas (nah) ir visą laiką maišant reakcijos mišinys šaldytas 0 oc temperatūroje. tada į reakcijos mišinį įpyltas thf ištirpintas pasirinktas hidroksijunginio tirpalas. po 2–3 valandų sulašintas 2,4,6-trichlor-1,3,5-triazino tirpalas thf. pastovioje 0–5 oc temperatūroje reakcijos mišinys buvo sukamas magnetine maišy-kle kelias valandas. reakciją vykdant pagal šią metodiką pradinės medžiagos nereagavo, todėl išbandyta kita metodika [2]. Sintezės eiga: pasirinktas hidroksijunginys ir 2,4,6-trich-lor-1,3,5-triazinas ištirpintas dimetilformamide (Dmf). Kaip katalizatorius naudojamas kalio karbonatas (K2co3). reakcijos mišinys kaitinamas 70 oc temperatūroje ir visą laiką maišomas magnetine maišykle. tačiau ir šiuo metodu pradinės medžiagos nereagavo.

1 schema. Junginių 1–5 sintezės eiga


galutiniai produktai, pavaizduoti 1 schemoje, gauti pagal metodiką, aprašytą m. m. rothmann et al. literatūros šaltinyje [3]. Sintezės eiga: pirmiausia dvigurklėje kolboje dioksano ir vandens mišinyje (1/1) ištirpintas pasirinktas hidroksijunginys (fe-nolis, 4-nitrofenolys, 4-cianofenolis, 4-metoksifenolis ar 4-tret-amilfenolis). po to įdė-tas katalizatorius (Koh) ir po 10 min. sulašintas 2,4,6-trichlor-1,3,5-triazino tirpalas dioksane. reakcijos mišinys kaitinamas 70 oc temperatūroje kolbą sukant magnetine maišykle 2–3 val. reakcijos pabaiga nustatyta plonasluoksnės chromotografijos meto-du, kai sureagavo visos pradinės medžiagos. Buvo naudojami įvairūs pasirinkti eliuen-tai, o išskiriamų medžiagų pasiskirstymo koeficientas rf svyravo nuo 0,3 iki 0,5. jungi-nių mišiniams gryninti išbandyti keli gryninimo metodai – kolonėlinė chromotografija ir skirtingų pradinių ir galutinių medžiagų tirpumu paremtas metodas. galiausiai visų susintetintų junginių cheminė struktūra buvo įrodyta 1h Bmr spektroskopijos metodu.

Buvo užrašyti praskiestų 1–5 ir TR tirpalų acetonitrile absorbcijos spektrai, kurie pateikti 1 pav. TR ir visi susintetinti junginiai 1–5 sugeria uV spinduliuotę 200-375 nm bangų ilgio intervale. Kai kurių susintetintų junginių (1, 4 ir 5) uV spektruose galima pastebėti TR būdingas sugerties smailes. tai, kad šių junginių uV spektruose nėra nau-jų smailių rodo, jog elektroninė sąveika tarp chromoforų (triazino ir para pakeistų fe-nolių) šiuose junginiuose yra silpna. junginių 2, 3 absorbcijos spektruose ilgesnių bangų pusėje naujų smailių atsiradimą būtų galima paaiškinti naujų chromoforų susidarymu.

200 250 300 3500,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

�

�

�

��

��

��

�

�

��,��

��,��

�1�2�3�4�5��

1 pav. Junginių 1–5 ir tr praskiestų tirpalų (10-5 M) acetonitrile UV spinduliuotės spektrai

Literatūra[1] K. Srivinas et al., journal of materials chemistry, 16, 2006, p. 497.[2] chuntao Zhao et al., journal of organic chemistry, 72(7), 2007, p. 2402.[3] m. m. rothmann et al., organic electronics, 12, 2011, p. 1194.


5-BRomo-1,3,3-TRImeTIL-1,3-DIhIDRo-6‘h-SpIRo[INDoLo-2,2‘-pIpeRIDIN]-6‘-oNo SINTeZĖ IR

mIkRoBaNgų SkaTINamoS SUZUkI-mIYaURa kRYŽmINIo jUNgImo

ReakcIjoS

M. Dargytė, Kauno technologijos universiteto organinės chemijos katedraV. Buinauskaitė, Kauno technologijos universiteto organinės chemijos katedra,

Kauno technologijos universiteto, Sintetinės chemijos institutasa.Šačkus, Kauno technologijos universiteto organinės chemijos katedra,

Kauno technologijos universiteto, Sintetinės chemijos institutas

junginiai, turintys spiro anglies atomą, kuris priklauso dviem heterociklams, yra suvaržytos struktūros ir labai perspektyvūs biologinio aktyvumo tyrimams. apie spi-roindolo darinius, kurie pasižymėtų priešvėžiniu aktyvumu, literatūroje yra mažai duo-menų.

tipinės Suzuki-miyaura kryžminio jungimo reakcijos atliekamos įprastomis sąly-gomis: šildant alyvos vonelėje, naudojant organinį tirpiklį, bazę K2co3 ir katalizatorių pd(pph3)4 [1]. Besiplečiant mikrobangų panaudojimui, jos buvo pritaikytos Suzuki-mi-yaura kryžminio jungimo reakcijoms.

Šio tyrimo tikslas – susintetinti spiroindolo piperidinono darinius ir ištirti jų panau-dojimo pd katalizuojamoms kryžminio jungimo reakcijoms galimybes.

pagal literatūroje aprašytą metodiką [2], buvo susintetintas 5-brom-2,3,3-trime-til-3h-indolas (3) (1 schema). toliau jį alkilinant metiljodidu, suneutralinus naoh ir paveikus akrilamidu, gautas 5-brom-1,3,3-trimetil-1,3-dihidro-6‘h-spiro[indol-2,2‘-piperidin]-6‘-onas (5).


NH2

Br

NH

Br

H2N

N

Br CH3H3C

12 3

NaNO2, SnCl2•2H2O H2SO4, EtOH

0-2oC 80oC, 6 val.CH3

H3CCH3

CH3

O

N

H3C CH3

CH3

CH3I-

4

N

H3C CH3

CH3

NH O

5

Br BrNaOH(aq), Et2O

110 oC, 6 val.

CH3I,

40 oC, 24 val.

1 schematolimesnė darbo stadija – Suzuki-miyaura kryžminio jungimo reakcijos, kurių metu

buvo jungiamos arilboro rūgštys su spiroindolu 5 (2 schema). įprastinio šildymo alyvos vonelėje pakeitimas į kaitinimą mikrobangomis žymiai pagreitino reakciją. tolimes-nis reakcijos sąlygų optimizavimas atliktas mikrobangų reaktoriuje jungiant naftilboro rūgštį prie spirojunginio 5. padarius seriją reakcijų, keičiant tirpiklius (etanolį, dioksaną, acetoną), bazes (na2co3, K3po4, cs2co3, K2co3) ir katalizatorius (pdoac2, pd(pph3)4), gauta geriausia 97 % tikslinio produkto išeiga (trukmė 25 min., tirpiklis etanolis, bazė cs2co3, katalizatorius pd(pph3)4). parinktomis optimaliomis sąlygomis buvo atlikti spi-roindolo 5 jungimai su fenilo, 4-metoksifenilo, 3-chlorfenilo ir tionilo boro rūgštimis.

5 6

Pd(PPh3)4, EtOH, Cs2CO3,

25-40 min., 100 oC, MB.N

H3C CH3

CH3

NH O

Br

N

H3C CH3

CH3

NH O

R

R =

OH3C

Cl

S

2 schemaVisų junginių struktūros įrodytos 1h, 13c Bmr, mS, ir spektroskopijos ir elementi-

nės analizės duomenimis.

Literatūra[1] Suzuki, j. organomet. Chem. 576, 147 (1999).[2] c. niu, y. Song, L. yang. Chin. J. Chem., 2009, 27, p. 2001.


aUkšTųjų haRmoNIkų geNeRacIja kIeTojo kŪNo TeRpĖje

N. Garejev, Vilniaus universitetasJ. Darginavičius, Vilniaus universitetas

aukštųjų harmonikų generacija yra naudojama, siekiant generuoti koherentinius impulsus tolimoje ultravioletinėje ir minkštoje rentgeno elektromagnetinių bangų sri-tyje. Šiuo metu jas generuoja tauriųjų dujų terpėse, tai reikalauja papildomo darbo su pačiom dujom. Šio darbo tikslas buvo ištirti aukštųjų harmonikų generaciją kietojo kūno terpėse, bandant pasiekti kuo aukštesnes harmonikas.

1 pav. eksperimento principinė schema

eksperimentui buvo naudojamas juliaus Darginavičiaus 2 µm lazerinis šaltinis ge-neruojantis 4 0fs trukmės, 16 µj energijos impulsus [1]. Kadangi harmonikų generacijai labai svarbus intensyvumas, priklausantys nuo impulso trukmės, buvo pridėtas ZnSe kristalas, kompensuojantis impulso dispersinį išplitimą eksikonose ir lęšyje. Barstyklė buvo laikinai įdedama į schemą, pradinio impulso spektrui pamatuoti. Du eksikonai generavo žiedinį pluoštą, kuris buvo aštriai fokusuojamas į bandinį, kad būtų generuo-jamos harmonikos ir išvengta kontinumo atsiradimo. 4 f lęšių sistema (du + 5 cm lęšiai) surinkdavo gautas harmonikas į spektrometro šviesolaidį. atlenkiamas veidrodis leido vietoj surinkimo į spektrometrą, registruoti pluošto energiją matuokliu, skirtingi filtrai prieš matuoklį buvo naudojami atskirų harmonikų energijos matavimui.


2 pav. harmonikų spektras su pradiniu impulsu (1-oji harmonika)

tyrimo metu pavyko užregistruoti 3-iąją, 5-ąją ir 7-ąją harmonikas. iš išbandytų bandinių geriausius rezultatus pasiekėm su 0,15 mm storio BK7 preparaciniu stikliuku. galimybę išmatuoti aukštesnes harmonikas negu 7-ąją ribojo lęšių 4 f sistemos aberaci-jos ir bandinių optinis pažeidimas didinant energiją.

Literatūra[1] Darginavicius, j., garejev, n., and Dubietis a. generation of carrier-envelope phase-stable

two optical-cycle pulses at 2 μm from a noncollinear BBo optical parametric amplifier. Su-bmitted to optical Letters, 2012, iD:173418.


meRkapToeTaNoLIo aDSoRBcIjoS aNT aUkSo eLekTRoDo TYRImaS SUmINIo DaŽNIo

geNeRacIjoS SpekTRoSkopIjoS meToDU

e. Golovinas, Vilniaus Gedimino technikos universitetasG. Niaura, Fizinių ir technologijos mokslų centras

merkaptoetanolis (b-merkaptoetanolis, me) plačiai naudojamas metalų paviršiaus modifikavimui, suteikiant jam hidrofilines savybes ir konstruojant pakabinamas mo-delines membranas. Šių struktūrų stabilumas ir funkcija priklauso nuo adsorbuoto me konformacijos ir sąveikos su metalu bei tirpalu. Šio darbo tikslas – charakterizuoti molekuliniame lygmenyje adsorbuoto me struktūrą panaudojant netiesinės virpesinės spektroskopijos metodą – suminio dažnio generaciją (SDg). anksčiau mes parodėme, kad SDg metodas gali suteikti unikalios informacijos apie baltymų, adsorbuotų fazių riboje, funkciją, molekulinių grupių orientaciją ir struktūrą [1]. metodas taip pat buvo naudojamas adsorbuotų ant aukso paviršiaus monosluoksnių tyrimams [2]. Buvo paro-dyta, kad SDg spektroskopija tinkama vandens molekulių orientacijos ir vandenilinių ryšių sąveikos fazių riboje tyrimams [3]. pagrindiniai SDg metodo privalumai – mole-kulinis specifiškumas ir ypatingas jautris procesams vykstantiems fazių riboje.

tyrimams naudojome uaB eKSpLa SDg spektrometrą instaliuotą fizinių ir tech-nologijos mokslų centre. SDg spektrai buvo gaunami panaudojant 532 nm ir derinamą nuo 0,68 iki 10 mm infraraudonąją spinduliuotę (30 ps, 50 hz). naudoti magnetroninio garinimo būdu suformuoti aukso elektrodai. Buvo atlikti priklausomybės nuo adsorb-cijos laiko spektriniai tyrimai, išlaikant au bandinius 0,01 m me etanolio tirpale 5 s, 30 s, 5 min, 30 min, 2 val. ir 24 val. matavimai buvo atliekami 2 800-3 800 cm-1 spektro ruože, tačiau dėl infraraudonosios spinduliuotės sugerties atmosferos vandens garais, spektrinė sritis nuo 3 600 iki 3 800 cm-1 nebuvo tinkama analizei. Siekiant suprasti vandens įtaką monosluoksnio struktūrai, tyrimai buvo atlikti fazių ribose au/me/oras ir au/me/vanduo, suformuojant kelių mikrometrų vandens sluoksnį tarp bandinio ir caf2 langelio.

adsorbuoto ant au elektrodo me spektre, fazių riboje au/me/oras matosi dvi pa-grindinės SDg juostos (nukreiptos žemyn) ties 2 884 ir 2 945 cm-1, susijusios su metile-no grupių valentiniais virpesiais (1 pav.). pateikti spektrai užregistruoti naudojant spin-dulių ppp poliarizacijų kombinaciją (p-SDg, p-532 nm ir p-ir spindulių poliarizacija).


Spektruose nesimato oh grupių valentinių virpesių srityje nuo 3 100 iki 3 500 cm-1. tai gali būti susiję su artima lygiagrečia šių grupių orientacija metalo atžvilgiu. Lyginant skysto me ramano spektro metileno grupių dažnius (2 876 ir 2933 cm-1) su SDg spek-trais, matosi, kad juostų dažniai dėl sąveikos su metalu ir šalia esančiomis adsorbuo-tomis molekulėmis padidėja 8-12 cm-1. Spektrai mažai priklauso nuo išlaikymo laiko adsorbciniame tirpale. taigi, jau po 30 s susiformuoja orientuotas me monosluoksnis ant au paviršiaus. Žinoma, kad SDg signalas neregistruojamas, kai monosluoksnis ne-tvarkingas [2].

fazių riboje metalas / vanduo SDg spektrai susilpnėja, o juostų dažniai nežymiai padidėja. tai rodo, kad vandeninėje terpėje me molekulių orientacija pakinta, atsiran-da daugiau skirtingai orientuotų metileno grupių.

1 pav. Merkaptoetanolio ant au elektrodo suminio dažnio generacijos spektrai ore, gauti išlaikant adsorbcijos tirpale 30 s, 5 min. ir 2 val.

Literatūra[1] g. niaura, Z. Kuprionis, i. ignatjev, m. Kažemėkaitė, g. Valinčius, Z. talaikytė, V. razumas,

S. Svendsen. J. phys. Chem. B, 2008, 112, 4094-4101. [2] c. D. Bain, J. Chem. Soc. Faraday trans., 1995, 91, 1281-1296. [3] D. e. gragson, g. L. richmond, J. phys. Chem. B, 1998, 102, 3847-3861.


s. therMophiLUs cRISpR3/cas SISTemoS paRUošImaS kLoNavImUI Į eUkaRIoTINeS

LĄSTeLeS

M. M. Grušytė, Vilniaus universiteto Gamtos mokslų fakultetasG. Gasiūnas, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

tik 2007 m. buvo įrodyta, jog criSpr/cas (angl. clustered regularly interspaced short palindromic repeats) sistemos dalyvauja bakterijų apsaugoje nuo virusų [1]. Šiuo metu jos randamos 40 % bakterijų genomų ir beveik visose archėjose. criSpr regioną sudaro 23–50 bazių porų ilgio kartotinių sekų sritis, tarpusavyje atskirta 17–84 bazių porų ilgio unikaliomis sekomis – skirtukais [2]. Skirtukai kilę iš egzogeninės Dnr, kuri yra įstatoma į criSpr regioną svetimos genetinės medžiagos invazijos metu [1]. criSpr/cas sistemai taip pat priklauso regioną supantys cas genai, koduojantys didelę grupę cas baltymų, dalyvaujančių šios apsaugos sistemos veikloje. Šalia criSpr srities yra nekoduojanti, daug at nukleotidų turinti lyderinė seka, veikianti kaip promoto-rius vykstant criSpr regiono transkripcijai. molekuliniu lygiu criSpr veikimas ap-ima tris etapus: naujų skirtukų įsistatymą, criSpr rnr (crrnr) sintezę ir brendimą bei criSpr interferenciją [3]. criSpr/cas sistemų funkcionavimas dar nėra pilnai suprastas, todėl siekiant išsiaiškinti jų veikimo molekulinį mechanizmą, įvairiose pa-saulio laboratorijose intensyviai atliekami eksperimentai. praėjusiais metais Baltymų ir nukleorūgščių sąveikos tyrimų skyriuje veikli pilno ilgio S. thermophilus criSpr3/cas sistema buvo perkelta į e. coli ląsteles ir įstačius reikiamus skirtukus, šios ląstelės „pa-skiepytos“ prieš norimus virusus bei plazmides [4]. taip pat parodyta, kad atsparumo užtikrinimui reikalingas vienintelis cas9 baltymas. tokiu būdu „paskiepyti“ bakterijas galima ir genų inžinerijos pagalba, todėl criSpr sistemos turi didelį potencialų pritai-kymą medicinoje bei pramonėje. tinkamai paruoštą criSpr3/cas sistemą būtų galima panaudoti kaip genetinį įrankį eukariotinėse ląstelėse: apsaugai nuo virusų, kryptingai genų inaktyvacijai ir genų terapijai.

praktikos metu cas9 baltymą genų inžinerijos metodais suliejome su sekomis, lemiančiomis baltymo lokalizaciją branduolyje bei ištyrėme šių modifikacijų įtaką criSpr sistemos aktyvumui. Buvo atrinktas geriausiai veikiantis suliejimo variantas. taip pat į minimalų eksperimentinį criSpr regioną įstatėme naujus skirtukus, nu-kreiptus prieš žalio fluorescuojančio baltymo geną ir patikrinome, ar sistema su pa-


sirinktais skirtukais yra aktyvi − riboja plazmidės, turinčios analogišką skirtukui seką (pro- skirtuką), patekimą į ląstelę. atrinkome du galimus skirtukų variantus.

Literatūra[1] Barrangou, r., fremaux, c., Deveau, h., richards, m., Boyaval, p., moineau, S., rome-

ro, D. a., horvath, p. criSpr provides acquired resistance against viruses and procaryotes. Science, 2007. 315:1709 –1712.

[2] maraffini, r. a., Sontheimer, e. j. criSpr interference: rna- directed adaptive immunity in bacteria and archaea, Nature, 2010, 1–10.

[3] wiedenheft, B., Sternberg, S. h., Doudna, j. a (2012) rna-guided genetic silencing systems in bacteria and archaea. Nature 482:331–338.

[4] Sapranauskas, r., gasiunas, g., fremaux, c., Barrangou, r., horvath, p., Siksnys, V. (2011) The Streptococcus thermophilus criSpr/cas system provides immunity in escherichia coli. Nucleic acids research 39:9275–82.


TRImaČIų meTaLINIų mIkRoDaRINIų foRmavImaS TIeSIogINIo LaZeRINIo RašYmo

BŪDU

t. Jonavičius, Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Kvantinės elektronikos katedros Lazerinių tyrimų centro Lazerinės nanopolimerizacijos laboratorija

G. Kiršanskė, Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Kvantinės elektronikos katedros Lazerinių tyrimų centro Lazerinės nanopolimerizacijos laboratorija

M. Malinauskas, Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Kvantinės elektronikos katedros Lazerinių tyrimų centro Lazerinės nanopolimerizacijos laboratorija

trimačiai metaliniai mikrodariniai sulaukia nemažo susidomėjimo dėl galimybių juos panaudoti plazmonikos [1], biojutiklių [2], metamedžiagų [3] taikymams. tačiau sudėtingų, aukštos erdvinės raiškos trimačių metalinių mikrodarinių formavimas šiuo metu yra gana sudėtinga užduotis. įprasti litografijos metodai, formuojant mikrodari-nius sluoksnis po sluoksnio, leidžia panaudoti tik keletą jų, o aukšta skyra pasiekiama tik dvimačiuose dariniuose.

tiesioginio rašymo technologija naudojant ultratrumpųjų impulsų lazerius leidžia kurti sudėtingus trimačius metalinius mikro / nanodarinius. metodas, kuris naudoja-mas mūsų darbe: trimačių struktūrų formavimas neigiamame fotopolimere tiesioginio lazerinio rašymo būdu [4] ir vėlesnis darinio cheminis metalizavimas [5, 6]. tam, kad būtų galima tiksliai valdyti metalizavimo procesą, naudojama fotojautri medžiaga (me-takriloksipropilo trimetoksisilano ir n-propoksido mišinys), į kurią įmaišoma metali-nius ryšius sukuriančios medžiagos (dimetil-amino metakrilato).

Darbo metu buvo suformuotos pasirinktos geometrijos polimerinės mikrometrinių matmenų jungtys, padengtos sidabro sluoksniu, jungiančios du elektrai laidžius pavir-šius, atskirtus dielektriniu rėžiu. elektrai laidus paviršius suformuojamas apgarinant dengiamąjį stikliuką plonu aukso sluoksniu (~ 10 nm), o dielektrinis rėžis – lazeriu abliuojant metalo paviršių. Dariniams formuoti naudojama yb:Kgw (mgf „Šviesos konversija“) lazerio antros harmonikos, 515 nm bangos ilgio, 200 khz pasikartojimo dažnio, 300 fs impulsų trukmės lazerinė spinduliuotė. iš pradžių naudota pirma har-monika (1 030 nm bangos ilgis), tačiau pastebėta žymesnė aukso paviršiaus lazerinė abliacija nei naudojant trumpesnio bangos ilgio spinduliuotę (1 pav.).


1 pav. Bandomieji mikrodariniai (lazerinio formavimo erdvinės raiškos tiltai) suformuoti ant aukso paviršiaus naudojant skirtingų bangos ilgių lazerinę spinduliuotę: a) naudojant 1 030 nm;

b) naudojant 515 nm

Darinių metalizavimas vykdomas laikantis [5] aprašyto protokolo. metaliniai ryšiai sukuriami bandinius pamerkiant į sidabro nitratą (agno3). Sidabro jonai redukuojami į atomus naudojant natrio boro hidrato (naBh4) vandeninį tirpalą. galutiniam paden-gimui metalu bandinys laikomas gliukozės (c6h12o6), amoniako (nh3) ir sidabro ni-trato (agno3) tirpalų mišinyje.

tokie sidabru dengti polimeriniai mikrodariniai galėtų būti panaudoti trimatėms elektrinėms grandinėms ar elektromagnetinėms metamedžiagoms formuoti. Dėl gali-mybės grandyną išdėstyti daugelyje sluoksnių tokios erdvinės elektrinės grandinės ga-lėtų pakeisti šiuo metu naudojamas dvimates mikroschemas.

Literatūra[1] gramotnev, D. K., Bozhevolnyi, S. i. „plasmonics beyond the diffraction limit“, Nature pho-

tonics, 2010, 4(2), 83–91. [2] Kabashin, a. V., evans, p., pastkovsky, S., hendren, w., wurtz, g. a., atkinson, r., pollard,

r., podolskiy, V. a., Zayats, a. V. „plasmonic nanorod metamaterials for biosensing“, Nature Materials, 2009, 8(11), 867–871.

[3] rill, m. S., plet, c., Thiel, m., Staude, i., freymann, g., Linden, S., wegener, m. „photonic metamaterials by direct laser writing and silver chemical vapour deposition“, Nature Materi-als, 2008, 7(7), 543–546.

[4] malinauskas, m., purlys, V., rutkauskas, m., gaidukeviciute, a., gadonas, r. „femtosecond visible light induced two-photon photopolymerization for 3D micro/nanostructuring in photoresists and photopolymers“, Lithuanian Journal of physics, 2010, 50(2), 201–207.


[5] terzaki, K., Vasilantonakis, n., gaidukeviciute, a., reinhardt, c., fotakis, c., Vamvakaki, m., farsari, m. „3D conducting nanostructures fabricated using direct laser writing“, optical Materials express, 2011, 1, 586–597.

[6] Bickauskaite, g., manousidaki, m., terzaki, K., Kambouraki, e., Sakellari, i., Vasilanto-nakis, n., gray, D., Soukoulis, c. m., fotakis, c., Vamvakaki, m., Kafesaki, m., farsari, m., pikulin, a., Bityurin, n. „3D photonic nanostructures via Diffusion-assisted Direct fs Laser writing“, advances in optoelectronics, 2012.


mIkRopRIZmIų SpekTRINeI eLIpSomeTRIjaI foRmavImaS TIeSIogINIo LaZeRINIo RašYmo

BŪDUL. Jonušauskas, Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Kvantinės elektronikos katedra,

Lazerinių tyrimų centro Lazerinės nanopolimerizacijos laboratorija a. Žukauskas, Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Kvantinės elektronikos katedra,

Lazerinių tyrimų centro Lazerinės nanopolimerizacijos laboratorija M. Malinauskas, Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto Kvantinės elektronikos katedra,

Lazerinių tyrimų centro Lazerinės nanopolimerizacijos laboratorija

Spektrinė elipsometrija – tai matavimo būdas, kuris įgalina matuoti įvairias nano-darinių bei nanosluoksnių optines savybes. Šiam matavimo būdui yra reikalingos sudė-tingos optinės sistemos, kurios riboja šio metodo galimybes. tai būtų galima iš dalies pašalinti panaudojus polimerines mikroprizmes. Šio darbo metu buvo tirta galimybė jas gaminti tiesioginio lazerinio rašymo būdu.

tiesioginis lazerinis rašymas naudojant daugiafotonę polimerizaciją yra lankstus mikro / nanoformavimo metodas, leidžiantis pagaminti bet kokios norimos geometri-nės architektūros darinį [1], kurio komponentų erdvinė skyra gali siekti dešimtis na-nometrų [2]. naudojant šią technologiją buvo parodyta galimybė gaminti įvairiausius mikrodarinius [3–4], įskaitant ir mikrooptikos elementus [5].

1 pav. Skenuojančiu elektroniniu mikroskopu daryta mikroprizmės fragmento nuotrauka. Galima matyti mikroprizmės viršų ir paviršių, į kurį turi kristi lazerio pluoštas


mikroprizmės buvo formuojamos iš hibridinio organinio-neorganinio fotopolime-ro SZ2080. Ši medžiaga buvo pasirinkta dėl paprasto bandinio paruošimo, gerų opti-nių savybių ir artimo stiklui šviesos lūžio rodiklio. formavimui buvo naudojamas 40 x 0,65 na objektyvas, kuris užtikrino sąlyginai didelę gamybos spartą ir reikiamą tiks-lumą. Darbo metu buvo naudota 1030 nm bangos ilgio, 200 khz pasikartojimo dažnio 300 fs impulsinė lazerio spinduliuotė, kurios vidutinė galia buvo 10 mw.

Darbo rezultatas buvo reikiamus parametrus tenkinančios mikroprizmės, kurių iš-matavimai buvo tokie: ilgis – 778 µm, plotis – 800 µm ir aukštis – 275 µm. tokie matme-nys buvo parinkti atsižvelgiant į spektrinėje elipsometrijoje naudojamo lazerio pluošto parametrus ir patogumą fokusuojant. paviršiaus, į kurį turėjo kristi lazerio spindulys kampas su horizontale – 70 laipsnių. paviršius buvo tirtas naudojant skenuojantį elek-troninį mikroskopą (1 pav.). analizė parodė, jog šis paviršius yra geros kokybės ir ati-tinka optiniams paviršiams keliamus reikalavimus.

Literatūra[1] juodkazis, S., mizeikis, V., misawa, h. Three-dimensional structuring of resists and resins by

direct laser writing and holographic recording, adv. polym. Sci. 213, 2008, 157–206.[2] Q,i f., Li, y., tan, D., yang, h., gong, Q. polymerized nanotips via two-photon photopolyme-

rization. opt. express 15, 2007, 971–976.[3] malinauskas, m., Danilevičius, p., Baltriukienė, D., rutkauskas, m., Žukauskas, a., Kairytė,

Bičkauskaitė, g., purlys, V., paipulas, D., Bukelskienė, V., gadonas, r. 3D artificial polyme-ric Scaffolds for Stem cell growth fabricated By femtosecond Laser, Lith. J. phys. 50, 2010, 75–82.

[4] Straub, m., nguyen, L. h., fazlic, a., gu, m. complex-shaped three-dimensional micros-tructures and photonic crystals generated in a polysiloxane polymer by two-photon micros-tereolithography. opt. Mater, 27, 2004, 359–364.

[5] malinauskas, m., gilbergs, h., Zukauskas a., purlys, V., paipulas, D., gadonas, r. a femto-second laser-induced two-photon photopolymerization technique for structuring microlen-ses. J. opt. 2010, 12.


vIeNmaČIų IR DvImaČIų SUBmIkRomeTRINIų peRIoDINIų STRUkTŪRų foRmavImaS IR

TYRImaI

a. Jurkevičiūtė, Kauno technologijos universiteto Fizikos katedra t. tamulevičius, Kauno technologijos universiteto Medžiagų mokslo institutas

mažinant struktūrų dydį, jos ima įgauti naujų unikalių savybių, kurios gali būti pri-taikomos įvairiose srityse. pavyzdžiui, periodinės submikrometrinės struktūros gali būti taikomos fotoninių kristalų formavimui, spindulio dalikliams ir optiniams difrak-ciniams elementams [1]. Šias struktūras galima formuoti taikant įvairias mikrotech-nologijas: lazerinį abliavimą, elektroninio spindulio ar holografinę litografiją bei kitais metodais [2]. Lazerinė interferencinė litografija yra lanksti nano- ir mikrostruktūrų formavimo technologija, nereikalaujanti kaukių formavimo procesui ir leidžianti for-muoti vienmates, dvimates ir trimates (1D, 2D, 3D) periodines struktūras dideliame plote. metodas yra paremtas mažiausiai dviejų koherentinių lazerio spindulių inter-ferencijos vaizdo užrašymu fotorezisto sluoksnyje. 2D ir 3D struktūros gali būti for-muojamos vienos ekspozicijos metu daugelio spindulių interferometrinėje sistemoje arba atliekant bandinio pasukimą tarp ekspozicijų dviejų spindulių interferometrinėje sistemoje.

Šiame darbe pristatomas 1D ir 2D periodinių struktūrų formavimas dviejų spindu-lių interferencijos viengubos ir dvigubos ekspozicijos metodu.

periodinių struktūrų formavimui buvo naudojami 20 x 20 x 2 mm3 plukdyto stiklo pagrindai. pagrindai prieš fotorezisto užnešimą buvo nuvalyti rca Sc-1 valymo me-todu, t. y. 10 minučių kaitinami 75-80 oc h2o + h2o2 + nh4oh tirpale. fotorezisto danga buvo formuojama sukimo metodu naudojant centrifugą Kw-4a (chemat tech-nology). ant paruoštų stiklo pagrindų naudojant pipetę su kintamo tūrio dozatoriumi buvo užlašinama 150 μl pozityvinio fotorezisto ma-p 1205 (micro resist technology), kuris pagrindą padengia 0,5 μm storio sluoksniu. iš pradžių pagrindas su užlašintu fo-torezistu buvo sukamas 500–700 rpm greičiu 6 sekundes, o po to 3000 rpm greičiu 30 sekundžių. fotorezisto džiovinimui (30 s) buvo naudojama iki 110 oc įkaitinta kaitlentė Kw-4ah (chemat technology).

Struktūrų formavimui naudota lazerinės interferencinės litografijos optinė schema parodyta 1 pav. a). ji sudaryta iš he-cd lazerio (bangos ilgis λ = 442 nm, galia 84 mw;


melles griot), kolimavimo sistemos (mikroobjektyvas, diafragma ir lęšis), spindulio daliklio (difrakcinė gardelė) ir dviejų veidrodžių, kuriais šviesa nukreipiama ant va-kuumu prie laikiklio pritvirtinto bandinio. Siekiant suformuoti dvimates struktūras, bandiniai buvo eksponuojami du kartus tarp eksponavimų pasukant bandinio laikiklį. Laikiklis gali būti sukamas 120o diapazone 15o žingsniu (kampas α, žr. 1 pav. a). tarp dviejų ekspozicijų bandiniai buvo pasukami α = 30o, 60o, 75o, 90o kampais. nuo pasuki-mo kampo α priklauso, kokia periodinė 2D struktūra bus gauta. optinė schema buvo suderinta θ = 9o, 34o spindulių kritimo kampams, kurie, kartu su lazerio bangos ilgiu, lemia struktūrų periodą (d = λ/2sinθ).

Suformuotos struktūros buvo tiriamos optiniu m699 (optika) (1 pav. b) ir skenuo-jančiu elektronų Quanta 200 feg (fei) mikroskopais. taip pat spektrometru avaS-pec-2048 (avantes), kuriuo buvo tiriamas nuo struktūrų atsispindėjusios regimojo dia-pazono šviesos spektras (2 pav.).

1 pav. a) Lazerinės interferencinės litografijos principinė schema: 1 – lazeris, 2, 6 – veidrodžiai, 3 – mikroobjektyvas, 4 – diafragma, 5 – lęšis, 7 – spindulio daliklis, 8 – fotorezistu padengtas bandinys, 9 – laikiklis. b) Dvimatės periodinės struktūros (α = 75o, θ = 9o, d = 1 200 nm) vaizdas, gautas opti-

niu mikroskopu: kairėje tamsaus lauko režimu, dešinėje – šviesaus lauko. Žymės ilgis 10 μm.

2 pav. atspindžio koeficiento priklausomybė nuo bangos ilgio.tiriama struktūra: α = 90o, θ = 34o, d = 395 nm; šviesos kritimo kampai: 10o, 15o, 20o


Lazerinė interferencinė litografija yra našus ir greitas metodas vienmačių ir dvima-čių periodinių mikrostruktūrų formavimui dideliame plote. jų tolygumą įrodo vaizdai, gauti optiniu mikroskopu. Suformuotų struktūrų gardelės periodas yra 395–1200 nm. atspindžio grafikuose matomos anomalijos gali būti naudojamos visiškojo vidaus at-spindžio lūžio rodiklio jutikliams, nes jų padėtis yra jautri aplinkos lūžio rodikliui ir sugerčiai. atspindžio spektrų analizė reikalauja tolimesnių tyrimų. fotoreziste sufor-muotos struktūros sausu ar šlapiu ėsdinimu gali būti perkeliamos į pagrindą ar papil-domą dangą.

Literatūra[1] tamulevičius, t. ir kiti. formation of periodical microstructures using interference litho-

graphy experimental techniques, 2008, 32, p. 23–24.[2] Škriniarova, j. ir kiti. periodic structures prepared by two-beam interference method Micro-

electronics Journal, 2007, 38, p. 746–749.


RogUe wave INveSTIgaTIoN IN phaSe-mISmaTcheD SecoND haRmoNIc

geNeRaTIoN

K. Kalantojus, Department of Quantum electronics, physics Faculty, Vilnius University

V. Jukna, Department of Quantum electronics, physics Faculty, Vilnius University

G. Valiulis, Department of Quantum electronics, physics Faculty, Vilnius University

rogue waves are known for their nonsymmetrical probability density distribution. recent simulations and experiments demonstrate rogue wave occurrence due to ener-gy, phase or intensity instability or noise. Supercontinuum generation in nonlinear fi-ber analysis proposed a theory that extreme events in red part of the spectrum can be explained as a result of soliton generation and non-elastic collisions between them [1]. D. Solli et.al. [2] demonstrated that optical waves can be generated in χ(3) materials. however no hunt for rogue waves were conducted in χ(2) materials. in g. Valiulis et. al. publication [3] presents analytic soliton solutions that are generated in χ(2) material while generating second harmonic (Shg) with phase mismatch condition, in the limit of moderate conversion to second harmonic (Sh). the purpose of our recent study was to examine the dynamics governing this type of soliton propagation and by changing fundamental harmonic (fh) parameters to achieve extreme event generation. a parti-cular case of soliton generation and propagation in case of noiseless and short fh pulse is depicted in figure 1.


picture 1. intensity b. and spectrum a. dynamics of Sh pulse propagating 44 mm distance. intensity of Fh is 7 GW/cm2 and the duration 300 fs.

as it is seen from figure 1 the short pulse undergoes temporal compression and intensity increase. figure 1 presents the higher order soliton generation and propaga-tion. Longer pulse having high energy may generate a number of solitons. amplified modulation instability due to initial noise could cause solitons to form at different parts of the pulse. this in turn would lead to individual solitons having different group velo-cities and may even form at different propagation distances. particular case of multiple soliton formation is depicted in figure 2.


mocvD meToDU UŽaUgINTų švIeSoS DIoDų STRUkTŪRoS SU eLekTRoNUS BLokUojaNČIU

SLUokSNIU chaRakTeRIZavImaS

a. Kalpakovaitė, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetast. Grinys, taikomųjų mokslų instituto Vilniaus universitetas

Kietakūniai šviesos diodai turi didelį potencialą energijos saugojimo bei pastatų ap-švietimo gerinimo srityje. Šiuo metu didelė dalis mokslinių tyrimų yra susijusi būtent su galio nitrido gan taikymu, formuojant šviesos diodus.

gan yra chemiškai stabili, kieta kristalinė medžiaga, kurios draustinės juostos tar-pas yra 3,4 eV. atliekant cheminį nusodinimą iš metalo organikos garų fazės (mocVD) dalį ga atomų gan kristalinėje gardelėje įmanoma pakeisti indžio atomais. taip gauna-mi trinariai in[x]ga[1-x]n dariniai, kuriuose draustinės juostos tarpas valdomas 0,65–3,4 eV ribose. Sužadinus ingan vyksta elektronų rekombinacija, kurios metu gaunama spinduliuotė perdengianti praktiškai visą regimosios šviesos diapazoną. Šioms medžia-goms būdingi tiesioginiai elektroniniai šuoliai, taigi joms būdingas ir geras kvantinis našumas, užtikrinantis mažus energijos nuostolius šiuose optiniuose prietaisuose. pa-grindiniai sluoksniai sudarantys gan šviesos diodą yra: siliciu legiruotas n-tipo gan, aktyvus sluoksnis, susidedantis iš plonų in[x]ga[1-x]n/gan kvantinių duobių / barje-rų pasluoksnių bei magniu legiruotas p-tipo viršutinis sluoksnis.

1 pav. Šviesos diodo elektroliuminescencijos spektras

taikomųjų mokslų institute mocVD metodu buvo užauginta diodo struk-tūra panaudojant papildomą al[x]ga[1-x]n pasluoksnį su dideliu draus-tinės juostos tarpu (>3,4eV), kuris at-lieka elektronus blokuojančio sluoks-nio vaidmenį. Suformuojant šį pa-sluoksnį tarp aktyvaus sluoksnio ir p-tipo gan galima tikėtis, kad elektronai bus sulaikomi ir rekombinuos kvanti-nėse duobėse. tokiu būdu bus padi-dintas šviesos emisijos efektyvumas.


2 pav. elektroninės litografijos būdu suformuotų struktūrų SeM vaizdas

Šio tyrimo metu išmatuota mocVD metodu užauginto diodo voltamperinė charak-teristika, impulsiniu būdu išmatuotas diodo elektroliuminescencijos spektras (1 pav.). nustatytas diodo spinduliuotės spektro maksimumas – 428,9 nm, esantis ties mėlynąja spektro sritimi. Spektro pusplotis, nusakantis diodo kokybę, ω = 35,84 nm. palyginus šį parametrą su literatūroje publikuojamais panašių šviesos diodų elektroliuminescenci-jos matavimų rezultatais (23–34 nm) [1], [2], galima teigti, jog matuoto diodo kokybė yra gera.

atominės jėgos mikroskopu išmatuoti įvairių diodo sluoksnių bei struktūrų pa-viršiai, jų šiurkštumas (rms). nustatyta, kad struktūros, kuriose įterptas blokuojantis algan sluoksnis, pasižymi šiek tiek didesniu paviršiaus šiurkštumu. teigiamais krū-vininkais legiruoti gan sluoksniai taip pat pasižymi didesniu paviršiaus šiurkštumu. taip gali būti todėl, kad teigiamai legiruoti sluoksniai pasižymi didele magnio prie-maišų koncentracija; magnio atomai iškraipo gan kristalinę gardelę, bei gan paviršių. atitinkamai, kiti ant viršaus užauginti sluoksniai atkartoja gan sluoksnio paviršiaus nelygumus. abibendrinti paviršių matavimų rezultatai pateikti 1 lentelėje.

No. 207 No. 227 No. 228 No. 236, 237 No. 238


1 lentelė. apibendrinti paviršių matavimo rezultatai

no. Struktūratiriamo

sluoksnio storis, nm

Krūvininkų konc., cm-3

Krūvininkų judris, cm2/Vs

Šiurkštumas (rms), nm

207 pgan 495 1,5·1018 3 2,25227 pgan 510 8·1016 4 1,17228 pgan 480 3·1016 10 1,72236 ngan 1 580 1,36·1018 345 1,03237 ngan 1 590 4,5·1018 236 1.31

238 LeD ngan = 2 500, pgan = 150 18,82

Dalis praktikos tyrimų buvo atlikta panevėžio mechatronikos centre, kur buvo atlik-ti šviesos diodo aktyviojo sluoksnio padengimo sidabro nanosalelėmis darbai. Sužadi-nus šviesos diodo aktyvųjį sluoksnį vyksta elektronų rekombinacija, kurios metu gau-namai spinduliuotei sąveikaujant su metalingoje nanosalelėje virpančiais plazmonais gali įvykti plazmonų rezonansas. plazmonų rezonanso metu galime gauti efektyviau šviečiantį prietaisą. elektroninės litografijos būdu, fotorezisto sluoksnyje 200 μm2 plote buvo suformuotos periodinės struktūros – 80 nm skersmens ir 150 nm gylio duobutės, išsidėsčiusios 200 nm periodu (2 pav.). Bandinį nuvalius plazminio valymo kameroje, ant suformuotos struktūros buvo užgarintas 20 nm storio sidabro sluoksnis. Bandinys buvo paruoštas rezisto nukėlimo su paviršiniu sidabro sluoksniu (lift-off) darbams, ga-lutiniam rezultatui – sidabro nanosalėlėms gauti.

Literatūra[1] huang, S., chen, Z. applied physics Letters, 2012, 101, 041116. [2] Li, Z., yang, Z. Chinese physics Letters, 2003, 20, 1350.


1/f TRIUkšmo moDeLIaI, BeSIRemIaNTYS SUpeRSTaTISTIka

r. Kazakevičius, Vilniaus universiteto teorinės fizikos ir astronomijos institutasJ. ruseckas, Vilniaus universiteto teorinės fizikos ir astronomijos institutas

Laipsniniai signalų spektrai, įskaitant 1/f triukšmą, yra dažni tiek fizikoje, tiek kitose srityse (kompiuteriniuose tinkluose, finansų rinkose) [1]. Signalai, pasižymintys tokiais spektrais, yra seniai tiriami. nepaisanti daugelio egzistuojančių modelių, 1/f triukšmo kilmė vis dar yra atviras klausimas. įvairūs 1/f triukšmo modeliai naudojami nustatyti, krūvinkus gaudančių spąstų tankiui įvairiose elektronikos prietaisuose [2].

pagrindinis šio darbo tikslas buvo 1/f triukšmo modelio, pagrįsto superstatistika ty-rimas. Šiame darbe buvo ištirtas Brauno dalelės, veikiamos išorinės jėgos (kurios poten-cialas lygus V(x)) ir judančios aplinkoje, pasižyminčioje nehomogenišku fliuktuojančiu temperatūros lauku, modelis [3]. Buvo padaryta prielaida, kad dalelės judėjimas vyksta esant labai didelei trinčiai, t. y. esant labai sparčiai greičio relaksacijai. taip pat padarė-me prielaidą, kad aplinkos temperatūra kinta labai lėtai. Vienas iš pagrindinių šio darbo rezultatų yra (1) lygties, aprašančios Brauno dalelės greičio modulio vidurkio kitimą laike, išvedimas.

. (1)

, .

Čia W(t)yra Vynerio procesas, m – Brauno dalelės masė, γ – dalelės greičio relaksa-cijos sparta, x – dalelės koordinatė, β(x) – atvirkštinė temperatūra. b ir βo yra propor-cingumo koeficientai. pasinaudojant c programavimo kalba parašyta programa buvo suskaičiuoti (1) lygties generuojamo signalo galios spektrinis tankis ir stacionarusis signalo intensyvumo skirstinys ir nustatyta su kokiomis parametrų v ir η vertėmis pas-taroji lygtis generuoja 1/f triukšmą. Brauno dalelės greičių dydžių skirstinys p(v) yra:


Šis skirstinys buvo suskaičiuotas pasinaudojant superstatistika. Čia c yra normavi-mo konstanta, vmin – minimali Brauno dalelės greičio modulio vidurkio vertė. taip pat nustatyta ir kaip priklauso laipsninės spektro dalies plotis nuo parametro v.

a) b)1 pav. a) Greičio modulio vidurkis , sugeneruotas pasinaudojant (1) lygtimi,

b) greičio modulio vidurkio galios spektrinio tankio S(f) priklausomybe, nuo dažnio

parametrų vertės:

Dauguma 1/f triukšmą generuojančių modelių neturi aiškios fizikinės prasmės. Bū-tent šiame darbe pavyko parodyti, kad netiesinę stochastinę diferencialinę lygtį, gene-ruojančią 1/f triukšmą, galima išvesti iš grynai fizikinio modelio, tokio kaip Brauno dalelės, veikiamos išorinės jėgos, judėjimas aplinkoje, pasižyminčioje nehomogenišku fliuktuojančiu temperatūros lauku.

Literatūra[1] Baek, r., Baek, c., choi, h., Lee, j., yeoh, y., yeo, K., Kim, D., Kim, K., jeong, y., ieee trans.

Nanotechnol. 2011, 10, 417–423.[2] milotti, e., 2002, http://arxiv.org/abs/physics/0204033. [3] Van der Straeten, e., Beck, c. Chinese Sci Bull, 2011, 56, 3633–3638.


BaLTYmų – LIgaNDų SĄveIkoS maTavImaS ITc IR TSa meToDaIS

M. Kišonaitė, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutasD. Matulis, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

Baltymo – slopiklio sąveika buvo tirta biofizikiniais metodais: terminio poslinkio metodu (tSa) ir izoterminio titravimo kalorimetrijos metodu (itc). izoterminio ti-travimo kalorimetrijos metodu galima tiesiogiai matuoti baltymo – ligando termo-dinaminius parametrus. Šį metodą galima naudoti tiriant įvairių skirtingų molekulių sąveikas: baltymų, Dnr, rnr, lipidų, metalo jonų bei slopiklių. itc metodas yra labai informatyvus: iš vieno eksperimento galime sužinoti laisvąją gibso energiją, entalpiją ir entropiją [1]. eksperimento metu ligando tirpalas yra titruojamas į baltymo tirpalą ir kiekvienos injekcijos metu išsiskyrusi šiluma yra registruojama. Suintegravus smailių plotus gaunama sigmoidinė kreivė, pagal kurią galima nustatyti jungimosi konstantą (1 pav.).

Duomenys gauti itc metodu yra patikimi tik tuomet jei išmatuotos jungimosi konstantos ir molinės baltymo tirpalo koncentracijos sandauga yra tarp 5 ir 500 [2]. tarkime jei baltymo tirpalo koncentracija yra 10-5 m, tada nustatomos jungimosi kons-tantos ribos yra tarp 5 x 105 ir 5 x 107 m-1. Stipriai besijungiančių slopiklių jungimosi konstantos dažnai viršija šią ribą, todėl tenka ieškoti kito patikimo metodo.


1 pav. izoterminio titravimo kalorimetrijos metodu gauti duomenys

Baltymų sąveiką su slopikliais taip pat patogu tirti terminio poslinkio metodu. Šis metodas patogus, nes vienu metu galima tirti 72 ar daugiau mėginių. tSa metodu ga-lima nustatyti ligandų jungimosi konstantas ir netiesiogiai matuoti baltymo terminį stabilumą [3]. į tiriamąjį baltymo tirpalą reikia pridėti dažo – reporterio (anilinonaf-talino sulfonato (anS), kurio fluorescencija kinta, baltymui išsivyniojant. Veikiamas temperatūros baltymas išsivynioja ir atsiveria naujos hidrofobinės baltymo vietos. anS dažas vandeninėje terpėje nefluorescuoja, o prisijungęs prie hidrofobinių baltymo vietų gali fluorescuoti daug stipriau. Baltymo – ligando sąveikos metu baltymas yra stabi-lizuojamas, tad jo lydymosi temperatūra padidėja. Slopiklio jungimosi konstanta yra nustatoma tiriant jo tirpalo koncentracijos įtaką baltymo stabilumui.

Šiais biofizikiniais metodais buvo tirta karboanhidrazių ir benzensulfonamidinių slopiklių sąveika. Karboanhidrazės (ca) – tai metalofermentai, aktyviajame centre tu-rintys cinko joną. ca yra plačiai paplitę fermentai, kurie katalizuoja fiziologiškai svar-bią reakciją – grįžtamąją anglies dioksido hidrataciją. Žmogaus organizme yra rasta 12 aktyvių šio fermento izoformų, kurios yra skirtingo aktyvumo bei įvairaus pasiskirs-tymo audiniuose ir ląstelėse [5]. atsiradus ca pokyčiams sutrinka jonų transportas, pakinta skysčių sekrecija ir ph. taip pat pastebėta, kad ca veikla susijusi su tokiomis ligomis kaip glaukoma, nutukimas, epilepsija, vėžys. taigi daugelis ca izofermentų yra perspektyvūs taikiniai diagnozuojant ir gydant šias ligas.

Karboanhidrazių slopinimas yra svarbus norint gydyti minėtas ligas. Klasikiniai slo-pikliai yra sulfonamidai. Šiuo metu klinikoje naudojama apie 30 sulfonamidinių slopi-


klių, tačiau dauguma slopiklių veikia nespecifiškai, o norint gydyti konkrečias ligas, slopiklis turi veikti tik tą izoformą, kurios pakitimai sukėlė ligą.

tyrimų tikslas buvo biofizikiniais metodais tirti, kaip sulfonamidiniai inhibitoriai slopina rekombinantiniais būdais gautų i, ii, Vii, Xii, Xiii izoformų karboanhidrazes.

Literatūra[1] Zubrienė, a., Kazlauskas, e., Baranauskienė, L., petrauskas, V., matulis, D. european phar-

maceutical review, 2011, Volume 16, 56–59.[2] matulis, D. Baltymų fizikinė chemija. technologija, Kaunas. 2008. 147 psl.[3] cimmperman, p., Baranauskienė, L., jachimovičiūtė, S., jachno, j., torresan, j., michailovie-

nė, V., matulienė, j., Sereikaitė, j., Bumelis, V., matulis, D. Biophysical Journal, 2008, Volume 95, 3222–3231.

[4] matulis, D., Baumann, c. g., Bloomfield, V. a., Lovrien, r. e. Biopolymers, 1999, Volume 49, 451–458.

[5] matulis, D., Kranz, j. K., Salemme, r. f., todd, m. j. Biochemistry, 2005, Volume 44, 5258–5266.


TeTRahIDRaZoNų SINTeZĖ IR pUSLaIDININkIų SavYBIų TYRImaS

a. Kolesničenko, Kauno technologijos universitetast. Malinauskas, Kauno technologijos universitetas

Senkant iškąstinio kūro atsargoms Žemėje suintensyvėjo alternatyvių energijos šal-tinių ir efektyvaus jų panaudojimo tyrimai. Kone daugiausia dėmesio skiriama orga-ninių saulės baterijų, šviestukų ir kitų optoelektroninių prietaisų tobulinimui. Spartus krūvininkų pernašos procesas labai svarbus efektyviam įrenginio veikimui, todėl daug dėmesio skiriama organiniams puslaidininkiams.

hidrazonai pasižymi palyginti paprasta ir nebrangia sinteze, geru krūvininkų ju-driu, lengvai keičiamais energetiniais lygmenimis. Šie faktai daro juos praktiniam pri-taikymui labai patraukliais junginiais [1].

Dalyvaujant rudens studentų mokslinių tyrimų projekte buvo susintetinti nauji di-hidrazonai (1 pav.), taip pat buvo ištirtos jų puslaidininkinės savybės. toliau tęsiant atliekamus tyrimus šios vasaros praktikos pagrindinis tikslas buvo naujų tetrahidrazo-nų sintezė ir savybių tyrimas.

N

NN

NNCH3

N

NN

NN

1 pav. Susintetinti dihidrazonai

nauji tetrahidrazonai buvo gauti atlikus daugiapakopę sintezę (1 schema).Kaitinant trifenilamino dialdegidą ištirpintą izopropanolio ir tetrahidrofurano miši-

nyje, lašinant fenilhidraziną susidarė dihidrazonas 1. Virinant dihidrazoną 1 su 4-fluor-benzaldegidu bevandeniame dimetilformamide, argono atmosferoje esant K2co3 bazei susidarė aldegidas 2. Dalis aldegido 2 buvo panaudota reakcijai su 1-fenil-1-metil-hi-drazinu (gautas tetrahidrazonas 3), o kita dalis reakcijai su 1,1-difenilhidrazinu (gautas tetrahidrazonas 4). abi šios reakcijos vyko 130 °c temperatūroje tolueno ir izopropa-nolio mišinyje (santykis 2:1) esant katalitiniam acto rūgšties kiekiui.


N

CHOOHC

NH

NH2

N

NNNN

H H

O

F

N

NNNN

O O

N

NNNN

NNN N

N

NNNN

NNN N

NNH2

NNH2

izopropanolis, THF

DMF, ∆,K2CO3

izopropanolis, toluenas, ∆

1.

2.

3. 4.

1 schema. tetrahidrazonų 3, 4 sintezės schema

Išvados Susintetinti nauji tetrahidrazonai pasižymi geru krūvininkų judriu (siekiančiu

3,6×10-5 cm2/Vs, esant elektrinio lauko stipriui (6,4×105 V/cm), tačiau savo parametrais nežymiai nusileidžia aukščiau minėtiems dihidrazonams. greičiausiai rezultatai pras-tesni dėl mažiau kompaktiško molekulių išsidėstymo sluoksnyje.

Literatūra[1] r. Lygaitis, V. getautis, j. V. grazulevicius, Chem. Soc. rev., 2008, 37, 770.


aR SILIcIS paDĖS IšSpRĘSTI kamUoLINIų ŽvaIgŽDŽIų SpIeČIų kILmĖS pRoBLemĄ?

e. Kolomiecas, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetasa. Kučinskas, Vilniaus universiteto teorinės fizikos ir astronomijos institutas

paskutinio dešimtmečio kamuolinių žvaigždžių spiečių tyrimai rodo, kad juos grei-čiausiai sudaro ne viena žvaigždžių populiacija. tai reikštų, kad visos spiečių sudaran-čios žvaigždės gimė ne vieno žvaigždėdaros žybsnio metu, o dviejų ar daugiau. iš to sek-tų, kad visų spiečiaus objektų cheminė sudėtis turėtų būti nevienoda, nes jie susiforma-vo ne iš vieno homogeniško molekulinio debesies. taigi, kamuolinių spiečių žvaigždes būtų galima suskirstyti į dvi grupes: pirmos populiacijos ir antros populiacijos, kurios susidaro iš evoliucionavusių pirmosios populiacijos žvaigždžių išmestos medžiagos. Žinodami kaip ir kokiomis sąlygomis yra susintetinami vieni ar kiti elementai termo-branduolinių reakcijų metu žvaigždėse, ir apjungdami šias žinias su tiriamų elementų gausų įverčiais konkretaus spiečiaus žvaigždžių atmosferose, galima nustatyti kaip vyko antrosios populiacijos praturtinimas šiais elementais. tai būtų itin svarbu, siekiant su-prasti kaip formavosi mūsų galaktikos kamuoliniai žvaigždžių spiečiai.

Siekiant atsakyti į šį klausimą buvo tiriama raudonųjų milžinių, esančių viename iš masyviausių mūsų galaktikos kamuolinių spiečių 47 tucanae, atmosferų silicio gausa. tyrimui panaudoti 49 žvaigždžių spektrai, gauti giraffe spektrografu, veikiančiu su europos pietinės observatorijos 8 m skersmens VLt (Very Large telescope) teleskopu (Čilė). rezultatai gauti matuojant dvi silicio linijas: 6142.483Å ir 6155.134Å. Silicio li-nijų ekvivalentiniai pločiai buvo išmatuoti panaudojant Dech20t programų paketą, kurio pagalba prie stebėtos spektro linijos interaktyviai priderinamas gauso profilis ir, apskaičiavus jo plotą, gaunamas ekvivalentinis plotis. Žvaigždžių atmosferos mode-liuotos atLaS9 programų paketu, silicio gausų įverčiai gauti su wiDth9 programine įranga. atominiai parametrai silicio linijoms parinkti iš jacobson et al. [1]. mūsų darbe nustatyta spiečiaus 47 tuc silicio gausa: [Si/fe] = + 0,30dex +/- 0,09 (čia pateiktas 49 žvaigždžių vidurkis ir standartinis nuokrypis).

Žinoma, kad tiriamų žvaigždžių spektruose yra daug cn linijų, tad jeigu jos persi-kloja su matuojamomis silicio linijomis, apskaičiuota silicio gausa gali būti didesnė nei yra iš tikrųjų. norint patikimai nustatyti silicio gausas būtina įvertinti cn molekulės linijų įtaką. Šiam tikslui buvo sumodeliuoti sintetiniai spektrai, pasinaudojant Synt-hV programa, su cn molekulėmis ir be jų. pasirinktos kelios c ir n gausų kombi-


nacijos iš carretta et al. [2] darbo: ribinės (didelė gausa {[c/fe] = -0.11 ir [n/fe] = +1.1}; maža gausa {[c/fe] = -0,5 ir [n/fe] = -0,3}), bei vidutinė c ir n ([c/fe] = 0,31 ir [n/fe] = +0,7) gausų vetės. Skaičiavimai atlikti kelioms skirtingo stiprumo silicio linijoms: žvaigždė f-27938, silicio linijų ekvivalentiniai pločiai ew = 61ma ir ew = 24ma; žvaigždė f-25920 ew = 55 ma ir ew = 17 ma; žvaigždė f-8077, ew = 68 ma ir 36 ma. gauti cn linijų įtakos silicio gausoms rezultatai pateikiami 1 lentelėje.

1 lentelė. CN linijų įtaka silicio gausų įverčiams trijų 47 tukano raudonųjų milžinių atmosferose (gausų pokytis pateiktas logaritminėje skalėje)

f-27938 f-25920 f-8077Didelė c, n gausa 0,07 0,06 0,07

Vidutinė c, n gausa 0,03 0,01 0,01maža c, n gausa 0,01 0 0

nors šio tyrimo žvaigždžių imtis buvo iki 10 kartų didesnė už kitų autorių, ku-rie taip pat atliko silicio gausos tyrimus šiame spiečiuje, mūsų nustatyta silicio gausa gan neblogai sutampa su kitų autorių rezultatais: mcwilliam & Bernstein [3] išmatuota gausa +0,37 +/- 0,23. alves-Brito et al. [4]: +0,22 +/- 0,01. mūsų darbe gauta nedide-lė silicio gausų sklaida skirtingose šio spiečiaus žvaigždėse rodo tai, jog abiejose šio spiečiaus žvaigždžių populiacijose silicio gausa yra vienoda. iš to sektų, jog objektuose, kurie lengvaisiais elementais praturtino antrosios populiacijos žvaigždes, papildoma si-licio sintezė nevyko (ar bent jau jos produktais antrosios populiacijos žvaigždės nebuvo praturtintos), todėl nustatytos silicio gausos matyt atspindi pirminės medžiagos, iš ku-rios formavosi abi šio spiečiaus žvaigždžių populiacijos, gausą.

Literatūra[1] jacobson, h. r., friel, e. D., & pilachowski, c. a. 2009, The astronomical journal 137, 4753.[2] carretta, e., gratton, r. g., Lucatello, S., Bragaglia, a., & Bonifacio, p. 2005, a&a 433, 597.[3] mcwilliam, a., Bernstein, r.a. 2008, apj 684, 326. [4] alves-Brito, a., Barbuy, B., 2004, iau222, 549.


SavITvaRkIų moNoSLUokSNIų foSfoLIpIDų memBRaNų ImoBILIZavImUI aNT SIDaBRo

pavIRšIaUS koNSTRavImaS IR SavYBIų TYRImaS

e. Kulvietytė, Vilniaus Gedimino technikos universitetasG. Valinčius, Vilniaus universiteto Biochemijos institutas

paviršiuje imobilizuoti fosfolipidų bisluoksniai yra universalūs, pasižymintys išskir-tiniu stabilumu biologinių membranų modeliai. jie plačiai naudojami įvairiuose bio-cheminiuose ir biofizikiniuose tyrimuose, kuriuose siekiama išsiaiškinti molekulinio lygio baltymų ir membranų sąveikų mechanizmus [1]. Šie modeliai ypač svarbūs, kons-truojant šiuolaikinius jutiklius biomolekulėms, kurių sąveika su biologinėmis membra-nomis gali sukelti patologinius procesus gyvuosiuose organizmuose. Ši eksperimentinė platforma perspektyvi ne tik teoriniu, bet ir praktiniu požiūriu, ir be abejo bus vysto-ma, siekiant sukurti naujus diagnostinius įrankius toksinams detektuoti. fosfolipidinių membranų imobilizavimas ant chemiškai inertinio aukso paviršiaus, panaudojant sa-vitvarkius organinių medžiagų monosluoksnius, yra gerai žinomas ir plačiai tyrinėtas procesas. tačiau sparčiai augant aukso kainai, vis intensyviau ieškoma alternatyvių kie-tų substratų, kuriais galima būtų pakeisti auksą.

Savitvarkių monosluoksnių formavimui tyrimo pradžioje buvo panaudotos ma-gnetroniškai plonu chromo ir sidabro sluoksniu užgarintos stiklo plokštelės, kurios buvo inkubuojamos savitvarkius monosluoksnius formuojančių junginių spiritiniuose tirpaluose. tirpalams ruošti skirtingais santykiais buvo maišomi ilgagrandžiai inkari-niai junginiai 1,2-dimeristil-3-[ω-merkaptoheksa(etileno oksido)] glicerolis (wc14) ir Z 20-(Z-oktadeka-9-eniloksi)-3,6,9,12,15,18,22-heptaoksatetrakont-31-ene-1-tiolis (hc18) bei kaip skiediklis naudojamas β-merkaptoetanolis (bendra koncentracija 0,2 mm).

po inkubacijos skirtingų koncentracijų tirpaluose pastebėtas žymus sidabro plokšte-lės paviršiaus morfologijos pasikeitimas, nebūdingas aukso paviršiams (1 pav.).


1 pav. Sidabro paviršiaus vizualizavimas mikroskopu po inkubacijos WC14:βMe 40:60. Didinimas 20x

Kadangi efektas buvo aptiktas ant magnetroniškai garinto sidabro, pabandėme nu-statyti, ar tokie patys reiškiniai būdingi ir metalurginio sidabro plokštelėms. tioliais paveikto metalurginio sidabro paviršius po inkubacijos buvo tiriamas mikroskopiškai ir ramano spektroskopijos metodu.

atlikus eilę bandymų keičiant junginių santykius ir inkubacijos laiką pastebėta, kad agregatų

susidarymas intensyvėja didinant trumpagrandžio β-merkaptoetanolio koncentra-ciją ir ilginant inkubacijos laiką (2 pav.).

2 pav. hC18:βMe 50:50 kairėje 8 val. inkubacijos pavyzdys, dešinėje 72 val. inkubacijos pa-vyzdys. Didinimas 50x

toliau, siekiant nustatyti fosfolipidinės membranos imobilizavimui tinkamo savi-tvarkio monosluoksnio sudėtį, buvo atlikti bandymai β-merkaptoetanolį keičiant mer-kaptopropanoliu, propantioliu, heksantioliu, cistaminu bei cianoetantioliu.

Kadangi korozinis β-merkaptoetanolio poveikis yra priklausomas nuo jo koncen-tracijos mišiniuose su ilgagrandžiais tiolais, o hidroksilo radikalo padėčiai grandinėje


tolstant nuo Sh grupės irgi buvo stebimas koroduojančio poveikio silpnėjimas, fos-folipidinės membranos imobilizavimui buvo pasirinkti du savitvarkių monosluoksnių variantai hc18 su β-merkaptopropanoliu (80:20) bei hc18 su propantioliu (80:20). membraną buvo bandoma suformuoti tirpiklio pakeitimo metodu, naudojant Dopc (1,2-Dioleoil-sn-glicero-3-fosfocholiną). po tirpiklio pakeitimo, gautų paviršinių dari-nių savybės pabandytos ištirti panaudojant elektrocheminio impendanso spektrosko-pija (eiS). Siekiant išvengti sidabro elektrodo elektrocheminio tirpimo, eiS matavimai atlikti poliarizuojant ag elektrodą -0,2 V pagal sotų ag/agcl/nacl elektrodą. ryškes-nių pokyčių suformavus membraną elektrocheminio impedanso spektre nebuvo fik-suojama. manoma, jog tai pirmausia susiję su labai dideliu paviršinių defektų tankiu.

taigi eksperimentiniai duomenys rodo, kad trumpagrandžiai tioliai, ypač turintys –oh grupę grandinės gale, stipriai koroduoja sidabro paviršių, sudarydami greičiausiai sidabro tiolatų molekulinius kristalus ir jų sankaupas. taip pat pastebėta, kad tolinant hidroksi grupę (ilginant grandinę) agregatų susidarymas silpsta. Savitvarkiams monos-luoksniams formuoti tinkamesni kitomis funkcinėmis grupėmis terminuoti trumpa-grandžiai junginiai. aptikti alternatyvūs skiedikliai tolimesniems tyrimams – amino grupe terminuoti junginiai – sudaro tvirtą pagrindą tolimesniems tyrimams siekiant panaudoti sidabro paviršių fosfolipidinių membranų imobilizavimui.

Literatūra[1] mcgillivray, D. j.; Valincius, g.; Vanderah, D. j.; febo-ayala, w.; woodward, t. j.; heinrich,

f. Kasianowicz, j. j.; Losche, m. Molecular-scale structural and functional characterization of sparsely tethered bilayer lipid membranes. Biointerphases. 2007; 2: 21–32.

[2] Kudelski, a. Chemisorption of 2-mercaptoethanol on silver, copper and gold: direct raman evidence of acid-induced changes in adsorption/desorption equilibria. Langmuir. 2003; 19, 3805–3813.

[3] Strekal’, n. D., german, a. e., gachko, g. a., maskevich, S. a. Spectra of surface-enhanced raman scattering of 1-propanethiol and 3-mercaptopropionic acid chemisorbed on thin silver films. optics and Spectroscopy. 200; Vol. 89, no. 6, 834–840.


feNTIaZINIL-fRagmeNTUS TURINČIų moNo- IR DIhIDRaZoNų SU vINILgRUpĖmIS SINTeZĖ,

poLImeRIZacIja IR SavYBĖS

r. Laurinavičiūtė, Kauno technologijos universitetasJ. ostrauskaitė, Kauno technologijos universitetas

fentiazino dariniai pasižymi neuroleptiniu, antihistamininiu, antialerginiu, anti-bakteriniu, priešvėžiniu poveikiu, todėl plačiai naudojami šiuolaikinėje farmakotera-pijoje. mokslinėje literatūroje yra duomenų apie fentiazino darinių tyrimus, siekiant juos pritaikyti kaip dažus, puslaidininkius, fotopuslaidininkius ar krūvininkų pernašos kompleksus elektrochrominiuose ir optoelektroniniuose prietaisuose. mažamolekulių fentiazino fragmentus turinčių hidrazonų tyrimai parodė, kad tai yra perspektyvios medžiagos optoelektronikos prietaisams [1, 2].

aktyvias funkcines grupes turintys elektroaktyvūs junginiai reikalingi, norint gau-ti netirpius (sutinklintus) sluoksnius, kurie panaudojami gaminant daugiasluoksnius optoelektroninius prietaisus, kad ant viršaus liejamas sluoksnis neištirpintų apatinio. Krūvininkus pernešančių hidrazonų, kurie galėtų dalyvauti radikalinės polimerizacijos ar tinklinimo reakcijose literatūroje aprašyta labai nedaug, o fentiazino fragmentus tu-rinčių hidrazonų su funkcinėmis vinilgrupėmis iš viso nėra aprašyta. todėl šio darbo tikslas buvo atlikti fentiazinilfragmentus turinčių mono- ir dihidrazonų su vinilgrupė-mis sintezę, ištirti jų savybes bei atlikti terminę polimerizaciją.

Darbo metu buvo susintetina serija fentiazinilhidrazonų su reaktyviomis vinilgru-pėmis, nustatyta jų struktūra ir, 1h Bmr spektroskopijos metodais. Šie junginiai gauti, atlikus tripakopę sintezę. pirmiausia Vilsmeier‘io metodu buvo formilinamas N-etil-fentiazinas ir gauti mono- bei dialdehidai. tada kondensacijos su N-fenilhidrazinu reakcijose gauti atitinkami fenilhidrazinai. pastariesiems reaguojant su 1-chlormetil-4-vinilbenzenu gauti galutiniai produktai 1 ir 2 (1 pav.).


N

S N N

1

N

S N N2

NN

1 pav. Susintetinti junginiai

Buvo ištirtos 1 ir 2 junginių optinės, terminės, elektrocheminės ir fotoelektrinės sa-vybės. Diferencinės skenuojamosios kalorimetrijos metodu nustatytos junginių lydy-mosi temperatūros yra: 1 junginio – 135 °c, 2 junginio – 75 °c, stiklėjimo temperatūra užfiksuota tik 2 junginiui – 69 °c. abu junginiai sugeria elektromagnetinę spinduliuotę 200–450 nm bangų ilgio ribose, o fluorescuoja žalia spalva. taip pat nustatytas junginio 2 jonizacijos potencialas – 5,32 eV. ciklinės voltamperometrijos metodu buvo ištirtos junginių elektrocheminės savybės, gauti duomenys pateikti 1 lentelėje.

1 lentelėjunginys eox, eV eg, eV eLumo, eV ehomo, eV

1 0,43 2,91 -2,06 -4,97

2 0,45 2,79 -2,20 -4,99

fentiazinilfragmentus turinčių hidrazonų su viena arba dviem vinilgrupėmis, poli-merizacija buvo vykdoma termiškai inicijuojant grandinės augimą. iš gautų kinetikos kreivių (2 pav.) nustatyta, kad didžiausia 97 % vinilgrupių konversija pasiekiama po 90 min. molekulinių sietų chromatografijos metodu buvo nustatyta 1 junginio polimeriza-cijos produkto molekulinė masinė ir skaitinė masė: mn = 864, mw = 1 300.


02 04 06 08 01 00 1201 40 1600

20

40

60

80

100

Kon

versi

ja, %

Trukmë, min

1 2

2 pav. Vinilgrupių konversijos priklausomybė nuo kaitinimo trukmės

iš šių savybių galima daryti išvadą, kad junginiai, nustačius skylių dreifinį judrį, galėtų būti naudojami optoelektronikos prietaisų gamyboje.

Literatūra[1] Simokaitienė, j., Danilevičius, a., grigalevičius, S., gražulevičius, j. V., getautis V., jankaus-

kas, V. Journal of photochemistry and photobiology a-Chemistry. 2004, 163, 523–528.[2] Danilevičius, a., ostrauskaitė, j. gražulevičius, j. V., gaidelis, V., jankauskas V., tokarski, Z.,

jubran, n., Sidaravičius, j., grevys, S., Dzena, a. Synthetic metals. 2006, 156, 926–931.


fago T4 pRaImoSomoS kompLekSų kRISTaLIZacIja

J. Lavišius, Vilniaus universitetasG. tamulaitienė, Vilniaus universiteto Biotechnologijos institutas

t4 bakteriofago replisoma – populiari Dnr replikacijos modelinė sistema. Žinios apie t4 fago replisomos veikimą padeda aiškintis aukštesnių organizmų, įskaitant eu-kariotus, Dnr replikacijos mechanizmą. praimosoma yra replisomos dalis, kuri repli-kacijos metu atskiria Dnr grandines ir sintetina trumpus rnr pradmenis, reikalingus Dnr sintezės pradžiai. t4 fago praimosomos kompleksą sudaro keturi baltymai: heli-kazė (gp41), praimazė (gp61), helikazės užkėlėjas (gp59) ir viengrandinę Dnr surišan-tis baltymas (gp32). Šiuo metu kristalografiškai yra nustatytos tik gp59 baltymo ir gp32 baltymo šerdinės dalies struktūros, o gp41 ir gp61 iki šiol nėra sėkmingai iškristalizuoti [1]. Šio darbo tikslas buvo išgryninti t4 fago praimosomos baltymus, suformuoti kom-pleksus ir atlikti jų kristalizacijos sąlygų paieškos eksperimentus.

escherichia coli kamieno BL21 ląstelės buvo transformuotos plazmidėmis, turinčio-mis gp59, gp61 ir gp32 (sulieto su his inkaro seka n gale) genus. Vykdyta šių baltymų koekspresija: gp59 su gp32, ir gp61 su gp32. Baltymai gryninti atliekant giminingumo chromatografiją per histrap ni2+ chelatinę kolonėlę. pavyko išskirti gp59 ir gp32 kom-pleksą, tačiau koncentruojant jis iškrito į nuosėdas, spėjamai dėl netinkamo buferio. gp61 ir gp32 komplekso išgryninti nepavyko. todėl nuspręsta kristalizacijos sąlygų paieškos eksperimentams naudoti anksčiau išgrynintus pavienius gp61, gp32 ir gp41 baltymus, o kompleksus formuoti juos maišant.

pirmiausia kristalinti bandytas kompleksas gp61 + gp32 + Dnr, santykiu 1:1:1,2. Dnr substratu naudotas 18 nt ilgio oligonukleotidas, turintis praimazės prisijungimo seką 5‘-gtt-3‘. naudoti komerciniai kristalinimo reagentų rinkiniai „crystal Screen 1“, „crystal Screen 2“, „index“ (hampton research), taip pat rinkiniai pagal r. huberio receptus bei „morpheus“ [2] rinkinys. Šio komplekso kristalų gauti nepavyko.

Naujai paskelbtame straipsnyje apie helikazės-praimazės komplekso formavimąsi [3] teigiama, jog funkcionalų kompleksą sudaro helikazės heksameras ir praimazės monomeras, priešingai ankstesnei hipotezei, jog abu baltymai yra heksamerinės formos. Siekiant patikrinti šį teiginį atlikta kompleksų poslinkio (shift) analizė elektroforezės gelyje. Gauti rezultatai tenkino naująją hipotezę.


Kristalinimui paruoštas kompleksas gp41 + gp61 + Dnr + amp-pnp, santykiu 6:1:1:120. Kompleksas kristalizuotas naudojant tuos pačius reagentų rinkinius. Kelio-se sąlygose gauti smulkūs apvalios ar daugiakampės formos mikrokristalai. Didesnius kristalus užauginti bandyta atliekant kristalizacijos sąlygų optimizavimo eksperimen-tus. Buvo varijuojama reagentų sudėtis, naudojamas išsėjimo metodas, komplekse esantis nehidrolizuojamas atp analogas amp-pnp buvo keičiamas tą pačią funkciją atliekančiu aDp ir alf3 mišiniu. mikrokristalų susidarymas atsikartojo, tačiau nepavy-ko išauginti rentgenostruktūrinei analizei tinkamo dydžio kristalų.

Darbo metu buvo gryninami bakteriofago t4 praimosomos kompleksą sudaran-tys baltymai bei atliekami jų kristalizacijos sąlygų paieškos eksperimentai, kurių metu gauti helikazės-praimazės (gp41-gp61) komplekso mikrokristalai. Kadangi baltymų, o ypač jų komplesų, kristalizacijos rezultatus sunku prognozuoti, mikrokristalų gavimas yra neblogas rezultatas.

Literatūra[1] mueser, t. c., hinerman, j. m., Devos, j. m., Boyer, r. a., williams, K. j. Virol J., 2010; 7:359.[2] gorrec, f. J. appl. Cryst., 2009; 42:1035-42.[3] jose, D., weitzel, S. e., jing, D., von hippel p. h. pNaS, 2012; 109(34):13596-601.


3,6-DI-tret-BUTILkaRBaZoLo chRomofoRUS TURINČIų STIkLIškų STamBIamoLekULINIų

jUNgINIų SINTeZĖ

D. Liudvinavičiūtė, Kauno tehnologijos universitetase. stanislovaitytė, Kauno tehnologijos universitetas

mokslinės praktikos metu buvo susintetinti du ir tris 3,6-di-tret-butilkarbazolo chromoforus turintys stikliški stambiamolekuliniai junginiai, kurie galėtų būti panau-doti elektrofoforescuojančių organinių šviestukų gamyboje kaip emisinio sluoksnio matrica.

tikslinis junginys 5 buvo gautas penkių pakopų sintezės būdu (1 ir 2 pav.). 3,6-Di-tret-butilkarbazolas (2) gautas karbazolo reakcijos su tret-butilchloridu reakcijos metu dalyvaujant aliuminio tri chloridui 0 °c temperatūroje. epoksipropilgrupę turintys jun-giniai 2 ir 4 gauti sąveikaujant junginiui 1 ar 3 su epichlorhidrinu šarminėje bevande-nėje aplinkoje. trečios ir penktos stadijų metu vykdyta nukleofilinė epoksi žiedo atsi-darymo reakcija junginyje 2 ar 4 ir 3,6-di-tret-butilkarbazolo prisijungimas dalyvaujant kalio šarmui ir natrio sulfatui.

NH

NH

OCl

O

N

CH2Cl 2, T = 0°C, 20°C

AlCl3, t-BuCl , KOH, Na2SO4

1 2

1 pav. 3,6-di-tret-butil-9-epoksipropilkarbazolo (2) sintezės schema


O

Ht

Ht

Ht

OHO

Ht

Ht

O

Ht

Ht

O HtOH

N

OCl

Ht = *

EMK, T = 70°C EMK, T = 70°C

EMK, T = 70°C

Ht - H, KOH, Na2SO4 , KOH, Na2SO4

Ht - H, KOH, Na2SO4

2

34

5

2 pav. tris 3,6-di-tret-butilkarbazolo fragmentus turinčio junginio 5 sintezės schema

junginys 2 buvo gryninamas kristalinant iš izopropanolio. Kiti junginiai gauti gryni-nant kolonėlinės chromatografijos metodu ir kristalinti iš eliuento. junginių struktūros įrodytos infraraudonosios ir vandenilinio branduolių magnetinio rezonanso spektros-kopijos metodais.


SkIRTINgų pRofILIų INgaN kvaNTINIų DUoBIų eRDvINĖS LIUmINeSceNcIjoS TYRImaI

M. Mackoit, Vilniaus universiteto puslaidininkių fizikos katedra ir taikomųjų mokslų institutas

D. Dobrovolskas, Vilniaus universiteto puslaidininkių fizikos katedra ir taikomųjų mokslų institutas

J. Mickevičius, Vilniaus universiteto puslaidininkių fizikos katedra ir taikomųjų mokslų institutas

ingan dariniai yra plačiai naudojami mėlynuose ir baltuose šviestukuose. Keičiant in ir ga santykį medžiagoje galima sukurti šviestukus, spinduliuojančius visame regi-majame spektro ruože. tačiau ingan šviestukų kvantinis našumas ilgabangėje spektro srityje sparčiai krenta. manoma, kad pakeitus kvantinių duobių profilį vidinį kvantinį efektyvumą galima būtų padidinti.

Šio darbo metu buvo tirti bandiniai su ingan kvantinėmis duobėmis, turinčiomis skirtingus profilius. Buvo siekiama išsiaiškinti, kaip kvantinių duobių profilis įtakoja er-dvinį fotoliuminescencijos pasiskirstymą. Visi trys bandiniai buvo užauginti Vilniaus universiteto taikomųjų mokslų institute esančiame reaktoriuje naudojant metalo orga-ninių junginių nusodinimo iš garų fazės (angl. MoCVD) technologiją. Kvantinių duobių profilis buvo keičiamas, reguliuojant auginimo temperatūrą. tyrimams buvo pasirinktos trijų profilių kvantinės duobės: įprastinė stačiakampė, trapecinė bei trikampio formos.

1 pav. Spektriškai integruoto fotoliuminescencijos intensyvumo erdvinis pasiskirstymas bandinyje su trapecijos profilio kvantine duobe


fotoliuminescencijos erdvinis pasiskirstymas buvo ištirtas konfokalinės mikrosko-pijos metodu, panaudojant witec alpha300 mikroskopą, sujungtą su spektrometru. aukštos skaitmeninės apertūros (na = 0,9) objektyvas leido pasiekti ~ 200 nm erdvinę skiriamąją gebą. ingan darinių fotoliuminescencija buvo žadinama violetiniu lazeriniu diodu (bangos ilgis 405 nm).

Visi tyrimai, siekiant vėliau juos korektiškai palyginti tarpusavyje, buvo atlikti 10 × 10 µm2 dydžio ploteliuose. nuožulnaus profilio kvantinių duobių (trikampio ir trapeci-jos formų) spektriškai integruotas fotoliuminescencijos intensyvumas buvo pastebimai didesnis už stačiakampės kvantinės duobės intensyvumą. palyginus su stačiakampių kvantinių duobių spektrais, trapecinių ir trikampių duobių spektrai yra pasislinkę į il-gabangę pusę. Visuose bandiniuose buvo stebėtas stiprus erdvinės fotoliuminescencijos intensyvumo nehomogeniškumas: tamsiame fone matomos įvairaus dydžio ir formos ryškios sritys (žr. 1 pav.). nuožulnaus profilio kvantinių duobių erdviniame fotoliumi-nescencijos intensyvumo pasiskirstyme aptiktos pasikartojančios, mažų matmenų (~ 200 nm) intensyvios fotoliuminescencijos sritys. Vidutinis atstumas tarp šių sričių yra ~ 300 nm. tokių periodinių sričių stačiakampio formos kvantinių duobių bandinyje ne-aptikta. Visuose bandiniuose įvertintas intenstyvumo nehomogeniškumo parametras h – intensyvumo vidutinio kvadratinio nuokrypio santykis su vidurkiu. pastebėta, kad trapecinėse ir trikampėse kvantinėse duobėse intensyvumo pasiskirstymas yra panašus (h = 0,25 ir h = 0,23, atitinkamai), tačiau tolygesnis nei trikampėse duobėse (h = 0,34). tai rodo, kad trikampėse ir trapecinėse kvantinėse duobėse indis pasiskirsto tolygiau dėl gamybos proceso metu lėčiau keičiamų auginimo temperatūrų. pranešime aptaria-mi krūvininkų lokalizacijos skirtumai stačiakampio ir nuožulnaus profilio kvantinėse duobėse.


fULeReNo DaRINIo, TURINČIo akTYvIĄ 2,3-epokSIpRopILgRUpĘ, SINTeZĖ

a. Magomedov, Kauno technologijos universitetass. Urnikaitė, Kauno technologijos universitetasV. Getautis, Kauno technologijos universitetas

Dėl ypač gerų elektrinių bei fotofizinių savybių fulereno dariniai yra plačiai taikomi molekulinėje elektronikoje (fotovoltiniai elementai, optiniai prietaisai), biomedicino-je (fotodinaminiai terapeutiniai agentai), tačiau pagrindinis jų pritaikymas yra saulės elementai. fulerenai, kaip puikūs elektronų akceptoriai, turi išskirtinai didelį elektronų judrį [1]. Dažniausiai fulereno darinių panaudojimą apriboja blogas tirpumas įprastuo-se organiniuose tirpikliuose. Viena plačiausiai organinėje sintezėje taikomų c60 funk-cionalizavimo metodikų - azometino ilidų 1,3-ciklinis jungimasis prie c60 [6,6] ryšio [2]. tokiu būdu išskiriami tiksliniai, dažniausiai gerai tirpūs fuleropirolidino dariniai.

Šio darbo tikslas – tirpaus įprastiniuose organiniuose tirpikliuose (acetone, te-trahidrofurane, toluene, chloroforme ir pan.) fulereno c60 junginio, turinčio aktyvią 2,3-epoksipropilgrupę, sintezė bei charakterizavimas. tokie junginiai gali būti panau-doti tolimesnei sintezei, siekiant gauti sudėtingesnės struktūros fulereno c60 junginius.

O

OH

toluenas, tvir

EPH, KOH

N

H3C OO

O

OO

3

2Na2SO4

N

H3C OH

toluenas, tvir

1

EPH, KOH

Na2SO4

H3CHN OH

O

C60,

C60, H3CHN OH

O

1 schema. 2,3-epoksipropilgrupę turinčio fulereno darinio 3 sintezes schema


norint pasiekti užsibrėžtą tikslą, pirmiausia, 4-hidroksibenzaldehidas buvo jungia-mas prie fulereno c60, reakcijoje dalyvaujant n-metilglicinui. Šioje reakcijoje buvo gau-tas tarpinis produktas 1, kurio sąveikoje su epichlorhidrinu (eph) tikslinio glicidinio eterio 2 išskirti mums nepavyko.

tuomet buvo išbandytas kitas sintezės kelias. pirmiausia, 4-hidroksibenzaldehidui reaguojant su epichlorhidrinu buvo susintetintas 4-hidroksibenzaldehido glicidinis ete-ris 3. tuomet, reakcijoje dalyvaujant n-metilglicinui, tolueno virimo temperatūroje jis buvo jungiamas prie fulereno. Šios reakcijos metu buvo išskirtas tikslinis produktas – fulereno c60 darinys 2, turintis aktyvią 2,3-epoksipropilgrupę.

gauto junginio 2 struktūra patvirtinta mS, 1hBmr, 13cBmr bei ir spektrinės ana-lizės pagalba.

Literatūra[1] mahmud, i. m., Zhou, n., wang, L., Zhao, y. tetrahedron Lett., 2008, 64, p. 11420–11432.[2] rotas, g., tagmatarchis, n. tetrahedron Let.,2009, 50, p, 398–401.


haLomeTILINTų aRomaTINIų jUNgINIų SINTeZĖ IR jų paNaUDojImaS foTochRomINIų

jUNgINIų gavImUI

G. Markuckaitė, Kauno technologijos universitetasV. Martynaitis, Kauno technologijos universitetas

fotochrominiai junginiai naudojami gaminant fotochrominius akinių lęšius, poli-grafijoje bei apsauginėje spaudoje, kosmetikoje, optiniam duomenų saugojimui, foto-perjungikliuose bei sensoriuose [1]. 3h-indolus alkilinant 1-chlormetil-4-nitro-2-fe-noliu, gaunami fotochromizmu pasižymintys indolo[2,1-b][1,3]benzoksazino dariniai [2].

Šio darbo tikslas – susintetinti naujus halometilintus aromatinius alkilinančius agentus, panaudojant benzilo alkoholio darinius bei susintetinti naujus fotochrominius junginius.

tikslinio chlormetilinto darinio sintezė pavaizduota 1 schemoje.

OH OH

NO2 OH

NO2OH

+

12 šalutinis

NaBH4, THF/MeOH

O2N

OHOH

O2N

ClOH

3 4

HCl

HNO3

toluenas

H HO O

1 schema

2-hidroksi-1-naftaldehidą 1, veikant koncentruota hno3 (85 %) buvo susintetintas 2-hidroksi-6-nitro-1-naftaldehidas 2 [3]. reakcija vykdoma esant -5 ºc temperatūrai. Susidariusiam šalutiniam reakcijos produktui pašalinti, reakcijos mišinys virintas ace-


tone, kuriame 2-hidroksi-6-nitro-1-naftaldehidas 2 iškrenta geltonų kristalų pavidalu, o šalutinis produktas ištirpsta.

1-hidroksimetil-6-nitro-2-naftolis 3 buvo gautas redukuojant 2-hidroksi-6-nitro-1-naftaldehidą 2 natrio borhidridu tetrahidrofurane, 20 min. kambario temperatūroje, pastoviai maišant.

junginį 3 veikiant druskos rūgštimi, reakciją vykdant toluene, mišinio virimo tem-peratūroje buvo susintetintas 1-chlormetil-6-nitro-2-naftolis 4. išskirtas reakcijos pro-duktas 4 naudojamas kaip alkilinantis agentas tolimesnėje sintezėje (2 schema).

N I

R

N

Na2CO3R

5a,b 6a,b

a: R = Hb: R = CH3

N ONO2

R

7a,b

O2N

ClOH

4

+ CH3CN, KI

2 schema

1,2,3,3-tetrametil-3h-indolio druskas 5a ir 5b paveikus natrio karbonatu buvo gau-ti 1,3,3-trimetil-2-metilen-2,3-dihidro-1h-indolai 6a ir 6b, kuriuos alkilinant 1-chlor-metil-6-nitro-2-naftoliu 4, buvo susintetinti fotochrominėmis savybėmis pasižymintys spirodariniai 7a ir 7b (2 schema).

naujai susintetintų junginių struktūros įrodytos remiantis 1h, 13c Bmr, ir ir ma-sių spektroskopijos bei mikroanalizės duomenimis. junginio 7a 1h Bmr spektre (iš cDcl3) stebimi dviejų diastereotopinių metilgrupių singletai ties 1,22 ir 1,31 m.d., o taip pat 13c Bmr spektre esantis spiroatomo signalas ties 102,8 m.d. įrodo junginio struktūrą.

Literatūra[1] Bamfeld, p. Chromic phenomena. The technological applications of Colour Chemistry. rSc,

cambridge. 2001. 373 p.[2] Shachkus, a. a., Degutis, y. a., urbonavichyus, a. g. Chem. heterocycl. Compd. 1989, 25,

562–565.[3] Supsana, p., tsoungas, p. g., aubry, a., Skoulika, S., Varvounis, g. tetrahedron. 2001, 57,

3445–3453.


fLUoReScUojaNČIų oRgaNINIų NaNoagRegaTų RUošImo vaNDeNINIUoSe TIRpaLUoSe TechNoLogINIų paRameTRų

IšDIRBImaS

r. Merzliakovaitė, Vilniaus universiteto taikomųjų mokslų institutasK. Kazlauskas, Vilniaus universiteto taikomųjų mokslų institutas

nemažai chromoforinių organinių molekulių ir polimerų pasižymi fluorescencija smarkiai praskiestuose tirpaluose, tačiau tokių medžiagų fluorescencijos kvantinis na-šumas stipriai krenta medžiagai pradėjus agreguotis, šis efektas vadinamas agregacijos sukeltu fluorescencijos gesinimu. jis dažniausiai yra nenaudingas, todėl 2001 metais atradus, jog kai kurios medžiagos gali pasižymėti priešingu efektu – agregacijos sukelta fluorescencija (sutrumpintai aie – angl. aggregation-induced emission) kilo didelis susidomėjimas dėl galimybės pritaikyti tokias medžiagas optoelektronikoje. aie efektu pasižymi labai nedaug junginių grupių, turinčių persuktą erdvinę molekulių struktū-rą (dar vadinama propelerio forma), kuri lemia vidumolekulinių virpesių sumažėjimą molekulėms agreguojantis ir spindulinės rekombinacijos tikimybės išaugimą [1, 2].

Šiame darbe tirtos fenilendiacetonitrilo klasės medžiagos pasižyminčios agregaci-jos sukeltos fluorescencijos efektu. precipitacijos būdu formuoti nanoagregatai dviejų skysčių sandūroje. iš pradžių tiriama medžiaga ištirpinama tetrahidrofurane (thf), tada gautas tirpalas skiedžiamas vandeniu ir maišomas. Kadangi medžiaga pasižymi hidrofobinėmis savybėmis, vandens tūriniai daliai tirpale viršijus tam tikrą ribą, prade-da formuotis medžiagos agregatai. tirta medžiagų sugerties ir fluorescencijos spektro, fluorescencijos kvantinio našumo bei sužadintos būsenos gyvavimo trukmės priklau-somybė nuo dviejų skysčių (tirpiklio tetrahidrofurano ir vandens) tūrių proporcijų, medžiagos koncentracijos bei maišymo trukmės. Darbo metu organiniai nanoagregatai taip pat buvo formuojami ir polimero polistireno matricoje, optiniais metodais tirta koncentracijos ir aplinkos temperatūros įtaka bei tirpiklio garų poveikis agregatų su-sidarymui. matuota sugerties ir fluorescencijos spektro bei fluorescencijos kvantinio našumo priklausomybė nuo poveikio garais trukmės.

rezultatai rodo, jog vandens tūrio daliai tirpale viršijus 50 % ir pradedant formuo-tis nanoagregatams, sistemos fluorescencijos kvantinis našumas stipriai išauga. Kaita-liojant formuojančių molekulių struktūrą bei keičiant galutinę mišinio koncentraciją


gautas kol kas rekordinis šiai medžiagų klasei fluorescencijos našumo išaugimas – 140 kartų (1 pav.). tiriant maišymo trukmės įtaką agregatų formavimuisi gauta, jog kuo di-desnė vandens tūrio dalis mišinyje, tuo mažesnę įtaką maišymo trukmė turi kvantiniam našumui. fluorescencijos mikroskopija parodė, jog temperatūros ir organinių tirpiklių garų poveikis daro didelę įtaką agregatų susidarymui polimero polistireno matricoje: nulemia ne tik jų dydį ir formą (2 pav.), bet ir daro įtaką kvantiniam našumui.

1 pav. pavaizduotos molekulinės struktūros medžiagos kvantinio našumo priklausomybė nuo van-dens tūrinės dalies, kai medžiagos koncentracija 10-5 mol/l

2 pav. V-763 organiniai nanoagregatai polimero polistireno matricoje: formuoti kambario temperatūroje (a); formuoti 110 ºC temperatūroje (b);

formuoti kambario temperatūroje ir paveikti thF garais (c)


Literatūra[1] hong, y., Lamab j. w. y., tang, B. Z., Chem. Soc. rev., 2011, 40, 5361–5388.[2] Kazlauskas, K., miasojedovas, a., Dobrovolskas, D., arbačiauskienė, e., getautis, V., Šačkus,

a., juršėnas, S. J. Nanopart. res., 2012, 14, 877.


NeTIeSINIų opTINIų meDŽIagų – NaNoDaRINIų cDSe IR ag SINTeZĖ

i. Mikalauskaitė, Vilniaus universitetasa. Beganskienė, Vilniaus universitetas

pastaruoju metu išaugus susidomėjimui nanodalelėmis, atrandama vis naujų, neį-prastomis savybėmis pasižyminčių darinių, panaudojimo sričių. Didelio dėmesio su-laukia fluorescencinės šių dalelių savybės. pasitelkiant fluorescencinę spektroskopiją tiriamos įvairios biologinės struktūros, dalelės naudojamos kaip fluorescenciniai žyme-kliai. pasirinkti puslaidininkių – cdSe - nanodariniai randa vis didesnį panaudojimą biocheminėje ir medicinėje diagnostikoje, tad yra aktualu rasti kuo mažiau nuodingą ir kuo pigesnį sintezės būdą [1, 2]. ag nanodalelės, priklausomai nuo jų formos, bei kitų parametrų, turi plačias panaudojimo sritis optikoje, katalizėje ir diagnostinėje medici-noje [3].

Šio darbo tikslas buvo rasti optimalias sintezės sąlygas t. y. reagentus, jų koncen-tracijas, santykius ir parametrus sintetinti ag ir cdSe nanodarinius ir jų kompozitus polimere.

Sidabro nanodalelės buvo sintetinamos vandenyje, naudojant skirtingus redukto-rius dimetilformamidą [4] ir natrio borhidridą [5], nanodalelių stabilizavimui naudo-tas stabilizuojantis reagentas polivinilpirolidonas (pVp) skirtingos molekulinės masės mw 29,000 g/mol ir 360,000 g/mol. reakcijos atliktos skirtingoje temperatūroje (4 °c; 25 °c) ir registruoti sugerties spektrai. Susintetintos sidabro nanodalelės, kurių suger-ties maksimumas yra ties 460 nm. nustatyta, kad nanodalelės padengtos mažesnės mo-lekulinės masės polivinilpirolidonu (mw 29,000 g/mol) yra geriau tirpios fotopolimere, nei padengtos pVp, kurio molinė masė – mw 360,000 g/mol.

iš įvairių žinomų kadmio selenido sintezės metodų buvo pasirinktas karštos in-jekcijos metodas organiniame tirpiklyje. Dažnai naudojami tirpikliai trioktilfosfinas (top) ir trioktilkfosfino oksidas (topo) – yra brangūs bei nuodingi, todėl sintezės metu buvo naudoti jų minimalūs kiekiai kaip koordinuojantys reagentai, o pagrindiniu tirpikliu pasirinktas aukštoje temperatūroje (350 oc) verdantis tirpiklis – oktadecenas. reakcijų išlaikymo laikas tam tikroje temperatūroje pasirinktas vienodas (5 min.), nu-statyti minimalūs koordinuojančių tirpiklių top ir oleino rūgšties kiekiai pradinėms medžiagoms cdo ir Se ištirpinti. Sintezės, atliktos skirtingoje temperatūroje. tyrimų rezultatai parodė, kad dalelių dydis priklauso nuo reakcijos temperatūros, kurioje atlie-


kama sintezė, laiko ir pradinių medžiagų cdo ir Se naudojamo santykio. Kadmio se-lenido nanodalelių dydis nustatytas iš reakcijos mišinio sugerties ir emisijos spektrų naudojant literatūroje [6] pateiktą metodiką. įvertintas dalelių monodispersiškumas matuojant emisijos smailės pusplotį. rentgeno spindulių difrakcinės analizės rezultatai patvirtino, kad cdSe susidariusių nanodalelių kristalografinė gardelė yra kubinė.

Lieratūra[1] trindade, t., o‘Brien, p., pickett. nL. Chemistry of Materials, 2001, 13, 3843–3858.[2] rajeshwar, K., de tacconi, nr., chenthamarakshan, c. r. Chemistry of Materials, 2001, 13,

2765–2782.[3] Sekhon, j. S., Verma, S. S. Journal of Materials Science, 2012. 47, 1930–1937.[4] mdluli, p. S., Sosibo, n. m., mashazi, p. n., nyokong, t., tshikhudo, r. t., Skepu, a., van der

Lingen, e. Journal of Molecular Structure, 2011, 1004, 131–137.[5] metraux, g. S., mirkin, c. a. advanced Materials, 2005, 17, 412–415.[6] yu, w. w., Qu, L., guo, w., peng, X. Chemistry of Materials, 2003, 15, 2854–2860.


ŽaLIavų mIšINIo α-c2S hIDRaTo SINTeZeI gavImaS

J. Mikaliūnaitė, Kauno technologijos universitetasr. Šiaučiūnas, Kauno technologijos universitetas

nuo pat sukūrimo prieš 175 metus, portlandcementis tapo populiariausia rišamą-ja medžiaga pasaulyje. Deja, jo gamyba susiduria su nemažai problemų. Dėl didžiulių produkcijos apimčių ir aukštos degimo temperatūros, jį gaminančios įmonės kasmet suvartoja 10-11∙1018 j energijos, t. y. apie 2–3 % pasaulinio energijos suvartojimo. ga-minant 1 t cemento, susidaro 0,87 t co2, o tai sudaro apie 5 % pramonės išskiriamo co2 kiekio [1]. yra pasiūlyta nemažai šių problemų sprendimo būdų, tačiau visuotinai pripažįstama, kad esminiai sumažinti energijos suvartojimą ir co2 emisiją galima tik sukūrus ir plačiai pradėjus naudoti alternatyvias rišamąsias medžiagas. Viena iš jų – ce-mentai, pagaminti iš hidroterminėmis sąlygomis susintetinto α-c2S hidrato.

Žinoma, kad žaliavų savybės ir kokybė nulemia hidroterminių reakcijų trukmę bei temperatūrą, o tai kartu su karbonatų skilimo temperatūra labai paveikia produkto sa-vikainą. reikia naudoti karbonatines uolienas, kurias išdegus galimai žemesnėje tem-peratūroje, susidaro maksimalus laisvo cao kiekis. Didelis ekonominis efektas turėtų būti gautas, naudojant gamtines izomorfines ca-Si žaliavas, nes komponentų neberei-kia ruošti atskirai ir jų homogenizuoti. tokių žaliavų yra ir Lietuvoje.

Šio darbo tikslas – iš gamtinių izomorfinių ca-Si uolienų pagaminti aktyvius žaliavų mišinius hidroterminei dvibazių kalcio hidrosilikatų sintezei.

Darbe naudoti juodžių karjero (Vilniaus r.) kreidos mergelis ir Stoniškių Žemait-kiemio telkinio (Šilutės r.) opoka buvo džiovinti 24 valandas 100 °c ± 2 °c temperatū-roje ir sumalti rutuliniame malūne iki savitojo paviršiaus ploto Spav = 890 ir 970 m2/kg atitinkamai. jų cheminė sudėtis pateikta 1 lentelėje. Žaliavos ir išdegti bandiniai (tem-peratūra: 700–950 °c, kas 50 °c, trukmė: 1, 2 ir 4 val.) buvo ištirti cheminės, rentgeno difrakcinės ir vienalaikės terminės analizės metodais.


1 lentelė. Kreidos mergelio ir opokos cheminė sudėtismedžiaga cao Sio2 al2o3 fe2o3 mgo K2o f So3 K.n.

opoka 22,64 52,56 2,42 0,78 0,61 0,62 0,12 0,45 18,97mergelis 51,87 3,72 0,87 0,42 0,29 0,12 0,17 - 41,99

opokos rentgeno difrakcinės analizės kreivė (1 pav.) patvirtino cheminės analizės metu gautus rezultatus: joje daugiausia yra Sio2. Svarbu tai, kad kartu randamos net trys šio oksido atmainos: kvarcas, kristobalitas ir tridimitas. Karbonatai sudaro du mi-neralus: kalcitą ir dolomitą. Kreidos mergelyje vyrauja caco3 ir yra kvarco priemaišų (2 pav.).

31 32 33 34 35 36 3

Inten

syvu

mas

, san

t. vn

t.

Q

Q Q QQ Q QQ Q

C

C

CC C C

C

CCCC C C C

QM

M

MCr

Cr

T

M TM

DDT T

M

31 32 33 34 35 36 3

Inten

syvu

mas

, san

t.vnt

. C

C Q CC

C C

C

C C

CC

C CC C CC

1 pav. opokos rentgeno difrakcinės analizės kreivė (C – kalcitas; Q – kvarcas; D – dolomitas; Cr – kristobalitas; t – tridimitas; M – muskovitas

2 pav. Kreidos mergelio rentgeno difrakcinės analizės kreivė (C – kalcitas; Q – kvarcas)

išdegus opokos bandinius, produktuose nustatyti laisvo ir karbonatuose esančio, o taip pat paskaičiuoti surišto į kalcio silikatų struktūrą cao kiekiai. Vertės išreikštos procentais nuo viso cao kiekio opokoje (3 pav.).

0102030405060708090

100

700 750 800 850 900 950

CaOkarb.

CaOlaisv.

CaOsuj.CaO

kie

kis,

%

°C

0102030405060708090

100

700 750 800 850 900 950

CaOkarb.

CaOlaisv.

CaOsuj.

°C

CaO

kie

kis,

%

3 pav. Cao kiekio (%) priklausomybė nuo

temperatūros, išdegus opoką 1 valandą4 pav. Cao kiekio (%) priklausomybė nuo

temperatūros, išdegus kreidos mergelį 1 valandą


Degant opoką, jau 700 °c prasideda caco3 skilimas – po 1 h degimo laisvo cao kiekis sudaro 30,52 %. padidinus degimo temperatūrą iki 750 °c, produkte gauname maksimalų laisvo cao kiekį – 48,42 %. reikia pažymėti, kad karbonatų disociacijos metu susidaręs cao yra labai aktyvus ir intensyviai reaguoja su rūgščiaisiais opokos oksidais. pagrindinis naujadaras – volastonitas cao·Sio2. tiesa, jis dar yra smulkiadis-persinis ir, tikėtina, aktyviai reaguos hidroterminėmis sąlygomis.

Degant kreidos mergelį, karbonatai intensyviai pradeda skilti aukštesnėje, 750 °c temperatūroje. ją toliau didinant, nuosekliai mažėja caco3 kiekis ir didėja laisvo cao kiekis. į kitus junginius surišto cao kiekis kinta nežymiai, nes kreidos mergelyje rūgš-čių oksidų yra tik 9,73 %. caco3 disocijacija praktiškai baigiasi 900 °c temperatūroje, kurioje 1 h degtame kreidos mergelyje net 89,6 % viso cao kiekio yra laisvoje būsenoje.

remiantis pradinių medžiagų cheminės analizės ir degimo kinetikos duomenimis, paruoštas jų mišinys, kurio molinis santykis cao/Sio2 = 2. (62,8 % kreidos mergelio ir 37,2 % opokos). jis išdegtas 775–850 °c (kas 25 °c) temperatūroje ir atlikta gautų pro-duktų cheminė bei rentgeno difrakcinė analizės. gauti rezultatai parodė, kad optimali mišinio degimo temperatūra yra 825 °c: laisvo cao kiekis siekia 31 %, o karbonatų di-sociacija praktiškai pasibaigusi. nors volastonitas pradeda susidaryti jau 775 °c tempe-ratūroje (šis kalcio silikatas mišinyje gaunamas žemesnėje temperatūroje, negu degant opoką, nes yra cao perteklius), tačiau ir išdegus 825 °c temperatūroje jo smailių in-tensyvumas padidėja nežymiai. tai reiškia, kad degimo metu susidaro smulkūs, defor-muotos kristalų gardelės silikatai, iš kurių hidroterminėje sočių vandens garų aplinkoje lengva susintetinti α-c2S hidratą.

Literatūra[1] Damtoft, j. S., Lukasik, j., herfort, D. ir kt. Sustainable development and climate change initia-

tives. cement and concrete research 38 (2), 2008, p. 115–127.


NUcLeoNS aS TopoLogIcaL SU(2) SoLIToNS

V. Milkus, Vilnius University, Faculty of physicse. Norvaišas, Vilnius University

nucleons are strongly interacting subatomic particles- Baryons, which are descri-bed by the Quantum chromodynamics (QcD). this theory gives the true descriptions for the processes of strong interaction (interactions between the quarks and gluons), when the energy scale of the processes is well above the scale of the described particle masses. But when we describe the processes where the energy of the particles is of the same order of the particles’ rest mass, the QcD is not good anymore, because the strong coupling constant becomes αs ≈ 1.

as an example we can choose the description of the form of the potential for the strong interactions in nuclei. in this case the QcD has to include all possible terms of energy transfer, but the essential terms of low energy processes are too small compared to earlier ones. the biggest part comes from the generation of virtual pairs of quarks and interactions of gluons. these processes take the biggest part of the rest energy of the baryon. So we need the different description of low energy physics. one such a phenomenological model for low energies is the Skyrme model, which we used in our exploration.

the Skyrme model was offered by t. Skyrme in sixth decade of the last century for description of nucleons as solitons from the pion field. the model is based on the La-grangian [1].

(1)

in this Lagrangian the first term is the Lagrangian of the Sigma model and the second was added by Skyrme for stabilization of the solutions. this theory is highly nonlinear so the solutions have to be stabilized in time. these solutions are called the solitons.

in our calculations we apply the variation of this classical Lagrangian to get the eu-ler- Lagrange equation. the classical Skyrme model is quantized by using collective rotational coordinates [2]:


(2) we use the classical hedgehog ansatz and the classical Lagrangian is quantized

around this solution. the functional of the quantum model is used in variations and the equations are solved numerically.

when the Lagrangian (1) is treated quantum mechanically, the generalized coor-dinates are used, obeying the commutation relations. now there is a new Lagrangian which has the correction to skyrmion mass . the eigenvalues of the hamilto-nian are calculated to be:

(3)

here j, l are the quantum numbers of angular momentum, F is the chiral angle, for which we solved the euler- Lagrange equation, a- the momentum of inertia of the skyrmion.

the quantum model gives the correction of soliton mass, which is then used to cal-culate the correct mass of pi meson mπ. this correction depends on the dimension of the representation of the Su(2) group. we know that skyrmions with l = 1/2 represent the nucleons, while those with l = 3/2 represent Δ resonances.

the results of numerical calculations show that in case of nucleons the calculated values of the isoscalar radius re are near to experimental ones. we know that Skyrme model describes the particles with spin and isospin 1/2 or 3/2 where in the latter case we have delta resonance. when we use the masses of nucleons and the isoscalar radius as input for calculations, we get the profile functions for nucleons and from these cal-culated distributions of nucleon mass are comparable to the experimental results. these fit well with the form factors for nucleons.

our analysis could be also extended if we use the Su(3) group. in this case we would have the additional quantum number- strangeness and so we would be able to describe hyperons. the equations of such a model are much more complicated.

Bibliography[1] jurčiukonis, D. ,,canonical quantization of Su(3) topological solitons“ (2008)// Doctoral dis-

sertation, p. 21.[2] acus, a., norvaišas, e. and riska, D. o. ,,Stability and representation dependence of the qu-

antum skyrmion“ (1998)// phys. rew. c, vol. 57. 5, p. 2598–2601.


SeLekTYvIojI LaZeRINĖ IngaN SLUokSNIo aBLIacIja

V. plerpaitė, Vilniaus universitetas a. Melninkaitis, Vilniaus universitetas

Viena iš aktualiausių šiuo metu egzistuojančių gan/ingan taikymo problemų yra selektyvaus ėsdinimo galimybė formuojant daugiasluoksnių optoelektroninių prietaisų struktūras ir jų elektroninius prietaisus [1].

pirmojo tyrimų etapo metu buvo ištirta lazerinio selektyvaus šalinimo varijuojant impulsų skaičių ir energiją galimybė plonasluoksniams iii grupės nitridams (inxga1- xn), turintiems skirtingą indžio koncentraciją, bei įvertintas šio dangos ėsdinimo metodo efektyvumas atidengiant norimus sluoksnius ir formuojant daugiasluoksnių optoelek-troninių prietaisų struktūras.

tyrimui buvo naudojamas femtosekundinis „pharos“ lazeris ir parinkti tam tikri jo parametrai: impulsų pasikartojimo dažnis matavimo metu f – 1 khz, lazerio bangos ilgis λ = 1 030 nm, impulso trukmė τ – 300 fs.

Pharos

M FP P S Pl L B

G PD GM ir CCD

PC

1 pav. principinė matavimo schema


eksperimente tirti 5 safyro padėklai, padengti plonu gan sluoksniu. Keturiuose iš jų yra skirtingos koncentracijos (2, 20, 30, 35 %) papildomas ingan sluoksnis. Bandinio plokštumoje buvo suformuota 230 taškų matrica, kurioje buvo eksponuojamos skir-tingo impulsų skaičiaus (1, 2, 3, 5, 10, 20 ir t. t.) grupės, proporcingai keičiant lazerio spinduliuotės energijos tankį.

gan ir ingan sluoksnių pašalinimas buvo tiriamas profilometrijos metodu – naudojant optinį konfokalinį Sensofar pLu2300 profilometrą įvertinami pažeidimų gyliai.

2 pav. pavaizduota minimalios energijos priklausomybė nuo impulsų skaičiaus, prie kurios pastebimi giluminiai įskilimai ar visiškai pašalinama danga. pastebėta, jog tašką veikiant didelio skaičiaus impulsų serijomis pašalinimas visas gan ir ingan sluoksnis, todėl šis režimas yra netinkamas šių dangų selektyviam lazeriniam ėsdinimui.

iš gautų duomenų matyti, jog eksponuojant pavieniais impulsais (1-į-1) įmanoma pašalinti norimą dangos sluoksnį su bet kokia energija, o didinant impulsų skaičių rei-kia atitinkamai sumažinti energijos kiekį.

a)


b)

2 pav. energija, kuriai esant pastebimas grubus dangos pažeidimas: a) įskilimas, b) visiškas nugarinimas

Svarbiausi rezultatai:• gauti duomenys rodo, jog režimai, kuomet kompozitinė danga eksponuojama

su > 0,5 j/cm2 energijos tankiu atitinkamai > 250 impulsų serijomis nėra tinkami selektyviam ingan dangos šalinimui.

• Selektyvaus šalinimo režimai ingan dangose gauti (pašalinama iki 200 nm dan-gos) visuose bandiniuose su 1, 2, 3 šūvių ekspozicijomis energijos tankių inter-vale nuo 0,5 iki 5 (j/cm2). (išskyrus ingan 2 % bandinį, 3 šūvių ekspozicijos nuo 1,3 j/cm2 stebimi įskilimai).

• galima selektyviai šalinti ingan dangą pavieniais impulsais (1-į-1) ir didelio (iki 8,5 j/cm2) energijos tankio ekspozicija, pašalinant iki 115 nm sluoksnį.

• nustatyta, kad didėjant indžio koncentracijai ingan sluoksnyje, jo optinis atspa-rumas mažėja.

Literatūra[1] Ščiuka, m., plonasluoksnių GaN ir inGaN dangų optinis atsparumas femtosekundinei lazeri-

nei spinduliuotei ir-UV spektrinėje srityje. Bakalaurinis darbas, Vilnius 2012.[2] melninkaitis, a., Dielektrinių dangų optinis atsparumas pasikartojantiems femtosekundiniams

lazerio impulsas. Daktaro disertacija, Vilnius, 2009.


DUjų SoRBcIjoS aNT aNgLIeS moLekULINIo SIeTo pRIkLaUSomYBĖS NUo SLĖgIo

TYRImaS

a. plotnikov, Vilniaus universitetasa. Zolumskis, Vilniaus universitetas

s. Šakirzanovas, Vilniaus universiteto Fizinių ir technologijos mokslų centras

Daugelio technologinių procesų efektyvumas tiesiogiai priklauso nuo naudojamų dujų grynumo. Klasikinis dujų gryninimo metodas, suskystintų dujų distiliacija, yra brangus ir daug energijos reikalaujantis procesas. alternatyva dujų skystinimui yra oro komponentų atskyrimas remiantis skirtinga komponentų sorbcijos geba ant paviršiaus. Šiuo metu šitos technologijos pagalba n2 dujos išgryninamos iki techninių dujų švaru-mo. Darbo tikslas yra patobulinti procesą siekiant padidinti generuojamo n2 grynumą bent viena eile.

Šiuo metu yra suprojektuotas n2 generatoriaus prototipas, kurio veikimas pagrįstas adsorbcijos kaita kintant sistemos slėgiui. atlikus pirminius proceso našumo tyrimus nustatyta, kad 2,5 kg anglies molekulinio sieto gali iš oro išgryninti iki 2 litrų per mi-nutę 99,99 % švarumo azoto. azoto išskyrimas vykdomas remiantis adsorbcijos kaita kintant sistemos slėgiui. pasiekus didesnį nei 8 barai slėgį, sorbentas yra įsotinamas o2, co2 ir liekamosios drėgmės, kai n2 ir kitų inertinių komponentų sąveika su paviršiumi yra silpna. Šį savybė leidžia ne tik išskirti azotą iš oro, bet ir po sorbento valymo ciklo panaudoti jį kitam generacijos ciklui. pilnas generacijos ciklas susideda iš 3 fazių: slėgio kėlimas, gryno n2 generavimas ir slėgio nuleidimas. Keičiami proceso parametrai yra šie: slėgio kėlimo laikas, n2 dujų kiekis, sorbento regeneracijos laikas ir darbinis pro-ceso slėgis. tinkamas parametrų parinkimas įtakoja generuojamo n2 grynumą. 1 pav. parodyta deguonies generuojamame n2 priklausomybė nuo darbinio sistemos slėgio ir dujų debeto. nustatytos minimalios sąlygos, kurias tenkinant n2 grynumas siekia techninių dujų švarumo lygį.


7,58 ,0 8,59 ,0 9,51 0,01 0,50,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

O2,

%

p, bar

O2, %

2000180016001400120010008 00 6004 00 20000,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

O2,

%

V, ml/min

O2, %

1 pav. o2 koncentracijos produkte priklausomybė nuo (a) - – darbinio sistemos slėgio ir (b) – N2 debeto


LaISvoS IR ImoBILIZUoToS gLIUkoZĖS okSIDaZĖS kINeTINIų paRameTRų

NUSTaTYmaS DegUoNIeS eLekTRoDU

a. popov, Vilniaus universitetasa. ramanavičienė, Vilniaus universitetas

Įvadas. pastarąjį šimtmetį biologiniai jutikliai yra vis dažniau taikomi įvairiose sri-tyse biologinių procesų stebėjimui ir kontroliavimui. Šiuo metu sukurta daugybė skir-tingų technologijų ir inovatyvių medžiagų, kurių panaudojimas biologinių jutiklių ga-mybai praplečia analitikų galimybes ir leidžia greitai, pigiai ir tiksliai nustatyti gana platų analičių spektrą [1]. Biologiniai jutikliai yra analizinės sistemos, kurios naudo-damos biologiškai aktyvias medžiagas, dažniausiai fermentus, fizikinius arba chemi-nius pokyčius paverčia išmatuojamais elektroniniais signalais proporcingais analitės koncentracijai [2]. fermentinės reakcijos metu yra matuojamas substrato pokytis arba produkto susidarymas [3].

tarp visų naudojamų fermentų išskirtinę vietą užima gliukozės oksidazė (β-D-gliukozės deguonies 1-oksidoreduktazė; ec 1.1.3.4). Šis fermentas katalizuoja β-D-gliukozės oksidaciją iki gliukono rūgšties. Šios fermentinės reakcijos metu naudojamas deguonis kaip elektronų akceptorius. reakcijos metu į terpę nuolat išsiskiria vandenilio peroksidas [4] (1 pav.).

1 pav. Gliukozės oksidazės fermentinės reakcijos schema [4]


Šis fermentas pirmas buvo panaudotas biologinio jutiklio kūrimui ir iki šiol naudo-jamas β-D-gliukozės nustatymui bei įvairių biologinių jutiklių kūrimui, nes šis fermen-tas yra pakankamai stabilus esant tiek žemoms, tiek aukštoms ph reikšmėms ir tempe-ratūrai, fermentinės reakcijos išeiga būna didelė ir fermentas yra specifiškas substratui [5].

Tyrimo metodai. Kaip jau buvo minėta, goD fermentinės reakcijos metu sunau-dojamas terpėje esantis deguonis ir pagal jo koncentracijos mažėjimą laike galima ap-skaičiuoti fermentinės reakcijos greitį. Šiame darbe deguonies koncentracijos pokyčiai buvo matuojama amperometriškai deguonies elektrodo, dar kitaip vadinamo clark‘o tipo elektrodo, pagalba. eksperimento metu buvo naudota analizinė sistema, kuri susi-deda iš peristaltinio siurblio, potenciostato, termostato, pratekamos celės su deguonies elektrodu, padengtu dujoms pralaidžia 10 µm teflono membrana (2 pav.).

2 pav. termostatuojama amperometrinių matavimų celė su deguonies elektrodu, sujungtu su potenciostatu

1 – potenciostatas; 2 – termostatas; 3 – pratekama celė; 4 – peristaltinis siurblys.

programinės įrangos ir duomenų įrašymo įrenginio pagalba, duomenys pateikiami realiu laiku, kuriuos galima vėliau išsaugoti. Visi matavimai buvo atlikti esant − 600 mV potencialui ir esant optimalioms fermento veikimo sąlygoms (acetatinis / fosfatinis bu-feris, ph 5, palaikant pastovią 37 °c temperatūrą). matavimuose buvo palygintos dvi sistemos: pirma – fermentas yra laisvas celėje, antra – fermentas imobilizuotas ant an-


glies elektrodo paviršiaus glutaro aldehido garų pagalba. abiem atvejais fermento kie-kis buvo vienodas 0,005 mg.

Darbo rezultatai

palyginus imobilizavimo metodo įtaką kinetiniams parametrams nustatyta, kad po goD imobilizavimo fermentinės reakcijos greitis (Vmax) sumažėjo apie 40 kartų, o mi-chaelio konstanta (Km) padidėjo tik 1.1 karto. tokį didelį Vmax pokytį pagrinde įtakojo sumažėjęs fermento kiekis galintis tiesiogiai kontaktuoti su tirpale esančiu substratu. taip pat galima ir fermento inaktyvacijos įtaka atlikus fermento imobilizavimo proce-dūrą.

Literatūra[1] Zhang, S.; wright, g.; yang y., Biosensors & Bioelectronics, 2000, 15, 273–282.[2] Kausaite-minkstimiene, a., et al., Sensors and actuators, 2011, B 158, 278–285.[3] chambers, j. p., et al., Curr issues Mol Biol, 2008, 10, 1–12.[4] Bankar, S. B., et al., Biotechnol adv, 2009, 27, 489–501.[5] wilson, r., turner, a. p. f. Biosensors & Bioelectronics, 1991, 7, 165–185.


eLekTRaI LaIDŽIų poLImeRų moDeLIavImaS IR SINTeZĖ

a. povilionis, Vilniaus universitetasa. ramanavičius, Fizinių ir technologijos mokslų centras

J. Čijauskas, Vilniaus universitetas

fenantrolino junginiai susilaukia daug dėmesio dėl jų labai įdomių savybių ir tech-nologinių pritaikymo galimybių [1]. fenantrolino metalų kompleksai ir jo ligando for-ma yra viena iš daugiausia žadančių junginių tipų atskirose molekulinės katalizės srity-se, saulės energijos konversijoje, molekulinių sensorinių prietaisų vystyme. nepaisant to, jog fenantrolino junginiai ir jų kompleksų formos yra plačiai paplitusios įvairiose chemijos srityse, šių junginių kombinacijų tyrimai vis dar tęsiami [2].

fenantrolino junginių tyrimai prasidėjo nuo jo gebėjimo sudaryti metalo komplek-sus, kurie buvo panaudoti kaip redokso indikatoriai oksidacijos-redukcijos kiekybinėje analizėje, nustatymo [3, 4]. tyrimai tęsėsi fenantrolino molekulės struktūros pakaitalų nagrinėjimu, potenciometrinių ir laidumo savybių, tokių kaip rūgštingumo konstanta, nustatymu.

tyrimo metu, „fermentinės sintezės metodu“, buvo sintetinami elektrai laidūs poli-merai, sudaryti iš 1,10-fenantrolino mono-hidrato; 5-amino-1, 10-fenantrolino mono-merų. 1,10-fenantrolino mono-hidrato; 5-amino-1, 10-fenantrolino sintezė „fermenti-nės sintezės metodu“ vyko žymiai lėčiau nei polipirolo ir polianilino fermentinė sintezė, manome taip yra dėl gerokai didesnio oksidacinio potencialo reikalingo šių molekulių polimerizacijai ir dėl mažesnio šių monomerų tirpumo vandeniniuose tirpaluose. Buvo bandyta polimerizuoti šiuos junginius skirtingomis sąlygomis (pvz., keičiant ph ir de-tergentų koncentraciją) tačiau minėtų junginių polimerizacijos greitis vis tiek liko labai mažas. Buvo pastebėta, kad elektrocheminė šių junginių polimerizacija iš nevandeni-nių junginių ant anglinių elektrodo vyksta keliasdešimt kartų efektyviau nei fermenti-niu metodu, todėl siekiant geriau išsiaiškinti kai kuriuos šios polimerizacijos reakcijos aspektus buvo atliekamas modeliavimas molekulinės dinamikos metodais. Šios darbo dalies metu, naudojantis kvantiniais cheminiais tankio funkcionalo (Density functio-nal-Dft) ir (müller-plesset) perturbacijų teorijų skaičiavimais, buvo rasti tikslūs pa-sirinktų fenantrolino darinių elektroniniai, geometriniai ir energetiniai parametrai. o sudėtingiems junginiams buvo naudojami pusiau empiriniai skaičiavimo metodai (am1 ir pm3) [3]. Buvo modeliuojamos atskiros monomerų molekulės, skirtingų ilgių


oligomerai ir jų kovalentiniai junginiai su grafenu. pirmiausia aukščiausioje galimoje c2v simetrijoje, kuri neturi e atvaizdų, suoptimizuota 1,10-fenantrolino mono-hidrato (fmh) molekulė skirtingose būsenose: +1, +2, -1, -2 elektronai ir neutralioje būsenoje (1 lentelė). atsižvelgiant į gautus molekulinių orbitalių rezultatus buvo modeliuojami fmh polimerai ir polimerų junginiai su grafenu. gauti fmh polimerų ir polimerų su grafenu junginiai taip pat buvo optimizuojami skirtingose būsenose, tačiau dides-ni junginiai (junginiai su grafenu) buvo optimizuojami naudojantis pusiau empiriniais metodais. taip pat buvo tirtos ir kitos, panašios molekulės: 5-amino-1, 10-fenantroli-nas; 5-nitro-1, 10- fenantrolinas; 5-amino, 6-nitro-1, 10-fenantrolinas; 5, 6-diamino-1, 10-fenantrolinas.

1 lentelė. Fenantrolino aukščiausių okupuotų orbitalių (hoMo) ir žemiausių neokupuotų orbitalių (LUMo) molekulinių orbitalių neautralioje būsenoje ir

+1, -1 būsenose sprendiniai

0 homo 0 Lumo+1 homo +1 Lumo-1 homo -1 Lumo

gauti modeliavimo rezultatai paaiškina gautus eksperimentinius rezultatus, o tai leidžia daryti prielaidą, kad pasirinktas modelis yra teisingas ir modeliuoti sudėtinges-nes sistemas aiškinant sudėtingesnius reiškinius ir ieškant naujų fenantrolino junginių praktinio pritaikymo sričių. modeliavimo rezultatai taip pat įgalina numatyti eksperi-mentiškai dar nesintetintų fenantrolino darinių polimerizacijos reakcijos metu susida-riusių polimerų struktūrą ir kt. savybes.

Literatūra[1] mora, m. a., galicia, m. a., mora-ramirez, a. int. J. Quantum Chem. 2004, 97, 983.[2] oztekin, y., yazicigil, Z., electrochim. acta, 2009, 54, 7294.[3] walden, jr., g. h., hammett, L. p., chapman, r. p. J. am. Chem. Soc., 1931, 53 3908.[4] walden, jr., g. h., hammett, L. p., chapman, r. p. J. am. Chem. Soc. 1933, 55, 2649.


oRgaNINIų pUSLaIDININkIų SINTeZĖ „kLIk‘‘ chemIjoS meToDU

G. samulionytė, Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakultetasJ. simokaitienė, Kauno technologijos universiteto Cheminės technologijos fakultetas

praktikos metu susintetinti karbazolilalkinas ir karbazolilazidas. pastarieji sujungti naudojantis „klik“ chemijos metodu. Susintetinto 1,4-di(9-etilkarbazol-3-il)-triazolo sintezė pateikta schemoje. pirmiausia iš 3-amino-9-etilkarbazolo gautas junginys 1. reakcija vykdyta druskos rūgšties tirpale, diazotinimui naudojant natrio nitrito ir na-trio azido tirpalus vandenyje [1]. antrojoje stadijoje iš 9-etil-3-jodkarbazolo naudojant trimetilsilylacetileną (tmSa) susintetintas junginys 2. reakcija vykdyta diizopropila-mine, 90 °c temperatūroje, kaip katalizatoriai buvo naudojami: vario jodidas, trifenil-fosfinas, bis-(trifenilfosfin)-paladžio(ii)dichloridas. trečiojoje stadijoje gautas karba-zolilalkinas 3. reakcija vykdyta, tetrahidrofurane argono sistemoje, kaip katalizatorius naudotas tetrabutilamoniofluoridas. paskutiniojoje stadijoje, „klik“ chemijos metodu buvo sujungti karbazolilazidas 1 ir karbazolilalkinas 3, gautas galutinis produktas 4, turintis 1,2,3-azolo jungiamąjį fragmentą. „Klik“ reakcijai kaip katalizatoriai buvo nau-dojami: natrio askorbatas, vario(ii)sulfatas pentahidratas ir tetrabutilamonio fluoridas, reakcija vykdyta tamsoje, 40 °c temperatūroje [2,3,4]. Susintetinti junginiai buvo iden-tifikuoti ir- ir 1h Bmr spektroskopijos metodais.


Literatūra[1] chen, Z., Dreyer, D. r., wu, Z. Q., wiggins, K. m., jiang, Z., Bielawski, c. w., Journal of po-

lymer Science: part a: polymer Chemistry, (2011),Vol. 49, 1421–1426.[2] Beltran, e., Serrano, j. L., Sierra, t., gimenez, r., organic Letters, (2010), Vol. 12, 1404–1407.[3] yang, j., ye, t., ma, D., Zhang, Q. Synthetic Metals, (2011), Vol. 161, 330–334.[4] wook Lee, j., Byung-Ku, K. Bull. Korean Chem. Soc. (2005), Vol. 26, 658–660.


BaRIo TITaNaTo IR NIkeLIo feRITo kompoZITINIų keRamIkų DIeLekTRINĖS SavYBĖS

s. streckaitė, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetasr. Grigalaitis, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetas

J. Banys, Vilniaus universiteto Fizikos fakultetasM. M. Vijatović petrović, Belgrado universiteto Daugiadisciplininių tyrimų institutas

J. D. Bobić, Belgrado universiteto Daugiadisciplininių tyrimų institutasB. D. stojanović, Belgrado universiteto Daugiadisciplininių tyrimų institutas

pastaruoju metu daugiafunkcinės medžiagos, pasižyminčios keliomis savybėmis vienoje fazėje, susilaukia didelio mokslininkų susidomėjimo. Vienos iš jų – multife-roikai – gaunamos maišant feroelektrinėmis ir feromagnetinėmis savybėmis pasižy-minčias medžiagas. tokie kompozitai, pasižymintys magnetinėmis ir feroelektrinėmis savybėmis vienu metu, laikomi vienais perspektyviausių ateities mikroelektronikai: magnetinio lauko matavimų jutikliams, keitikliams elektromagnetinei konversijai, elektromagnetinės atminties prietaisams ir t. t. [1, 2]. pagrindinė problema, kad vienoje fazėje būtų tiek feromagnetinė, tiek feroelektrinė tvarka, multiferoikams yra priešingi reikalavimai d orbitalės užpildymui. tai sukuria rimtus apribojimus naujų keleto savy-bių vienoje fazėje multiferoinių medžiagų paieškoms ir sintezei.

Vienas iš būdų, kaip išspręsti šią problemą yra dviejų fazių multiferoikų kompozitų sintetinimas. tokie kompozitai gali pasižymėti didesnėmis elektromagnetinio efekto vertėmis nei vienfaziai multiferoikai. plačiausiai tyrinėtos sistemos yra ni(Zn,co,mn)fe2o4, cofe2o4 feritai su pZt ir Batio3. mes pristatome Batio3-nife2o4 kompozitinių keramikų dielektinius tyrinėjimus.


80–20 ir 70–30 masės santykio Batio3-nife2o4 kompozitinių keramikų dielektri-nės savybės buvo tyrinėjamos su hp4284 Lcr matuokliu 20hz–1mhz ir agilent 8714 vektoriniu analizatoriumi 1mhz–1ghz dažnių ruože. Visi matavimai buvo atliekami šaldymo cikle. Spekro ruožas susijęs su laidumu dominuoja žemiau 1 mhz dažnio abiejose keramikose ir nėra stebima jokia dielektrinė anomalija, susijusi su faziniais virsmais. aukštesniuose dažniuose platus dielektrinės skvarbos maksimumas atsiran-da 400 K–200 K temperatūrose – temperatūrų ruože, kur paprastai matomas antrasis gryno Batio3 fazinis virsmas.

Literatūra[1] nan, c.-w. physical review B, 1994, v. 50, 6082–6088.[2] fiebig, m. Journal of physics D, 2005, v. 40, r123–r152.


aUkšTa TRIpLeTINĖS BŪSeNoS eNeRgIja paSIŽYmINČIų moNomeRų IR poLImeRų, SkIRTų eLekTRofoSfoReScUojaNTIemS

švIeSoS DIoDamS, SINTeZĖ

G. Šimkus, Kauno technologijos universitetasJ. V. Gražulevičius, Kauno technologijos universitetas

Siekiant padidinti organinių elektrofosforescencinių prietaisų efektyvumą ir pa-tikimumą, reikalingi organiniai puslaidininkiai, pasižymintys geromis teigiamų krū-vininkų pernašos savybėmis, gebėjimu suformuoti morfologiškai stabilius stikliškus sluoksnius, pasižyminčius aukšta stiklėjimo temperatūra, bei aukšta tripletinės būsenos energija. Siekiant, kad organiniai puslaidininkiai pasižymėtų aukšta tripletinės būsenos energija jų elektroforai turi būti elektroniškai izoliuoti.

Darbo tikslas buvo pasitelkiant „klik“ chemijos metodus susintetinti mažamoleku-linius stiklus, pasižyminčius teigiamų krūvininkų pernašos savybėmis ir aukšta trip-letinės būsenos energija. „Klik“ chememijos metodai – tai palyginti naujas, efektyvus ir labai selektyvus organinių medžiagų sintezės būdas. Vienas iš labiausiai paplitusių „klik“ chemijos metodų yra tiolių ir enų reakcijos. naudojantis „klik“ chemijos metodu [1, 2] susintetinti ir apibūdinti 9-etil-3-vinilkarbazolo ir diotiolių (4,4‘-tiobisbenzen-tiolio bei 2,5-dimerkapto-1,3,4-tiadiazolo) dariniai gm-2 ir gm-3. įdomu pažymėti, kad „klik“ reakcijos tarp 9-etil-3-vinilkarbazolo ir minėtų ditiolių vyksta kambario temperatūroje be jokių katalizatorių. junginius gm-2 ir gm-3 galima laikyti polimerų modeliniais junginiais. ateityje šiuo „klik“ chemijos metodu numatyta susintetinti ir polimerų. Šiam tikslui susintetintas darinys 3-ioje ir 6-oje karbazolo žiedo padėtyse turintis vinilgrupes.

atlikus dviejų pakopų sintezę, kurios eiga parodyta 1 ir 2 schemose, buvo susintetin-ti nauji etilkarbazolą turintys dvilinkiai junginiai gm-2 ir gm-3.

pirmiausia, 9-etilkarbazol-3-aldehidą veikiant kalio tert-butoksidu ištirpintu sausa-me thf gautas 9-etil-3-vinilkarbazolas (žymimas kaip gm-1). pastarajam reaguojant su 4,4‘-tiobisbenzentioliu kambario temperatūroje, gautas gm-2 (1 schema). tuo tarpu 9-etil-3-vinilkarbazolui reaguojant su 2,5-dimerkapto-1,3,4-tiadiazolu, gautas gm-3 (2 schema). reakcijos vykdytos dichlormetane, kol sureagavo pradinės medžiagos (tikri-nama plonasluoksnės chromatografijos būdu).


N

O

N+ S SHSH

N

SS

S

N

GM-1

GM-2

1 schema

N

+

NN

S SHSH

N

S

NN

S S

N

GM-3GM-1

2 schema

polimero gavimui buvo pradėta dvi vinilgrupes turinčio etilkarbazolo sintezė. pir-miausia, atliekant 9-etilkarbazolo formilinimą Vilsmeier metodu, naudojant pocl3 ir Dmf kompleksą, gautas 9-etilkarbazol-3,6-dikarbaldehidas (žymimas kaip gm-4). toliau gautą junginį veikiant kalio tert-butoksidu ištirpintu sausame thf, gautas dvi reaktyvias grupes turintis junginys gm-5 (3 schema). pastarasis junginys bus panaudo-jamas polimero gavimui.

N N

O O

N

GM-4 GM-5

3 schema

Visų susintetintų junginių cheminė struktūra buvo įrodyta 1h Bmr spektroskopijos metodu.

Literatūra[1] Durmaz, h., Butun, m., hizal, g., tunca, u. polymer chemistry, 2012, 50, 3116–3118.[2] hoyle, c. e., Bowman, c. n. angewandte Chemie, 2010, 49, 1541–1552.


apLINkoS ĮTakoS BakTeRIachLoRofILo moLekULIų eLekTRoNINIamS SpekTRamS

Lh2 kompLekSUoSe TYRImaS kvaNTINĖS chemIjoS meToDaIS

r. tolytė, Vilniaus universitetasJ. Šulskus, Vilniaus universitetas

Bakteriochlorofilo (BcL) molekulės yra dalis Lh2 komplekso, kuriame sugeriama šviesos energija, vėliau panaudojama fotosintezėje. BcL molekulių elektroninio spektro ir jo priklausomybės nuo supančios aplinkos ir, gal būt, sąveikos tarp pačių BcL moleku-lių, yra svarbūs siekiant suprasti bakterijų fotosintetinį mechanizmą. Šiame darbe neem-piriais kvantinės chemijos metodais buvo surastos konkretaus Lh2 komplekso [1] dalies BcL molekulių optimalios geometrinės struktūros, tankio funkcionalo teorijos metodu apskaičiuoti jų elektroniniai spektrai. aplinkos įtaka buvo įvertinta tik iš dalies: skaičiuo-jant BcL molekulių spektrus, fragmentinių molekulinių orbitalių metodu (fmo) [2] buvo atsižvelgta tik į arčiausiai esančių BcL molekulių įtaką sprendžiant kvantinės che-mijos uždavinį supermolekulei bei panaudojant neempirius tankio funkcionalo (tDft) metodus kartu su fmo metodu. Darbo metu buvo naudojamas Saulėtekio slėnio super-kompiuteris [3], gauSSian ir gameSS kvantinės chemijos paketai [4, 5].

1 pav. Lh2 sistemos dalis. Žaliai ir raudonai pažymėtos BCL molekulės. raudonai – BCL molekulės, kurių sąveika buvo tirta darbe


praktiškai buvo tiriama atskirų BcL molekulių pi sistemų sąveikos stiprumas ir įta-ka viena kitos elektroniniam spektrui. Lh2 sistemos dalyje esančios BcL molekulės parodytos 1 pav. numeriais pažymėtos 3 BLc molekulės, kurių elektroniniai spektrai buvo apskaičiuoti.

Buvo gautos 4 žemiausių elektroninių šuolių energijos ir osciliatorių stipriai. gauta, kad lyginant su atskira molekule, labiausiai 3 BcL molekulių komplekse pakito Bcl374 molekulės, žemiausio šuolio energija – sumažėjo apie 3 %. Šiek tiek stipresnė sąveika gauta tarp molekulių Bcl374 ir Bcl377, tačiau taip pat nežymi. BcL molekulių sąveikos įtaka osciliatorių stipriams daug didesnė: žemiausio šuolio osciliatoriaus stipris BcL374 ir BcL373 padidėjo 30–50 %, o Bcl377 sumažėjo apie 3 kartus.

Darbą dar planuojama tęsti ir fmo metodu atsižvelgti į BcL molekules supančio baltymo įtaką. galima daryti preliminarias darbo išvadas, kad panaudojus superkom-piuterio galimybes yra įmanoma neempiriais metodais tirti BcL molekulių kompleksų spektrus; žemiausių elektroninių šuolių energijos dėl BcL molekulių pi elektroninių sistemų sąveikos kinta nežymiai.

Literatūra[1] http://www.rcsb.org/pdb/explore/explore.do?structureid=3eoj.[2] The Fragment Molecular orbitals Method: practical application to Large Molecular Systems,

edited by Dmitri g. fedorov, Kazuo Kitaura. crc press, Boca raton, London, new york. 2009. 276.

[3] http://supercomputing.ff.vu.lt.[4] frisch, m. j. et all. Gaussian 03, revision D.01 (2004), gaussian, inc., wallingford ct.[5] Schmidt, m. w. et all. J. Comp. Chem. 1993, 14, 1347–1363.


kIeTakŪNIo gaTvĖS švIeSTUvo opTINIų SavYBIų moDeLIavImaS

moNTe caRLo meToDU

J. trimailovas, Vilniaus universtiteto taikomųjų mokslų institutas

p. Vitta, Vilniaus universtiteto taikomųjų mokslų institutas

puslaidininkiniai šviestukai (angl. LeD) kaip kompaktiški, ilgaamžiai ir našūs švie-sos šaltiniai atveria naujas apšvietimo sistemų kūrimo ir taikymo perspektyvas. moder-ni kietakūnė apšvietimo sistema pasižymi išskirtiniu taikymo lankstumu ir šviesiniu našumu, kokių negali pasiekti įprasti šviesos šaltiniai – kaitrinės ir fluorescencinės lem-pos. unikalios šviestukų savybės leidžia sukurti šviestuvą su norimu šviesos intensyvu-mo skirstiniu, koreliuotąja spalvine temperatūra, šviesiniu srautu ir netgi keisti šiuos parametrus realiu laiku, atsižvelgiant į eismo intensyvumą, klimato sąlygas ir kitus išo-rinius veiksnius.

Kietakūnio šviestuvo našumą lemia keturios pagrindinės konstrukcinės dalys: pus-laidininkiniai šviestukai, maitinimo grandynas, aušinimo ir optinės sistemos. optinė sistema ženkliai prisideda prie šviestuvo našumo, funkcionalumo, šviesinės taršos ir kitų svarbių parametrų. Dėl sudėtingos geometrijos optinė sistema dažniausiai nega-li būti projektuojama remiantis paprastais geometrinės optikos dėsniais ir analiziniais matematiniais sąryšiais, todėl tenka pasitelkti skaitmeninius modeliavimo metodus kaip monte carlo. Šio metodo privalumas yra tas, kad jis yra sąlyginai paprastas ir len-gvai taikomas nepriklausomai nuo to, kokios yra tiriamosios sistemos savybės (dimen-sijų skaičius, dydis, modelį aprašančių dėsnių sudėtingumas ir t. t.), palyginus su kitais skaitmeniniais metodais. naudojantis monte carlo metodu vienos iteracijos metu yra generuojamas atsitiktinis skaičius, kuris yra mūsų sistemos kintamasis, jį pritaikius gaunamas kintamojo kuriamas rezultatas (pvz., šviesos spindulys). atlikus milijonus iteracijų galime gauti labai tikslų sumodeliuotą sistemos vaizdą – rezultatų visumą.


1 pav. Monte Carlo metodu sumodeliuotas kietakūnių šviestuvų kuriamas gatvės apšvietimo vaizdas

Šiame darbe pristatysime kietakūnio gatvės šviestuvo šviesinio modeliavimo ir op-timizavimo rezultatus, kurie buvo gauti atliekant modeliavimą, susietą su konkrečiais turimais komponentais: šviestuvo korpusu, šviestukais, lęšiukais ir t. t. modeliavimas buvo atliekamas su tikslu nustatyti, kurie lęšiukai yra tinkamiausi gatvės apšvietimui, bei rasti tinkamą šviestukų išdėstymą ir šviestuvo dangčio formą, jo paviršiaus šiurkš-tumą, kad būtų pasiekta kuo tolygesnė apšvieta, tenkinanti en 13201 gatvių apšvie-tos standartus. antrasis optimizavimo parametras buvo šviestuvo šviesinis našumas ir funkcinis našumas, kuris apibrėžiamas santykiu naudingo šviesos srauto, krentančio ant važiuojamosios dalies ir šaligatvio su visu išspinduliuotu srautu.

remiantis anksčiau paminėtu monte carlo modeliavimo metodu buvo optimizuo-tas gatvės šviestuvas ir suprojektuotas originalus organinio stiklo dangtelis, kuris bus pagamintas artimiausiu metu. pagaminus dangtelį ir atlikus realius fotometrinius ma-tavimus bus įvertintas mūsų taikyto metodo tikslumas ir tinkamumas tolimesniems darbams.


SILIcIo NaNofoToNINIų STRUkTŪRų opTINIamS jUTIkLIamS TYRImaS

D. Urbonas, Fizinių ir technologijos mokslų centrasr. petruškevičius, Fizinių ir technologijos mokslų centras

M. Gabalis, Fizinių ir technologijos mokslų centras

Šiame darbe buvo ištirti mažo modos tūrio V ir aukšto kokybės faktoriaus Q silicio optiniai rezonatoriai [1] (1 pav.).

1 pav. Dielektrinė struktūra sukurta naudojant B-CaLM programinį paketą. „peteliškės formos“ [5] mikrorezonatoriaus pjūvis. ruda žymi optiškai tankesnė medžiaga (Si), o

oranžinė spalva optiškai retesnė medžiaga (Sio2)

naudojant skirtingas medžiagas, kurios turi didesnį nei vienetą lūžio rodiklį, vietoje oro buvo atlikti tyrimai tam, kad būtų sukurti prietaisų dizainai, tinkami įvairiems op-tiniams taikymams.

aukšto Q ir žemo V struktūros buvo modeliuojamos fDtD metodu [2], naudojant meep [3, 4] programinį paketą. Skirtingi fotoninių kristalų mikrorezonatoriai buvo ištirti ir buvo detaliau parodyta, kad yra įmanoma pasiekti žemą modos tūrį įterpiant kanalą arbą įpjovą į mikrorezonatoriaus centrą dėl ko, deja, sukeliama delokalizacija k vektorių erdvėje ir sumažinamas Q faktorius (2 pav.).

2 pav. ex lauko pasiskirstymas (B-CaLM) dielektrinėje struktūroje. 3D „peteliškės formos“ mikro-rezonatorius su įpjova centrinėje dalyje. pjūvis z ašyje. Mėlyna ir raudona spalvos žymi elektrinio

lauko minimumus ir maksimumus

parodyta, kad rezonatorius su kanalu turi didesnį jautrumą nei rezonatorius su įpjo-va (3 pav.).


0.0000 .002 0.0040 .006 0.0080 .010

1.5401.5411.5421.5431.5441.5451.5461.5471.5481.5491.5501.5511.5521.5531.554

rezo

nans

inis

λ , µ m

∆n

[BC] [SL]

3 pav. „peteliškės formos“ mirko rezonatoriaus su kanalu (BC – kanalas) ir įpjova (SL – įpjova) centrinėje atsakas į optiškai retesnės medžiagos pokytį (∆n– optiškai retesnės medžiagos lūžio

rodiklio pokytis). Skaičiavimai atlikti remiantis B-CaLM programiniu paketu

Buvo parodyta, kad kanalas yra geresnis už įpjovą dėl šviesos sutelkimo z ašyje, kuris atsiranda dėl visiškojo vidaus atspindžio (4 pav.). taip pat buvo parodyta, kad rezonatoriai, kurie turi silicio dioksidą kaip optiškai retesnę medžiagą, yra blogesni už rezonatorius, kurie naudoja orą kaip optiškai retesnę medžiagą, dėl sumažinto vi-siškojo vidaus atspindžio efekto. Šis trūkumas turi būti įskaitytas, kuomet kalba eina apie prietaisus su danga vietoje ore kabančių prietaisų, nes pastarieji nėra tinkami integruotiems prietaisams.

a) b) c)4 pav.

a) 1D pjūvis y ir z ašyse ties rezonatoriaus centru. elektrinio lauko komponenčių pasiskirstymai x ašyje esant įpjovai ir kanalui. Grafiko apačioje pateikta dielektrinė struktūra, kur juoda spalva

žymi optiškai tankesnę medžiagą (Si), o balta – optiškai retesnę (Sio2).


b) 1D pjūvis x ir y ašyse ties rezonatoriaus centru.

c) 1D pjūvis x ir y ašyse ties rezonatoriaus centru. a, b – e lauko komponenčių pasiskirstymas, kuris buvo gautas naudojant Meep programinį paketą, dielektrinėje struktūroje. pateiktas

„peteliškės formos“ mikrorezonatorius su kanalu (BC – kanalas) ir įpjova (SL – įpjova) centrinėje dalyje. C, d - ey lauko pasiskirstymai, kurie buvo gauti naudojant B-CaLM [6] programinį paketą,

dielektrinėje struktūroje. pateiktas 3D „peteliškės formos“ mikrorezonatorius su kanalu (BC – kanalas) ir įpjova (SL – įpjova) centrinėje dalyje

taip pat pateikti fDtD skaičiavimai [7], kurie buvo atlikti naudojant nViDia cuDa palaikantį grafinį procesorių. parodyta, kad pasitelkiant grafinės kortos proce-sorių, galima pagreitinti skaičiavimą apie dvidešimt keturis kartus lyginant su meep programa, kuri naudoja cpu.

Literatūra[1] ping yu, Biao Qi, Xiaoqing jiang, minghua wang, and jianyi yang: ultrasmall-V high-Q

photonic crystal nanobeam microcavities based on slot and hollow-core waveguides, op-ticS LetterS 36(8), 1314–1316 (2011).

[2] r. petruškevičius, artimo lauko ir plačiakampė optika, (teV, Vilnius 2008). j. D. joannopoulas, S. g. johnson, j. n. winn, r. D. meade, photonic crystal molding the

flow of light, 2nd ed. (princeton uniVerSity preSS, 2008).[3] f. oskooi, D. roundy, m. ibanescu, p. Bermel, j. D. joannopoulos, and S. g. johnson, meep:

a flexible free-software package for electromagnetic simulations by the fDtD method, computer physics communications 181, 687–702 (2010).

[4] http://ab-initio.mit.edu/wiki/index.php/Meep_introduction.[5] a. gondarenko, m. Lipson: Low modal volume dipole-like dielectric slab resonator, opticS

eXpreSS 16(22), 17689–17694 (2008).[6] p. wahl, D. Ly-gagnon, c. Debaes, D. miller, h. Thienpont: Belgium-california Light ma-

chine (B-caLm): an open-Source gpu-based 3D-fDtD withmulti-pole Dispersion for plasmonics, nuSoD, roma (2011).

[7] nViDia cuDa compute unified Device architecture programming guide, (2007).


RamaNo SkLaIDoS SIgNaLo STIpRINImaS paNaUDojaNT SIDaBRo NaNoDaLeLIų koLoIDĄ

M. Velička, Vilniaus universitetas V. Šablinskas, Vilniaus universitetas

ramano sklaidos spektrometrija yra populiarus medžiagų struktūros nustatymo metodas. efektyviam šio metodo taikymui tiriamo molekulinio darinio koncentraci-ja turi siekti milimolio dalis kubiniame centimetre. metodo jautrumą galima ženkliai padidinti, naudojant metalo nanodalelių koloidą. tokiu būdu gaunamas paviršiumi sustiprintas ramano sklaidos (SerS) signalas. tinkamai parinkus SerS eksperimento sąlygas stiprinimas gali siekti šimtą milijonų kartų.

Šios praktikos metu buvo bandoma nustatyti optimalius sidabrio nanodalelių koloi-do parametrus, kuriems esant yra stebimas didžiausias ramano sklaidos signalo stipri-nimas. tyrimai buvo atliekami su priridinu, t. y. medžiaga, kuriai būdinga didelis SerS signalo intensyvumas. SerS signalo stiprinimo nustatymui darbe 10-6 m/l koncentraci-jos piridino tirpalo SerS signalas buvo lyginamas su gryno piridino ramano sklaidos signalu. Koncentruoto ir vandenyje ištirpinto piridino ramano sklaidos spektrai yra pateikti 1 pav.

500 1000 1500 2000 2500 3000 Ramano poslinkis, cm-1

1 pav. piridino ramano sklaidos spektrai: (a) – grynas piridinas (b) – 10-6 M/l koncentracijos piridino tirpalas vandenyje


ramano sklaidos signalo stiprinimui buvo naudojamas sidabro nanodalelių koloi-das, kuris buvo pagamintas pagal p. c. Lee ir D. meisel [1] metodą. Sidabro dalelių agregacijos pagerinimui buvo naudojamas natrio chlorido tirpalas.

atlikus tyrimus su skirtingomis koncentracijomis buvo rasta optimaliausios sidabro koloido paruošimo sąlygos, optimizuotos piridino, sidabro koloido ir natrio chlorido koncentracijos bei užregistruotas 10-6 m/l koncentracijos piridino tirpalo vandenyje SerS spektras.

2 pav. piridino (10-6 M/l) SerS spektras

SerS spektre (2 pav.) stebimos ne vien piridino spektrinės juostos, tačiau ir pašalinės juostos, kurios priskiriamos koloido ar vandens priemaišų molekuliniams virpesiams.

Darbo metu buvo užregistruoti SerS spektrai, tačiau šis metodas, dar nėra visiškai įvaldytas ir reikalauja tolesnių tyrimų, pritaikant jį biologiniams molekuliniams objek-tams.

Literatūra[1] Lee, p. c., meisel, D. J. phys. Chem. 1982, 86, 3391–3395.


SaULĖS eLemeNTų efekTYvUmo DIDINImaS STRUkTŪRIZUojaNT LaZeRIo SpINDULIUoTe

a. Vinčiūnas, Fizinių ir technologijos mokslų centro Fizikos instituto Lazerinių technologijų skyrius

M. Gedvilas, Fizinių ir technologijos mokslų centro Fizikos instituto Lazerinių technologijų skyrius

polikristalinio silicio saulės elementų paviršiaus struktūrizavimas lazerio spindu-liuote gali pagerinti elementų šviesos sugerties savybes ir tokiu būdu padidinti elemen-tų efektyvumą [1], tad lazerio spinduliuotės poveikis saulės elementų optinėms ir elek-trinėms savybėms yra gausiai tiriamas [2, 3].

tyrimų metu polikristalinio silicio saulės elementai lazeriu buvo pjaustomi į mažus (1 cm × 2 cm) bandinius, kurių paviršiai buvo struktūrizuojami panaudojant 532 nm bangos ilgio nanosekundinio lazerio spinduliuotę. Buvo formuojami dviejų tipų pa-viršiniai dariniai, kurių susidarymas paremtas skirtingais fizikiniais mechanizmais: pirmasis – medžiagos išmetimu nuo silicio elemento paviršiaus panaudojant aštriai su-fokusuotą lazerio pluoštą (gardelių formavimas), antrasis – silicio elemento paviršiaus saviorganizacija panaudojant išfokusuotą lazerio pluoštą. Buvo tiriama suformuotų darinių paviršiaus morfologijos priklausomybė nuo lazerio pluošto impulso energijos, impulsų skaičiaus, impulsų pasikartojimo dažnio ir fokusavimo sąlygų. taip pat silicio elementų paviršiai buvo struktūrizuojami panaudojant tris interferuojančius lazerio pluoštus. Struktūrizuoti paviršiai buvo charakterizuojami optiniu ir skenuojančiu elek-troniniu mikroskopais (žr. 1 pav.).


1 pav. polikristalinio silicio saulės elemento, paveikto trimis interferuojančiais lazerio pluoštais, paviršiaus morfologija

išsamesni lazerio spinduliuote struktūrizuotų polikristalinio silicio saulės elementų optinių ir elektrinių savybių tyrimai toliau yra atliekami puslaidininkių fizikos institute. Svarbiausi tyrimo rezultatai paaiškės ištyrus elementų efektyvumo priklausomybę nuo paviršiaus struktūrizavimo parametrų.

Literatūra[1] Dobrzanski, L. a., Drygala, a. Journal of achievements in Materials and Manufacturing engi-

neering, 2006, 17, 321–324. [2] Dobrzanski, L. a., Drygala, a., panek, p., Lipinski, m., Zieba, p. Journal of achievements in

Materials and Manufacturing engineering, 2007, 24(2), 179–182. [3] niyibizi, a., ikua, B. w., Kioni, p. n., Kihato, p. K. proceedings of the 2012 mechanical engi-

neering conference on Sustainable research and innovation, 3rd-4th may 2012, 4, 69–74.


oRgaNINIaI SaULĖS eLemeNTaI: opTINIų SavYBIų TYRImaI IR pUBLIkacIjų apŽvaLga

s. Žukas, Kauno technologijos universitetasV. Gulbinas, Fizikos instituto Fizinių ir technologijos mokslų centras

Dendrimerai tai naujai dendritinių polimerų klasei priskiriamos makromolekulės. jų dydis, funkcinių grupių skaičius yra tiksliai apibrėžti ir gali būti kontroliuojami sin-tezės metu. Dėl išskirtinių struktūrinių savybių, dendrimerai jau keletą dešimtmečių yra intensyviai tyrinėjamos medžiagos. Viena iš priežasčių, nulėmusių didelį susidomė-jimą šiomis medžiagomis yra susijusi su santykinai nesudėtingu molekulės struktūri-nių dalių modifikavimu. Sintezės metu vidinėje dalyje įvedant arba prie išorėje esančių chemiškai aktyvių funkcinių grupių prijungiant tam tikrus cheminius junginius, savo ruožtu galima sukurti naujas medžiagas, kurios pasižymėtų neįprastomis (iš anksto už-sibrėžtomis) fizikinėmis, cheminėmis ar biologinėmis savybėmis. galiausiai, toks šių molekulių struktūros ir savybių kontroliavimas jau leidžia dendrimerus naudoti dauge-lyje mokslo ir pramonės sričių, pavyzdžiui, kuriant vaistų pernašos sistemas, greitavei-kius optinius prietaisus ir t. t. [1].

Šiame darbe, pasitelkus optinės spektroskopijos metodus, buvo tiriami pirmos ir trečios generacijos poli (propileno-imino) dendrimerai funkcionalizuoti šviesiai jau-triomis oxadiazolo grupėmis turinčiomis skirtingus tarpinių grandžių ilgius. Darbe buvo siekiama nustatyti kaip grandžių ilgis įtakoja sužadintos būsenos dinamines savy-bes. tiriamų dendrimerų bei jų funkcionalizavimui panaudotų skirtingų oksadiazolo chromoforinių grupių struktūrinės formulės pavaizduotos 1 paveiksle.


1 pav. 1 generacijos ppi oXa dendrimerų struktūros

Dendrimerų tirpalų bei plėvelių šviesos sugerties spektrai buvo matuojami stan-dartiniu dviejų spindulių spektrofotometru perkin elmer Lambda 19. fluorescencijos žadinimo spektrus matavome fluorimetru perkin elmer LS 50B. nuo laiko priklausan-ti fluorescencija (angl. time-resolved fluorescence) ir fluorescencijos gesimo kinetikos buvo matuojamos fluorescencijos spektrometru eidinburgh instruments fluorescence Spectrometer f900. Siekiant sumažinti reabsorbcijos įtaką fluorescencijos spektrams, tiriamų dendrimerų optinis tankis ties konkrečiu žadinimo bangos ilgiu buvo parinktas apie 0,2–0,3, matavimams. naudojant 2-mm optinio kelio ilgio kvarcines kiuvetes. Visi eksperimentai buvo atliekami kambario temperatūroje.

Laikinės skyros fluorescencijos ir sugerties eksperimentai ne tik atskleidžia energi-jos pernašos procesų trukmes, bet ir leidžia tirti keleto sužadinimų sąveiką toje pačioje molekulėje. pirmos generacijos (g1) ppi dendrimerų funkcionalizuotų 1, 2, 4 oksadia-zolo chromoforinėmis grupėmis optinės sugerties, fluorescencijos ir fluorescencijos ža-dinimo spektrai yra pateikti 2 paveiksle. matome, kad skirtingo ilgio pakaitus turinčios 1, 2, 4 chromoforinių grupių sugerties spektrai sugertiems fluoresencijos ir žadinimo yra vienodi, skirtumas labai nedidelis tik priartinus iki daug mažesnių reikšmių įmano-ma pamatyti skirtumą.

atlikus ppi dendrimerų funkcionalizuotų 1, 2, 4 oksadiazolo chromoforinėmis grupėmis tyrimus buvo nustatyta, kad tarpinių grandžių ilgis neįtakoja fluorescencijos depoliarizacijos dinamikos kurios trukmė dendrimerų plėvelėse yra kelių šimtų piko-sekundžių eilės. fluorescencijos depoliarizacijos dinamiką lemia eksitonų mikracija vykstanti tarp dendrimerų chromoforinių grupių.

Literatūra[1] esfand, r., tomalia, D. a. Drug Discovery today, 2001 6, 427.

technoLogijoS moKSLai

technoLo gijoS moKSL ai | 167

BIoTechNoLogINIaIS meToDaIS pagamINTo BIoDYZeLINo Tepamųjų SavYBIų TYRImaS

J. Baucė, Kauno technologijos universitetasr. Kreivaitis, aleksandro Stulginskio universitetas

Dyzelinių variklių maitinimo sistemas sudaro daugybė sąveikaujančių precizinių detalių kurios, veikiant varikliui, juda dideliais greičiais ir yra veikiamos aukštų slėgių. tobulėjant technikai ir siekiant didesnio ekonomiškumo pastarųjų sistemų, ypač aukš-to slėgio kuro siurblių, darbo sąlygos sunkėja. minėtų detalių ilgaamžiškumas tiesiogiai priklauso nuo naudojamų degalų tepamųjų savybių. pastaruoju metu, vadovaujantis eS direktyvomis, dyzelinių degalų sudėtyje vis didesnę dalį privalo sudaryti degalai, paga-minti iš atsinaujinančių išteklių (augalinių ir gyvūninių riebalų). Lyginant su dyzelinu pagamintu iš naftos, biodyzeline mažesnis kancerogeninių, šiltnamio efektą kuriančių medžiagų kiekis, jam degant išsiskiria mažiau co2. taip pat, siekiant sumažinti emisijų kiekį, dyzeliniuose degaluose mažinamas sieros kiekis. pakitusi cheminė sudėtis skatina tirti ir vertinti biodyzelinių degalų ir jų mišinių su mineraliniu dyzelinu darbo variklyje rodiklius, taip pat ir tepamąsias savybes.

Biodyzelinas yra geras tirpiklis, todėl gali būti naudojamas tik tam pritaikytuose varikliuose, tuo tarpu nemodifikuotuose varikliuose biodyzelinas įprastai naudojamas mišiniuose iki 20 % su mineraliniu dyzelinu.

praktikos metu tyrėme aleksandro Stulginskio universitete pagaminto biodyzelino mišinių (iki 15 %) su iš naftos pagamintu dyzelinu tepamąsias savybes. Buvo nustati-nėjami biodyzelinių degalų kokybiniai parametrai – klampa, tankis, taip pat degalus su-darantys junginiai, galintys turėti įtakos tepamosioms savybėms. nustatyta, kad miši-niams naudotą biodyzeliną sudaro 0,95 % monogliceridų, 18,26 % digliceridų, 11,79 % trigliceridų, likusi dalis – esteris.

tiriant biodyzelino tepamąsias savybes buvo vertinamas biodyzelinių degalų miši-niais tepamų detalių dilimas. tyrimai buvo atliekami vadovaujantis iSo standartu dy-zelinių degalų tepamosioms savybėms tirti. Bandymams buvo naudojama universali tribologinių tyrimų mašina, kurią praktikos metu pritaikėme hfrr (high frequency reciprocating rig) standartiniams tyrimams atlikti. ant šiame įrenginyje įtaisyto 6 mm plieninio rutuliuko, panardinto į mineralinio dyzelino ir biodyzelino mišinį 60 °c tem-peratūroje, apkrauto 2 n jėga, 50 hz dažniu, 1 mm amplitude jam slankiojant 75 minu-tes ant tam tikro šiurkštumo plieninio disko, susidaro pėdsakas, kurį vėliau išmatavus


galima vertinti tepamąsias dyzelino mišinio, į kurį buvo panardintas rutuliukas, savy-bes. taip pat vertinome ir pėdsako ant disko dydį. rezultatams fiksuoti buvo naudoja-mas profilometras ir mikroskopas.

Tyrimo metu lyginome šių kuro mišinių savybes: dyzelinis kuras (be priedų), dyzelinas modifikuotas 7 % RRME, dyzelinas modifikuotas 5, 10 ir 15 procentų biodyzelino, pagaminto ASU, koncentracijomis. Rezultatus fiksavome dvejopai: standartiškai – pagal vidutinį rutuliuko nudilimo skersmenį bei pagal diske palikto pėdsako skerspjūvio plotą.

1 pav. Dyzelinių degalų mišinio sudėties įtaka rutuliuko dilimui

2 pav. pėdsakas ant rutuliuko atlikus bandymą su 10 % biodyzelino koncentracija


gauti rezultatai rodo, jog nedidelis kiekis biodyzelino ženkliai gerina tepamąsias kuro savybes, tačiau didinant biodyzelino kiekį, yra pasiekiama tam tikra riba, nuo ku-rios tepamosios savybės praktiškai nekinta. remiantis gautais rezultatais, galima spręs-ti, jog maišant mineralinį dyzeliną su biodyzelinu iš riebalų rūgščių esterių net ir ne-dideliais kiekiais, galima sėkmingai atstatyti jo tepamąsias savybes po nusierinimo. tai įgalina gaminti aplinką tausojantį kurą, kurio tepamosios savybės tenkina standartuose reglamentuojamas reikšmes.

Literatūra[1] matzke, m., Litzow, u. Sae international Journal of Fuels and Lubricants, 2009, vol. 2 no. 1,

273–286.[2] geller, D. p., goodrum, j. w. Fuel, Volume 83, issues 17–18, 2004, 2351–2356.[3] Sukjit, e., Dearn, K. D. Wear, Volume 271, issues 9–10, 2011, 1772–1777.[4] iSo 12156-1, Diesel fuel - assessment of lubricity using the high-frequency reciprocating rig

(hFrr), 2006.


NaUjI feNaNTRoImIDaZoLaI opToeLekTRoNINĖmS TechNoLogIjomS

r. Butkutė, Kauno technologijos universiteto organinės technologijos katedrar. Lygaitis, Kauno technologijos universiteto organinės technologijos katedra

pastarajame dešimtmetyje besivystant energiją tausojančioms technologijoms labai suintensyvėjo organinių šviestukų (oŠ) tyrinėjimai. Dėl vis dar nepakankamo mėlynų šviestukų efektyvumo, stabilumo ir ilgaamžiškumo, bandoma ieškoti naujų efektyves-nių mėlyną šviesą skleidžiančių dažiklių. ypač įdomios yra kietoje būsenoje lumines-cuojančios organinės medžiagos. yra žinoma, kad daugumai organinių luminescuojan-čių dažiklių kondensuotoje būsenoje būdingas savigesinimo efektas.

Šių tyrimų objektu pasirinktas 9,10-fenantrachinonas, savo struktūroje turintis iš-plėstą p-elektronų sistemą. 9,10-fenantrachinono dariniai, pvz., fenantroimidazolai, buvo sėkmingai panaudoti oŠ formavimui [1]. preleminarūs tyrimai parodė, kad fe-nantromidazolo dariniai pasižymi emisija kietoje būsenoje. praktikos metu buvo su-sintetinta serijaorganinių medžiagų, kurių fotofizikinės savybės (šiuo atveju liumines-cencijos kvantinė išeiga) buvo kontroliuojama panaudojant skirtingo tūrio pakaitus, stengiantis suvaržyti molekulę. tokiu atveju, bus išvengiama nespindulinės relaksacijos.

mokslinių tyrimų užduotis buvo susintetinti fenantroimidazolo darinius su skirtin-gais pakaitais (karbazolil, difenilamino) organinės elektronikos prietaisų taikymams.

atlikta fenantroimidazolo darinių sintezė. gauti galutiniai junginiai IIIa, IIIb, IIIc ir IIId:

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

NIIIa IIIb IIIc IIId


Sintezė vykdyta pagal schemą:

O

O

O

O

R1

R2

R2

R1

R1

R2

R2

R1

N

NR

R1

R2

R2

R1

N

NR

a, b c d

Ia: R1=I, R2=H;Ib: R1=H, R2=Br.

IIa: R1=I, R2=H;IIb: R1=H, R2=Br.

IIIa: R1= , R2=H;

IIIb: R1= , R2=Br.

N *

N *

IIIc: R1=H, R2= ;

IIId: R1=H, R2= .

N *

N *

R=2-etilheksil

schema. Fenantreno darinių sintezė: (a) tFMS rūgštis, N-jodsukcinimidas, 20 ˚C., 6 val;

(b) Br2, C6h5No2, NahSo3, 120 ˚C, 22 val; (c) C6h5Nh2, 2-etilheksanalis, Ch3CooNh4, Ch3Cooh, 130 ˚C, 24 val;

(d) karbazolas (difenilaminas), 18-crown-6, Cu, K2Co3, o-dichlorbenzenas, 180 ˚C, 24 val.

pirmiausia prie 9,10-fenantrachinono 2 ir 7 padėtyse prijungti jodo atomai, haloge-ninimo reakcijos pagalba dalyvaujant n-jodsukcinimidui ir trifluormetanosulfoninei rūgščiai (Ia). Ib buvo gautas brominant, t. y. veikiant Br2 ir nahSo3, tačiau šios reak-cijos metu halogenų atomai jungiasi į 3 ir 6 padėtis. po to vykdytas fenantroimidazolo žiedo formavimas dalyvaujant anilinui ir 2-etilheksanaliui (IIa, IIb). fenantroimidazo-lo 2,7 ir 3,6 padėtyse esantys halogenai ullman metodo reakcijų metu pakeisti karbazo-lil ir difenilamino pakaitais, tokiu būdu gauti IIIa, IIIb, IIIc ir IIId junginiai.

junginių struktūra įrodyta 1h Bmr ir ir spektroskopijų metodais. ateityje planuo-jama praplėsti fenantroimidazolo darinių šeimą prijungiant difenilamino bei trifenila-mino pakaitus ir ištirti gautųjų junginių termines, optines, fotofizikines ir fotoelektri-nes savybes. iš geriausių savybių rinkiniu pasižymėjusių junginių suformuoti organi-nius šviestukus.

Literatūra[1] chun-jung Kuo, ting-yu Li, chia-chun Lien, charng-hsing Liu, fang-iy wub and min-jie

huangb, j. mater. chem., 2009, 19, 1865–1871.


vaLDomoS STRUkTŪRoS aDSoRBeNTų SINTeZĖ IR paNaUDojImaS

t. Dambrauskas, Kauno technologijos universitetasK. Baltakys, Kauno technologijos universitetas

gamtinės kilmės medžiagų (ceolitai, aliumosilikatai ir kt.) panaudojimą sorbcijos procesuose riboja šių junginių savybių nevienodumas. Visuotinai pripažįstama, kad specialiai pagaminti adsorbentai yra kur kas efektyvesni, nes keičiant sintezės sąlygas galima valdyti šių medžiagų tekstūrą, paviršiaus struktūrą ir savybes. į kalcio hidrosi-likatų kristalų struktūrą galima įterpti daugelio cheminių elementų jonus. Kontroliuo-jant jų kiekį ir prigimtį, tikimasi susintetinti tikslinės paskirties junginius, kurie būtų naudojami dispersiniams užpildams gauti, sunkiaisiais metalais užterštiems vandenims valyti, trąšų konteineriams ir t. t. [1–3].

Darbo tikslas: nustatyti sintetinio adsorbento adsorbcijos talpas vandens teršalų at-žvilgiu bei sudaryti jam būdingą adsorbcinę jonų eilę.

Naudotos medžiagos ir tyrimų metodika. grynas girolitas iš stechiometrinio ca(oh)2 („Stanchem“, Lenkija; Spav. = 1 171 m2/kg; caolaisvas = 97,68 %) ir Sio2×nh2o („reaktiv“, Sankt peterburgas; 4 h maltas laboratoriniame porcelianiniame malūne ir persijotas per sietą, kurio akučių dydis 80 mm; Spav. = 1 307 m2/kg; kaitmenys – 8,7 %) mišinio (molinis santykis cao/Sio2 = 0,66; vandens / kietų medžiagų santykis lygus 10) buvo susintetintas 200 oc temperatūroje sočiųjų vandens garų aplinkoje per 48 h. Susintetin-tas adsorbentas praplautas acetonu, kad mažiau karbonizuotųsi. Kadmio jonų adsorb-cija vykdyta termostatuojamame adsorberyje, nuolat maišant 100 ml cd(no3)2 tirpalą (cd2+ jonų koncentracija – 1g cd2+/dm3), į kurį buvo įberta 1,0 g adsorbento; adsorbci-jos trukmė 25 oc temperatūroje – 120 min. adsorbcija vykdyta trijuose skirtingo rūgš-tingumo cd(no3)2 tirpaluose: 1 tirpalas – cd(no3)2, ph = 5,96; 2 tirpalas – cd(no3)2 + nh4oh, ph = 8,70; 3 tirpalas – cd(no3)2 + eDta, ph = 3,56.

rezultatai ir jų aptarimas. tyrimų rezultatai parodė, kad pradinio cd(no3)2 tirpalo ph vertė turi didelę įtaką tiek kadmio jonų terpimosi spartumui į girolito struktūrą, tiek šių jonų pusiausvyrajai gebai. Šarminėje terpėje jonų mainų reakcijos vyksta kur kas intensyviau negu rūgštinėje terpėje, nes beveik visi kadmio jonai (> 90 mg cd2+/g) į girolito kristalų struktūrą įsiterpia jau per 5 min, kai pradinė tirpalo koncentracija 1 g cd2+/dm3+ (1 lentelė). tuo tarpu rūgštinėje terpėje per tą pačią trukmę į absorbento struktūrą įsiterpė tik 64 mg cd2+/g.


nustatyta, kad cd(no3)2 + nh4oh ir cd(no3)2 tirpaluose adsorbento kristalų struktūra po adsorbcijos nepakinta, t. y. išlieka stabili (1 pav.). tuo tarpu naudojant cd(no3)2 + eDta tirpalą girolito kristalų struktūra suyra ir didelė dalis girolito amorfizuojasi bei persikristalizuoja į girolito gelį ir pusiaukristalinį junginį – c-S-h(i).

1 lentelė. adsorbuotų kadmio jonų kiekis skirtingo rūgštingumo tirpaluose

trukmė t, min

tirpalo tūris V, ml

adsorbuotas cd2+ jonų kiekisskirtingo rūgštingumo tirpaluose

SX, mg cd2+/g

1 tirpalas 2 tirpalas 3 tirpalas

0 100 0 0 0

1 99 68,7 87,5 54,4

3 98 69,8 89,3 55,7

5 97 70,7 91,2 64,4

15 96 74,7 93,6 69,3

30 95 78,5 95,5 70,6

60 94 84,6 95,7 71,2

120 93 87,1 97,0 72,9


1 pav. adsorbento rentgeno difrakcinės analizės kreivės po 120 min. desorbcijos 25 °C temperatū-roje, skirtinguose tirpaluose: 1 – prieš adsorbciją, 2 – Cd(No3)2,

3 – Cd(No3)2 + eDta, 4 – Cd(No3)2 + Nh4oh. Čia: G – girolitas, Gg – girolito gelis, C – C-S-h(i)

Literatūra[1] ahmaruzzaman, md. advances in colloid and interface Science, 2008, 143, 48–67.[2] aklil, a., mouflihb, m., Sebti, S. journal of hazardous materials, 2004, 112, 183–190.[3] Stumm, a., garbev, K., Beuchle, g., Black, L., Stemmermann, p., nqesch, r. cement and

concrete research, 2005, 35, 1665–1675.


pLoNaSLUokSNIų foTovoLTINIų eLemeNTų apDIRBImaS LaZeRIo ImpULSaIS

J. Dudutis, Fizinių ir technologijos mokslų centras

p. Gečys, Fizinių ir technologijos mokslų centras

Šiuo metu pasaulyje energijos suvartojimas didėja. Šio amžiaus viduryje išaugs „ža-liosios“ energijos poreikis, siekiant stabilizuoti co2 dujų koncentraciją atmosferoje. Vienu iš atsinaujinančių energijos šaltinių gali būti fotoelementų generuojama elektra [1].

plonasluoksniai fotovoltiniai elementai, kurių pagrindas yra cu(in, ga)Se2 (cigS), susilaukia vis didesnio dėmesio [2]. Siekiant išvengti fotosrovės energijos nuostolių dėl plonų kontaktų varžos, fotovoltinis elementas turi būti padalintas į mažesnes celes, su-jungtas nuosekliai. integruotos jungties formavimo metu atliekami trys rėžiai: p1, p2 ir p3 [3]. p1 proceso metu didelio ploto apatinis kontaktas yra padalinamas į mažes-nes celes. p2 proceso metu, užgarinus cigS sluoksnį yra suformuojamas jungimas tarp gretimų celių viršutinio ir apatinio kontaktų. p3 proceso metu yra atskiriamos gretimos celės.

1 pav. integruota jungtis, suformuota p1, p2 ir p3 procesais

tyrimų metu buvo dirbama dviem skirtingomis lazerinėmis sistemomis su femto-sekundiniu lazeriu pharoS (100 khz, 1032 nm) bei nanosekundiniu lazeriu BaLtic hp (10 ir 100 khz, 1064 nm). femtosekundinėje sistemoje bandinys buvo pozicio-


nuojamas XyZ pozicionavimo stalu, o lazerio pluoštas fokusuojamas 50 mm židinio nuotolio objektyvu nanosekundinio lazerio pluoštas buvo valdomas galvanometrinio skeneriu ir 80 mm židinio nuotolio objektyvu.

tyrimų metu buvo formuojamas p3 rėžis ir apdirbami trys plonasluoksnių foto-voltinių elementų bandiniai, kurie skyrėsi savo viršutiniais kontaktais: ito/Zno/cds/cigS/mo/pi, Zno/cds/cigS/mo/pi ir Zno:al/Zno/cds/cigS/mo/pi. eksperimen-tų metu buvo šaudomos taškų matricos su skirtingu lazerio impulsų skaičiumi bei ener-gija, įvertinamas lazerio pluošto radiusas bandinio paviršiuje ir nustatomas skirtingų elemento sluoksnių abliacijos slenkstinis energijos tankis [4]. Keičiant įvairius sistemos parametrus, buvo atidengiamas molibdeno sluoksnis, nugarinant viršutinius Saulės ele-mento sluoksnius ir nepažeidžiant molibdeno apatinio kontakto. tyrimų metu buvo varijuojama lazerio impulsų energija, pasikartojimo dažniu, skenavimo greičiu, siekiant surasti optimalų laiko ir apdirbimo kokybės atžvilgiu darbo režimą. Suformuoti rėžiai ir taškų matricos charakterizuoti optiniu mikroskopu, skenuojančiu elektroniniu mikros-kopu, cheminė sudėtis nustatyta rentgeno spindulių energijos dispersijos spektrometru.

2 pav. Femtosekundiniu lazeriu suformuoto rėžio nuotrauka skenuojančiu elektroniniu mikroskopu

Dirbant su femtosekundiniu lazeriu geriausi rezultatai pasiekti 2 µj–5 µj lazerio impulso energijos intervale esant 50–200 mm/s skenavimo greičiams ito/Zno/cds/cigS/mo/pi bandiniui, 0,44 µj–3 µj lazerio impulso energijos intervale esant 40–200 mm/s skanavimo greičiams Zno/cds/cigS/mo/pi bandiniui ir 2,4 µj–6 µj lazerio


impulso energijos intervale esant skanavimo greičiams 150–250 mm/s Zno:al/Zno/cds/cigS/mo/pi bandiniui. Lazerio spinduliuotės paveiktų rėžio kraštų santykis su bendru rėžio pločiu geriausiu atveju siekė 33–40 %. nanosekundiniu lazeriu pasiekti rezultatai buvo blogesni: vizualiai rėžio kraštai labiau apsilydę, lazerio spinduliuotės paveiktų rėžio kraštų plotis didesnis, dažnu atveju nepavyko švariai atidengti molibde-no sluoksnio, jis atšokdavo nuo apatinės elemento struktūros arba buvo pažeidžiamas.

Literatūra[1] razykov, t. m., ferekides, c. S. Solar energy, 2011, 85, 1580–1608.[2] wehrmann, a., puttnins, S. optics & Laser technology, 2012, 44, 1753–1757.[3] Kessler, f., rudmann, D. Solar energy, 2004, 77, 685–695.[4] račiukaitis, g. Lazerinio mikroapdirbimo laboratoriniai darbai. teV, Vilnius. 2008.


kaLeNDRų SĖkLų ekSTRakcIjoS SUpeRkRITINIU co2 SkYSČIU pRoceSo opTImIZavImaS IR gaUTo

aLIejaUS chaRakTeRISTIkų ĮveRTINImaS

V. eisinaitė, Kauno technologijos universitetasp. Viškelis, LaMMC Sodininkystės daržininkystės institutas

Šiuolaikinėje visuomenėje pagrindiniu maisto produktų kokybės rodikliu tampa jo sveikatai naudingos funkcionaliosios savybės. norint, kad produktai pasižymėtų šiomis savybėmis, jie praturtinami biologiškai aktyviais ir vertingais komponentais, kurie iš-gaunami iš augalinės kilmės žaliavų. atsižvelgiant į tai, labai svarbus tampa šių medžia-gų išgavimo procesas ir vienas iš jų yra ekstrakcija superkritiniu co2 skysčiu.

Siekiant optimizuoti ekstrakcijos proceso parametrus, tiriamuoju objektu pasirink-tos maltos kalendrų sėklos, kurios ekstrahuojamos superkritiniu co2 skysčiu, keičiant du svarbiausius parametrus – slėgį ir temperatūrą. esant skirtingoms proceso sąlygoms buvo sekama jo dinamika (pirmąsias penkias valandas) ir nustatyta, kad didžiausias ekstrakcijos greitis ir išeiga pasiekti esant 6 000 pSi slėgiui ir 70 oc temperatūrai. esant šioms sąlygoms ekstrakcijos proceso išeiga siekė 7,55 %.

1 pav. išekstrahuoto kalendrų sėklų aliejaus kiekio priklausomybė nuo proceso trukmės, esant 6 000 pSi slėgiui


taip pat nustatyta, kad lėčiausiai ekstrakcija vyko ir mažiausia išeiga (0,81 %) gauta esant 3 000 pSi slėgiui ir 70 oc temperatūrai (t. y. 9,3 karto mažesnė išeiga).

2 pav. proceso išeigos priklausomybė nuo ekstrakcijos slėgio

Siekiant įvertinti skirtingomis sąlygomis išekstrahuotų kalendrų sėklų aliejaus ko-kybę, nustatytos cieLab spalvų koordinatės, jų lūžio rodiklis ir santykinis tankis.

1 lentelė. ekstrakcijai naudoto slėgio įtaka kalendrų aliejaus spalvų koordinatėms

ekstrakcijos slėgis L* a* b*

3 000 30,08 ± 0,02 -1,08 ± 0,21 6,91 ± 0,12

5 000 28,99 ± 0,04 -0,14 ± 0,15 6,79 ± 0,17

6 000 27,07 ± 0,03 0,98 ± 0,15 4,56 ± 0,16

7 000 27,73 ± 0,02 0,70 ± 0,14 5,02 ± 0,18

9 000 25,27 ± 0,05 2,25 ± 0,31 2,98 ± 0,21

iš lentelės matyti, kad kuo didesnis ekstrakcijai naudojamas slėgis, tuo tamsesnė ka-lendrų aliejaus spalva. esant 3 000 pSi slėgiui buvo gautas šviesiausias, žalsvą atspalvį turintis aliejus.


Siekiant įvertinti ekstrakcijos laipsnį nustatytas riebalų kiekis po ekstrakcijos liku-siose maltose kalendrų sėklose. nustatyta, kad didžiausias riebalų kiekis (5,98 %) liko maltose kalendrų sėklose, kurios buvo ekstrahuotos esant 70 oc ir 3 000 pSi slėgiui, o mažiausias kiekis riebalų (0,5 %) – tose, kurios buvo ekstrahuotos naudojant 6 000 pSi slėgį ir 70 oc temperatūrą.

Šio tyrimo metu nustatyta, kad optimaliausios sąlygos kalendrų aliejaus ekstrakci-jai yra 6 000 pSi ir 70 oc temperatūra, kadangi esant šioms sąlygoms per trumpiausią laiką gauta didžiausia išeiga, taip pat gauto aliejaus charakteristikos pačios geriausios. priešingas rezultatas gautas, naudojant ekstrakcijai 3 000 pSi slėgį ir 70 oc temperatūrą, todėl darome išvadą, kad šis slėgis nepakankamas, kad būtų galima tinkamai vykdyti ekstrakcijos procesą.


ŽmogaUS emocINĖS BŪkLĖS kITImo NUSTaTYmaS TIRIaNT oRgaNIZmo

SkLeIDŽIamaS eLekTRomagNeTINeS BaNgaS, kaI keIČIaSI apLINkoS fakToRIaI

K. Grigaitis, Vilniaus universitetase. Guseinovienė, Klaipėdos universitetas

a. Bielskis, Klaipėdos universitetas J. Guseinovaitė, Klaipėdos universitetas

anotacija

pranešime tiriami žmogaus emocinės būklės pokyčiai keičiantis elektromagneti-niam užterštumui bei kitiems aplinkos faktoriams. iš pradžių norėta tirti žmogaus orga-nizmo skleidžiamą elektromagnetinį lauką, tačiau tyrimų metu paaiškėjo, kad išmatuo-ti šio lauko turimais matuokliais nepavyks dėl didelės aplinkinių elektros prietaisų bei elektros tinklo elektromagnetinės taršos (norint išmatuoti šį lauką, reikia visiškai izo-liuotos aplinkos, kurios mums universitete sukurti nepavyko), taigi pakoregavus temą imta matuoti įvairių prietaisų skleidžiamą elektromagnetinę taršą. Kadangi magnetinės spinduliuotės šaltinių atsiranda vis daugiau, tokie tyrimai tampa vis aktualesni.

Naudotos priemonės

matavimams naudoti elektromagnetinių laukų matuokliai Spectran 5035 bei Spectran 10605. Bendradarbiaujant su Klaipėdos universiteto darbuotojais į lietuvių kalbą išvers-ta šių matuoklių instrukcija ir paruošta taip, jog būtų patogu ja naudotis.


1 pav. Spectran 5035 instrukcija

taip pat naudotasi ir Ku elektrotechnikos katedros sukurtu fizologinės būsenos matuokliu. gautų duomenų vaizdavimui ir analizavimui naudotos programos: atmel Studio 6.0, r i386 2.15.1 bei Delphi osiloscope. pastarąją programą patobulinome, jog matavimai būtų atliekami greičiau ir efektyviau.

2 pav. Delphi osiloscope, 2012


Tyrimo eiga

naudojantis minėtais matuokliais matuotas įvairių elektros prietaisų skleidžiamas elektromagnetinis laukas. tirti buityje dažniausiai naudojami prietaisai. pastebėta, kad mikrobangų krosnelės padidina aplinkos elektromagnetinį užterštumą kelias dešim-tis kartų. Skirtingai nei tikėtasi, mobiliųjų telefonų bei bevielių modemų skleidžiamas elektromagnetinis laukas užfiksuotas tik prie pat prietaiso, ir jis būna labai menkas. tirti ir prietaisų krovikliai: daugelis jų (ypač nešiojamojo kompiuterio), po tam tikro darbo laiko ima skleisti vis didesnę taršą.

Išvados

Žmogaus elektromagnetinį lauką išmatuoti labai sunku dėl nuolatinės aplinkos elek-tromagnetinės taršos, taigi norint jį išmatuoti reikia sukurti visiškai izoliuotą aplinką ir naudoti itin jautrius matuoklius. taip pat įsitikinta, jog dauguma elektros prietaisų skleidžia didesnę elektromagnetinę taršą, nei mes galvojome.

Literatūra[1] mickūnas, S. elektromagnetiniai laukai ir bangos. technologija, Kaunas. 2006. 256 p.[2] mickūnas, S. apsauga nuo elektromagnetinės spinduliuotės. technologija, Kaunas. 1997.

160 p.[3] Bo Thidé, electromagnetic field Theory. 2011 (http://www.plasma.uu.se/ceD/Book/).


mIkRoDUmBLIų paNaUDojImaS BIoDUjų gamYBoje

r. Grigonis, Vytauto Didžiojo universiteto Gamtos mokslų fakultetasV. Makarevičienė, aleksandro Stulginskio universiteto, aplinkos instituto

aplinkos technologijos cheminių ir biocheminių tyrimų laboratorija

Įvadas. mikrodumbliai dėl greito augimo, gebėjimo kaupti aliejų, fiksuoti anglies dioksidą tampa vis įdomesniu ir patrauklesniu jų biomasės panaudojimo atsinaujinan-čios energijos gamybai objektu. užaugintą dumblių biomasę galima būtų naudoti tiek biodyzelino, tiek biodujų gamybai. iš aliejų, kaupiančių dumblius, biomasės pirmiausia gali būti išgautas aliejus, o likusi po aliejaus išgavimo biomasės dalis nukreipta į biodujų sintezę. mažiau aliejingų dumblių biomasė labiau tinkama tiesiogiai ją naudoti biodujų gamybai.

Šio darbo tikslas – ištirti mikrodumblių panaudojimo biodujų gamyboje galimybes.metodika. mikrodumblių biomasė buvo auginama, koncentruojama ir paruošia-

ma biodujų gamybai. Biomasės auginimo tyrimai buvo atliekami taikant autotrofinį ir miksotrofinį auginimą [1]. autotrofinis augimas vykdomas įprastinėje žaliadumbliams augimo terpėje-Bg11. Siekiant pagerinti mikrodumblių augimą, Bg11 terpė buvo pa-pildyta skirtingais techninio glicerolio (uaB „rapsoila“) kiekiais: 2 g/l, 5 g/l, 10 g/l kaip papildomu anglies šaltiniu. Dumblių augimas buvo sekamas nustatant jų sausos biomasės koncentraciją. elementinė dumblių biomasės sudėtis nustatyta perkin elmer 2400 chnS-o elementiniu analizatoriumi. aliejus iš dumblių biomasės buvo ekstra-huojamas heksanu. aliejaus kiekis nustatytas naudojant ftir (furjė infraraudonųjų spindulių spektroskopiją).

Siekiant išsiaiškinti biodujų gamybos efektyvumą priklausomai nuo biomasės pa-ruošimo būdo, mikrodumblių biomasė biodujų gamybai buvo ruošiama keliais skirtin-gais būdais: 1. sukoncentruojama centrifuguojant ir nukreipiama biodujų sintezei; 2. centrifuguojama, šaldoma šaldiklyje, atšildoma ir tada nukreipiama į biodujų gamybos reaktorių; 3. centrifuguojama ir išdžiovinama bei 4. centrifuguojama, išdžiovinama, išgaunamas aliejus, o likusi be aliejaus biomasės dalis nukreipiama biodujų gamybai. pradiniu substratu, kaip mikroorganizmų, reikalingų biodujų procesui, nešėju paimtas atidirbęs substratas po biodujų gamybos iš uaB „Kauno vandenys“ nuotekų valyklos. Susidarančių biodujų kiekis buvo matuojamas kiekvieną dieną per visą gamybos lai-


kotarpį, o sudėtis analizuota naudojant dujinį chromatografą perkin elmer clarus 500 arnel 4017 biodujų gamybos pabaigoje.

Tyrimų rezultatai. mikrodumblių auginimas buvo vykdomas taikant autotrofines ir miksotrofines (auginimo pradžioje į augimo terpę įdėjus techninio glicerolio 2 g/l, 5 g/l, 10 g/l) augimo sąlygas. tyrimų rezultatai parodė, kad glicerolis pagerina dumblių augimą, tačiau tik mažesnės jo koncentracijos. Lyginant su įprasta augimo terpe, 5 g/l techninio glicerolio kiekis paskatina dumblių augimą beveik 1,5 karto: nuo 1,17 g/l iki 1,71 g/l koncentracijos.

augimo sąlygos lemia ne tik dumblių augimo spartą, bet ir aliejaus kiekį ir elemen-tinę biomasės sudėtį. tyrimais nustatyta, kad didėjant glicerolio kiekiui auginimo ter-pėje, dumbliai ima geriau kaupti aliejų. aliejaus kiekis dumblių biomasėje, augintoje be glicerolio 1,39 %, tuo tarpu biomasėje, užaugintoje su 10 g/l glicerolio, aliejaus kiekis siekė daugiau nei 15 %.

apie 50 % dumblių biomasės sudaro anglis [2]. mūsų tyrimų rezultatai patvirtina šį faktą. Skirtingomis sąlygomis augintų dumblių biomasėje anglies kiekis svyruoja 42–46 % ribose, tuo tarpu azoto kiekis 2,33–7,15 % ribose. mažiausias azoto kiekis užfiksuo-tas tuose dumbliuose, kurie buvo auginti pridėjus glicerolio, didėjant jo koncentracijai, azoto kiekis biomasėje mažėjo. gaminant biodujas, anglies ir azoto santykis yra vienas iš svarbiausių faktorių, lemiantis minėtų biodegalų gamybos procesą. optimalios šio dy-džio vertės svyruoja 15–25 ribose. mūsų tyrimų duomenimis, miksotrofiškai užaugintų dumblių biomasė labiau tinkama biodujų gamybai, nei augintų autotrofinėmis sąlygomis.

tik nucentrifuguota

nucentrifuguota iršaldyta šaldiklyje

sausa medž. (0,25 gSM)

išekstrahuota sausamedž. (0,25 g SM)

g SM)

1 pav. Biodujų gamybos priklausomybė nuo žaliavos paruošimo


Kitas svarbus faktorius biodujų gamyboje yra žaliavos paruošimas. tyrimų rezul-tatai rodo (1 pav.), kad geriausiai biodujos gaminasi iš sukoncentruotos ir užšaldytos (drėgnos) biomasės (492 ml/g Sm). tokį rezultatą galėjo lemti šaldymo metu sutrūki-nėjusios dumblių ląstelių sienelės ir iš ląstelių išlaisvinta organinė medžiaga, iš kurios gaminasi biodujos. iš kitais būdais paruoštos dumblių biomasės išsiskyrusių biodujų kiekis svyruoja 286–324 ml/g Sm. iš mikrodumblių pagamintos dujos savo kokybe prilygsta iš įprastinių žaliavų, tokių kaip nuotekų dumblas, kokybei. tyrimų rezultatai rodo, kad biodujų iš mikrodumblių sudėtyje yra 64–66 % metano, tuo tarpu biodujose iš nuotekų dumblo metano kiekis vyrauja labai panašiose ribose 65–66 %.

apibendrinant tyrimų rezultatus, reikia pabrėžti, kad mikrodumblių biomasė galėtų būti naudojama biodujų gamybai.

Literatūra[1] chen, ch-y., yeh, K-L., aisyah, r., Lee, D-j., chang, j-S.cultivation, photobioreactor design

and harvesting of microalgae for biodiesel production: a critical review. Bioresource tech-nology, 2011, 102, 71–81.

[2] miron, a. S., garcia m. c. c., gomeza, a. c., garcia camachoa, f., grima, e. m., chisti, y. Shear stress tolerance and bopchemical characterization of phaeodactylum tricomutum in quasi steady-state continuous culture in outdoor photobioreactors. Biochemical enginne-ring journal, 2003, 16, 287–297.


SIDaBRo NaNoDaLeLIų SINTeZĖ aNT mIkRokRISTaLINĖS ceLIULIoZĖS IR joS

aNTIBakTeRINIS akTYvUmaS

a. Lisauskaitė, Kauno technologijos universitetasV. Jankauskaitė, Kauno technologijos universitetas

Silikonai dėl savo biosuderinanmumo ir bioilgalaikiškumo plačiai naudojami orto-pedijoje ir įvairiose medicinos srityse. Dėl struktūroje esančios siloksano jungties (Si-o) unikaliomis savybėmis pasižymi polidimetilsiloksanas (pDmS). jis turi itin žemą stiklėjimo temperatūrą (-123 °c), mažą paviršiaus įtempį, geras izoliacines savybes, yra laidus dujoms, atsparus cheminėms medžiagoms ir temperatūrai [1]. tačiau šis elasto-meras turi mažą stiprį, ribojantį jo gaminių ilgalaikiškumą eksploatacijos metu. todėl jo sustiprinimui turi būti naudojami užpildai [2].

pastaruoju metu polimerinių kompozitų gavimui pradėta naudoti mikrokristalinė celiuliozė, gauta iš augalinės ląstelienos išskirtą a-celiuliozę veikiant mineralinėmis rūgštimis. celiuliozė yra natūralus polimeras, pasižyminti hidrofiliškumu, bioskaidu-mu, gali būti įvairiai modifikuojama ir įgauti įvairią dalinai kristalinę pluoštinę morfo-logiją. ankstesni atlikti tyrimai parodė, kad mikrokristalinė celiuliozė (mKc) žymiai pagerina pDmS stiprį ir deformacines savybes. įmaišius 10–25 % mKc šios savybės padidėja 1,5–2,5 karto, tačiau pablogėja pDmS optinės savybės. galima manyti, kad užpildo kiekį kompozicijoje galima sumažinti mKc pakeitus nanokristaline celiulioze (nKc), turinčia žymiai didesnį paviršiaus plotą. norint praplėsti pDmS panaudojimo sritį ortopedijoje ir medicinoje, jam galima suteikti biocidines savybes, panaudojant sidabro nanodaleles. Sidabro nanodalelės dėl savo unikalių savybių plačiai naudojamos įvairiose srityse: elektronikoje, katalizėje, medicinoje dėl antimikrobinių savybių, opti-koje, kt. [3].

Šio darbo tikslas – sukurti silikoninio elastomero kompozitus su geromis mechani-nėmis ir optinėmis savybėmis ir antibakteriniu efektyvumu.

Darbe nanokristalinė celiuliozė (nKc) gauta skaidant mikrokristalinę celiuliozę (mKc) rūgštinės hidrolizės būdu, naudojant 1,5 m hBr vandeninį tirpalą. procesas vyko 100 oc temperatūroje 4 h maišant magnetine maišykle. po to gauta nKc disper-sija 1 h buvo disperguojama ultragarsinėje vonelėje, kelis kartus perplauta distiliuotu vandeniu ir galiausiai 48 h liofilizuojama (džiovinama), atšaldžius iki -40 oc tempe-


ratūros. Dalelių dydžių analizatoriumi buvo nustatyta, kad gautų nKc dalelių dydis yra 50–200 nm ribose. gauta, kad nedidelis kiekis (1–3 mas. %) nKc pagerina pDmS mechanines savybes.

Sidabro nanodalelės (ag nDs) buvo sintetinamos redukuojant sidabro nitratą agno3 natrio borohidridu naBh4.

agno3 + naBh4 → ag + h2 + B2h6 + nano3

gautos ag nDs buvo nusodintos ant mKc dalelių paviršiaus kambario temperatū-roje, keičiant agno3 koloidinio tirpalo kiekis nuo 3 iki 20 %. Siekiant išvengti ag nDs aglomeracijos, į reakcijos mišinį buvo įmaišomas nedidelis kiekis – polivinilpirolidono (pVp), kuris atliko metalo nanodalelių stabilizatoriaus funkciją.

gautų ag/mKc nanokompozitų struktūrai ir savybėms nustatyti buvo naudo-jami įvairūs struktūriniai metodai: uV-Vis, rentgeno spindulių, ft-ir spektros-kopijos, optinė ir Sem-eDS mikroskopijos, kiti metodai.

ant mKc nusėdusių ag nDs kiekis priklauso nuo agno3 koncentracijos ce-liuliozės dispersijoje. atominės absorbcijos metodu nustatyta, kad sidabro nano-dalelių kiekis kito 0,015–0,5 % ribose. Sem-eDS tyrimai parodė (1 pav.), kad ant mKc susiformuoja ag nDs agregatai, kurį sudaro 30–110 nm dydžio nanodalelės.

a b1 pav. MKC nanokompozito su 0,5 % agnDs ir eDS spektras


ag nDs-mKc nanokompozitų antibakterinis aktyvumas buvo įvertintas dviem me-todais – mėgintuvėlio ir disko (šis metodas tikslesnis). Buvo ištirta dalelių, turinčių 0,015–0,5 % ag nDs, atsparumas gram-teigiamoms (Staphylococcus aureus) bei gram-neigiamoms (escherichia coli) bakterijoms. gauta, kas po 1–2 h inkubacijos abiejų tipų bakterijų kiekis sumažėja, tačiau po 24 h inkubacijos bakterijos atsigauna ir vėl pradeda augti. todėl, norint sukurti užpildo daleles su biocidiniu poveikiu, ag nDs-mKc nano-kompozite reikia didinti nanodalelių koncentraciją

Literatūra[1] hron, p. polymer international, 2003, 52, p. 1531–1539.[2] Donald, r. p., james, e. m. progress in polymer Science, 2010, 3 p. 893–901.[3] guzman, m., Dille, j. international Journal of Chemical and Biological engineering, 2009, 2:3,

p. 104–111.


ĮTampa vaLDomo geNeRaToRIaUS pRojekTavImaS IR TYRImaS kmop 65 Nm

TechNoLogIjoje

V. Mačaitis, Vilniaus Gedimino technikos universitetasM. Jurgo, Vilniaus Gedimino technikos universitetas

V. Barzdėnas, Vilniaus Gedimino technikos universitetas

tobulėjant visuomenei vis didėja bevielės komunikacijos paklausa, o tai įtakoja spartų bevielių tinklų vystymąsi. plėtojant bevielius daug dėmesio skiriama duomenų perdavimo dažnio bei veikimo stabilumo didinimui. tai suteikia galimybę dideliu grei-čiu perduoti duomenis jų neprarandant. Vienas iš pagrindinių įtaisų naudojamų bevie-lio ryšio komunikacijose yra siųstuvas-imtuvas (1 pav.). Siųstuvo-imtuvo pagrindinė funkcija yra iš antenos gaunamo aukštadažnio signalo atpažinimas, demoduliavimas ir perdavimas žemadažnei sistemos daliai bei iš žemadažnės sistemos gauto signalo pa-ruošimas siuntimui ir perdavimas į anteną.

1 pav. Bevielio ryšio siųstuvo-imtuvo blokinė diagrama

Bevielio ryšio siųstuve-imtuve kaip dažnio sintezatorius dažniausiai yra naudojama fazės derinimo kilpa (fDK). Šis įtaisas naudojamas laikinių signalų atstatymui, dažnio generavimui, dažnio sinchronizavimui. fDK pagrįsti dažnio sintezatoriai plačiai nau-


ĮTampa vaLDomo geNeRaToRIaUS pRojekTavImaS IR TYRImaS kmop 65 Nm

TechNoLogIjoje

V. Mačaitis, Vilniaus Gedimino technikos universitetasM. Jurgo, Vilniaus Gedimino technikos universitetas

V. Barzdėnas, Vilniaus Gedimino technikos universitetas

tobulėjant visuomenei vis didėja bevielės komunikacijos paklausa, o tai įtakoja spartų bevielių tinklų vystymąsi. plėtojant bevielius daug dėmesio skiriama duomenų perdavimo dažnio bei veikimo stabilumo didinimui. tai suteikia galimybę dideliu grei-čiu perduoti duomenis jų neprarandant. Vienas iš pagrindinių įtaisų naudojamų bevie-lio ryšio komunikacijose yra siųstuvas-imtuvas (1 pav.). Siųstuvo-imtuvo pagrindinė funkcija yra iš antenos gaunamo aukštadažnio signalo atpažinimas, demoduliavimas ir perdavimas žemadažnei sistemos daliai bei iš žemadažnės sistemos gauto signalo pa-ruošimas siuntimui ir perdavimas į anteną.

1 pav. Bevielio ryšio siųstuvo-imtuvo blokinė diagrama

Bevielio ryšio siųstuve-imtuve kaip dažnio sintezatorius dažniausiai yra naudojama fazės derinimo kilpa (fDK). Šis įtaisas naudojamas laikinių signalų atstatymui, dažnio generavimui, dažnio sinchronizavimui. fDK pagrįsti dažnio sintezatoriai plačiai nau-

dojami tokiuose bevielio ryšio technologijose kaip: gSm, cmDa, hSpa, wi-fi, 3g, wimax, Lte.

Klasikinį įVg sudaro: fazės detektorius, filtras ir įtampa valdomas generatorius (įVg) [1]. įVg funkcija yra generuoti stabilius, periodiškai laike kintančius signalus, kurie yra proporcingi valdymo įtampai Vvald [3]. pagrindiniai įVg tipai: Lc įVg, žiedi-niai įVg, relaksaciniai įVg.

L

C

M1 M2

VDD

VSS

Vout+Vout-

Vvald.

a) b)

2 pav. LC įtampa valdomo generatoriaus a) principinė elektrinė schema [2], b) topologija

Lc įVg dažniausiai naudojami aukštadažnėse grandinėse. Vienas iš šio tipo įVg privalumų yra tas, kad aukštuose dažniuose galima užtikrinti mažą fazinį triukšmą ir didelį fazinį stabilumą. Šio tipo įVg trūkumai yra siauras reguliuojamo dažnio diapa-zonas bei dėl induktyvinės ritės užimamas didelis plotas luste.

Žiediniai įVg naudojami įtaisuose su plačiu dažnio reguliavimo diapazonu. Kadan-gi šie generatoriai sudaryti iš inverterių dėl mažo užimamo ploto galima pasiekti didelį integracijos laipsnį. Žiediniai generatoriai labiau jautresni temperatūros pokyčiams nei Lc generatoriai.

relaksaciniai rc įVg pasižymi plačiu dažnio reguliavimo diapazonu, mažesniu už-imamu plotu luste nei Lc įVg. relaksacinių rc įVg pagrindinis trūkumas yra fazinio triukšmo didėjimas aukštuose dažniuose [4].

Kadangi įVg bus projektuojamas aukštuose dažniuose (6–7 ghz), pasirinktas Lc įVg (2 pav.) Lc įVg veikimas pagrįstas išėjimo dažnio derinimu keičiant prie varakto-riaus prijungtą įtampą. 2 paveiksle a) dalyje pateiktas įVg sudarytas iš aktyvios ir pasy-vios dalių. pasyvią dalį sudaro induktyvumo ritė L ir derinamas kondensatorius (varak-torius) c. aktyvią dalį sudaro m1 ir m2 tarnzistoriai. Dalyje b) pateikta suprojektuoto įVg topologija. Didžiąją topologijos dalį 65 % sudaro induktyvumo ritė L (dešinėje), kairėje pusėje prijungti varaktoriai, kondensatoriai ir tranzistoriai.


projektuojamo įVg parametrai: išėjimo signalo dažnis – (6–7 ghz), maitinimo įtampa – 1,2 V, vartojamoji galia – 200 mw.

Literatūra[1] Best, e. r., phase – Locked Loops Design, Simulation, and aplications. mcgraw-hill. 2007.

7–9 psl.[2] tiebout, m. Low power Vco Design in cmoS. Springer. 3–4, 26–28psl.[3] Shu, K., Synenico, e. S. cmoS pLL Synthesizers: analysis and Design. Springer. 2005. 151–

153 psl.[4] hamel, j. S. Lc tank Voltage controlled oscillator tutorial. canada. 2005 1–7 psl.


TekSTILINIų meDŽIagų SaNDaRoS ĮTakoS DegUmUI IR TeRmoRegULIacINĖmS SavYBĖmS

TYRImaS

L. Milašiūtė, Kauno technologijos universiteto Dizaino ir technologijų fakulteto tekstilės technologijos katedra

D. Mikučionienė, Kauno technologijos universiteto Dizaino ir technologijų fakulteto tekstilės technologijos katedra

apsauginiai ugniagesių drabužiai apsaugo nuo ugnies ir karščio, tačiau dažniau-siai būna stori, sunkūs, mažai laidūs orui ir varžantys judesius. megzti gaminiai iš kitų tekstilinių gaminių išsiskiria tąsumu, tamprumu, geromis oro laidumo ir termoizolia-cinėmis savybėmis, todėl jų panaudojimas apsauginiuose drabužiuose gali pagerinti jų specifines funkcines savybes. nuo karščio ir užsiliepsnojimo saugantys mezginiai nau-dojami gaisrininkų, specialiųjų pajėgų apatiniams drabužiams, kaukėms, pirštinėms, kojinėms [1]. atlikto mokslinio tyrimo tikslas – ištirti megztų medžiagų iš nedegių pluoštų gamybos galimybes ir jų komfortiškumą, keičiant pagrindinius struktūros pa-rametrus – siūlų ilginį tankį ir kilpos ilgį, bei sluoksnių skaičių pakete.

tyrimams naudoti bandiniai iš nevienarūšių metaaramidinių nomex Delta ta 18 tex × 2 ilginio tankio siūlų, naudojamų ugniai atsparių drabužių gamyboje. šie siūlai sudaryti iš 75 % „Nomex“, 23 % „kevlar“ ir 2 % antistatinio „p140“ pluošto. paraa-ramidinis komponentas („Nomex“) padidina šių siūlų atsparumą tempimui, pjovi-mui, kirpimui. Bandiniai numegzti apskritąja vienos adatinės 14e klasės mezgimo ma-šina lygiuoju skersiniu pynimu, keičiant siūlų ilginį tankį ir kilpos ilgį. Visi bandymai buvo atlikti iSo 139:2002 standarto numatytomis klimatinėmis salygomis. Bandinių struktūros parametrai analizuoti pagal Britų standartą BS 5441:1998. mezginių degu-mo savybių tyrimas atliktas pagal visoms tekstilinėms medžiagoms tinkantį horizonta-lų degumo bandymo metodą Din 50050-1:1989, kai bandinį laisvai įtvirtinus horizan-talioje padėtyje tarp dviejų metalinių rėmelių, matuojamas horizontalaus pradegimo trukmė, esant 4 cm liepsnos aukščiui ir 2 cm atstumui iki medžiagos. Komfortiškumą lemiančio oro laidumo tyrimas atliktas pagal en iSo 9237:1995 standartą, esant 200 pa slėgiui. pateikiamos penkių bandymų rezultatų aritmetinio vidurkio vertės.

atlikus laidumo orui tyrimą nustatyta, kad didėjant kilpos ilgiui ir / ar mažėjant siūlų ilginiam tankiui bei sluoksnių skaičiui pakete laidumas orui didėja (1 pav).


a)

b)

1 pav. Laidumo orui priklausomybė nuo kilpos ilgio, siūlų ilginio tankio ir sluoksnių skaičiaus: a) mezginiai iš Nomex Delta ta 18 tex ×2 siūlų, b) mezginiai iš Nomex Delta ta 18 tex ×2×2 siūlų

atlikus degumo tyrimus, nustatyta megztų medžiagų laidumo orui ir horizontalaus pradegimo trukmės priklausomybė. priklausomybė tarp mezginio degimo laiko ir kil-pos ilgio pateikiama 2 pav.


a)

b)2 pav. Degumo priklausomybė nuo kilpos ilgio siūlų ilginio tankio ir sluoksnių skaičiaus: a) mezgi-

niai iš Nomex Delta ta 18 tex ×2 siūlų, b) mezginiai iš Nomex Delta ta 18 tex ×2×2 siūlų

išanalizavus gautus rezultatus nustatyta:• Laidumas orui didėja, didinant mezginio kilpos ilgį arba mažinant siūlų ilginį

tankį, tai yra didinat mezginio akytumą. Kilpos ilgį padidinus 45 %, laidumas orui, priklausomai nuo siūlo ilginio tankio, išauga nuo 2 iki 4 kartų.

• Laidumas orui mažėja, didinat sluoksnių skaičių pakete. Didžiausias laidumo orui skirtumas pastebimas lyginant vieno ir dviejų sluoksnių rezultatus.

• horizontalaus pradegimo trukmė ilgėja, didinant siūlų ilginį tankį, sluoksnių skaičių pakete arba mažinant kilpos ilgį.

Literatūra[1] mikučionienė, D., Baltušnikaitė, j., milašius, r. influence of the number of yarns in a Loop

on the flammability of Knits Fibres&textiles in eastern europe 2011, Vol. 19, no 6 (89), pp. 71–74.


RoBoTo vaŽIUokLĖS pavaRų vaLDYmo RegULIaToRIų pRojekTavImaS,

pRogRamavImaS IR TYRImaS

B. Navickas, Kauno technologijos universitetasG. Narvydas, Kauno technologijos universitetas

Darbo tikslas – parinkti, suprojektuoti ir suprogramuoti turimos roboto važiuoklės pavarų valdymo reguliatorius. ištirti ir parinkti geriausius pavarų valdymo reguliato-rius. Suprojektuotus reguliatorius realizuoti programiškai ir įdiegti į autonominį mo-bilų robotą.

Kadangi darbo objektas yra keturratis robotas su priekiniais vairuojamais ratais, pavarų valdymui buvo suprojektuoti du skirtingi reguliatoriai skirti valdyti roboto ga-liniam tiltui ir vairo mechanizmui. Dažniausiai taikomos diferencialinės [1] pavaros, kurių vidinio ir išorinio ratų greičių skirtumas priklauso nuo sukimosi kampo bei ratų sukibimo su važiuojamuoju paviršiumi. turimoje platformoje galiniai ratai varomi dviem nepriklausomomis pavaromis, tad ratų greičių skirtumus reikės suprogramuoti. tam pritaikytas akermano vairo principas.

1 pav. akermano vairo mechanizmo principas [2]


galiniam tiltui buvo naudotas diskretinis reguliatorius, kuris į greičio komandos po-kytį reaguoja palaipsniui, stengdamasis pasiekti nustatytą greitį. atgaliniam ryšiui už-tikrinti ant ratų yra sumontuoti rotaciniai enkoderiai, išduodantys ratų sukimosi greitį bei kryptį. robotui važiuojant tiesiai, reguliatoriumi bandoma palaikyti vienodą ratų sukimosi greitį, o posūkio metu – atitinkamai sulėtinti vidinio rato sukimosi greitį. taip buvo realizuota pagrindinė galinio tilto užduotis – elektroninis diferencialas. atskirų ratų sukimosi greičiai (wL, wr) buvo paskaičiuojami atitinkamai nuo užduoto vardinio greičio (ω), atstumo tarp roboto ratų (d) bei posūkio spindulio (r). formulė atitinkamai:

ωL,ωr = ω(1 ± d/2 × r) (1)pirmiausia apskaičiuojamas koks turėtų būti roboto greitis apskritime ties roboto

centru, o tada atitinkamai greitis pakoreguojamas pagal kiekvieno rato atstumą iki cen-trinio apskritimo. Šiuo atveju į robotą užtenka nusiųsti vos vieną skaičių – norimą gauti greitį, o reguliatorius pagal formulę apskaičiuoja kiekvieno rato greitį atskirai. Vėliau eina kita reguliatoriaus dalis, skirta palaikyti paskaičiuotą greitį diskretiniu reguliato-riumi, rato greitis padidinant arba sumažinant.

Vairo mechanizmui valdyti panaudotas nuolatinės srovės variklis. Kadangi reikalin-ga visada žinoti vairo pasukimo kampą, atgalinis ryšys yra būtinas. Šiam tikslui buvo potenciometras, kuris buvo pritvirtintas prie variklio ašies. Kadangi potenciometro įtampa matuojama 12 bitų aDc keitikliu, maksimalus galimų reikšmių skaičius yra 212 = 4 096. prie potenciometro prijungta 3,3V įtampa, tad rezoliucija yra 3,3/4096 = 0,0008V. Bet kadangi mūsų uždavinio atveju naudingiau buvo žinoti vairo pasisukimo kampą, o potenciometras juda tik ~ 270° diapazone, gauta rezoliucija yra 270°/4096 = 0,066° laipsnio. roboto vairo mechanizmo valdymui naudojamas reguliatorius buvo suprojektuotas pagal matematinę funkciją, kuri, artėjant prie reikiamo taško, mažina į variklį paduodamą galią nuo 100 % iki 0 %. Zona, nuo kurios reguliatorius pradeda mažinti galią ir tuo pačiu greitį, buvo parinkta eksperimentiškai. į šį reguliatorių taip pat reikia paduoti vieną vienintelį skaičių, reiškiantį vairo poziciją.

abu šie reguliatoriai sujungti tarpusavyje, per kintamąjį, reiškiantį vairo poziciją. tai leido sutrumpinti į robotą siunčiamą komandą bei taip supaprastinti roboto valdymą. Siunčiamoje į robotą komandoje „mD(100,50);“ pirmasis skaičius reiškia roboto greitį, kitas važiavimo kryptį.

Literatūra[1] g. campion, g. Bastin, B. d’andrea-novel, “Structural properties and classification of ki-

nematic and dynamic models of wheeled mobile robots”, ieee trans. robot. autom. 12, pp.47–62, 1996.

[2] j. hrbáček, t. ripel and j. Krejsa, ackermann mobile robot chassis with independent rear wheel drives. 14th international power electronics and motion control conference, epe-pemc 2010.


SavITvaRkIų moNoSLUokSNIų aRchITekTŪRoS TYRImaS

t. penkauskas, Vilniaus Gedimino technikos universitetasr. Budvytytė, Vilniaus universiteto Biochemijos institutas

fosfolipidų membranos yra vienas pagrindinių gyvybės elementų, užtikrinančių er-dvėskyrą ir terpę membraninių komponentų lokalizacijai. Ląstelės membranos tyrimai yra svarbūs tiek fizikinėje chemijoje, tiek molekulinėje biologijoje, tiek fiziologijoje, taip pat ir ląstelės biologijoje bei biochemijoje. tiriant membranas ir jose vykstančius reiškinius, buvo sukurti įvairūs ląstelių membraną modeliuojantys dariniai – dirbti-niai fosfolipidinai membranos modeliai, kurie suteikia galimybę tirti jas žymiai pa-prastesniame lygyje. ypač intensyviai tyrinėjamos galimybės suformuoti prijungtas bisluoksnes fosfolipidines membranas (angl. tethered bilayer membranes, tBLM) ant aukso elektrodo paviršiaus. chemiškai modifikuoti, hidrofobiški au paviršiai lengvai inicijuoja savaiminį fosfolipidinio bisluoksnio formavimąsi bei sudaro kietą pagrindą jo stabiliam funkcionavimui [1, 3]. tBLm formuojama ant mišraus savitvarkio monos-luoksnio (Sam), sudaryto iš prikabinimo molekulės (sintetiniai fosfolipidų analogas) ir beta-merkaptoetanolio. ant tokio pagrindo suformuota tBLm turi gerai charakterizuo-tą joninį rezervuarą abiejose membranos pusėse, būtiną baltymų įterpimui ir detekcijai [1, 2, 3].

tam, kad nustatyti popaviršinę mišraus Sam kokybę ir architektūrą, kuris yra le-miamas faktorius funkcionalios ir kokybiškos tBLm suformavimui, mes formavome mišrius savitvarkius monosluoksnius ant atomiškai lygaus aukso paviršiaus. aukso sensoriai buvo magnetroniškai garinami mūsų laboratorijoje, tokių paviršių nelygumai siekia tik 1–2 nm. Sluoksnį sudarė skirtingo ilgio ir skirtingomis savybėmis pasižymin-čios prikabinimo molekulės: 1,2-dimeristil-3-[ω-merkaptoheksa (etileno oksido)] gli-cerolis (wc14), 1,2-dipalmitoil-3-[ω-merkaptonona(etileno oksido)] glicerolis (fc16) ir Z 20-(Z-oktadeka-9-eniloksi)-3,6,9,12,15,18,22-heptaoksatetrakont-31-ene-1-tiolis (hc18), o kaip skiediklis buvo naudojamas β-merkaptoetanolis. Savitvarkius monos-luoksnius tyrėme elektrocheminio impedanso spektroskopijos (eiS), ciklinės voltam-perometrijos (cV) bei atominės jėgos mikroskopijos (ajm) metodais. elektrocheminio impedanso spektroskopijos metodu (1 pav. a), buvo įvertinta sluoksnių varža ir laidys, atitinkantis fazės minimumą. Šios savybės suteikė informacijos apie sluoksnių izoliaci-nes savybes bei tvarkingumo laipsnį.


panaudojant ciklinę voltamperometriją , nustatinėjome elektrono pernašos greičio konstantas. tyrėme elektrono pernašas kalio heksacianoferato (K3[fe(cn6)] ) ir flavi-no mononukleotido (fmn) redokso reakcijose, auksines plokšteles, padengtas monos-luoksniais patalpinant į celę, užpildytą K3[fe(cn6)] ar fmn tirpalais. elektrono perna-šos greičio konstantos nustatymas, buvo netiesioginis metodas analizuojant paviršiaus architektūrą, stebint, kaip kinta elektrono priėjimas prie paviršiaus, kintant santyki-niam ilgųjų molekulių kiekiui.

atominės jėgos mikroskopija (afm) padėjo ne tik vizualizuoti auksinius paviršius ir nustatyti jų šiurkštumą, bet ir įvertinti suformuotų Sam morfologiją (1 pav. B).

0 1e-7 2e-7 3e-7 4e-7

-4e-7

-3e-7

-2e-7

-1e-7

0

E'

E''

20% HC18.txt80% HC18.txt100% HC18.txt

a B

1 pav. (a) Kai kurių sluoksnių eiS spektrai Cole-Cole koordinatėse(B) aJM metodu gautų atvaizdų pavyzdys (hC18:βMe 50:50)

Skirtingais metodais gauti rezultatai koreliuoja tarpusavyje, todėl galima daryti pa-kankamai tvirtas darbo išvadas. Didinant ilgųjų molekulių (wc14, hc18, fc16) kiekį sluoksnyje, jis darosi vis tankesnis ir lygesnis, molekulės susipakuoja arčiau viena kitos, sluoksnio talpa mažėja ir elektrono pernaša tampa vis sudėtingesnė. gautus rezultatus galima palyginti su anksčiau atliktais bandymais, kai buvo naudoti metalurginiai aukso elektrodai. Kartu šie darbai sudaro pagrindą tolesniems eksperimentams ir fosfolipidi-nių membranų tyrimams.


Literatūra[1] mcgillivray, D. j.; Valincius, g.; Vanderah, D. j.; febo-ayala, w.; woodward, t. j.; heinrich,

f. Kasianowicz, j. j.; Losche, m. molecular-scale structural and functional characterization of sparsely tethered bilayer lipid membranes. Biointerphases. 2007; 2: 21–32.

[2] Krishna g., Schutle j., cornell a. B., pace r., wieczorek L., osman p. D. tethered Bilayer membranes containing ionic reservoirs: The interfacial capacitance. Langmuir 2001; (17): 4858–4866.

[3] rima Budvytyte, gintaras Valincius, gediminas niaura, Vlada Voiciuk, hilary Stauffer prab-hanshu Shekhar, frank heinrich, Siddharth Shenoy, David j. Vanderah and mathias Lösche. anchor molecules affect Structure and properties of tethered Bilayer Lipid membranes. pccp. 2012. Biofast.


meDŽIagų, SkIRTų maŽINTI DILImĄ Į ĮTvIRTINTĄ aBRaZYvĄ,

kŪRImaS IR TYRImaI

M. pinkauskas, Kauno technologijos universitetasV. Jankauskas, aleksandro Stulginskio universitetas

abrazyvas – tai iš įvairių cheminių elementų sudaryti mineralai, kurie yra labai kie-ti ir sukelia didžiulį metalų dilimą, kuomet įsivyrauja trintis tarp metalo ir minera-lo. praktikoje didžiuliai metalų dilimo nuostoliai vyrauja žemės ūkyje, cukranendrių pramonėje, įvairiose mineralų kasyklose. Visose išvardintose srityse žmonės patiria di-džiulius nuostolius, kuomet naudojamas plienas darbo metu tiesiog atbunka ir sudyla. prof. V. Kragelskij taip pat teigė, kad medžiagos dilimas atsiranda dėl to, kad medžiaga yra nuvarginama daugkartinio plastinio deformavimo. Ši teorija tapo pagrindu ir abra-zyvinio dilimo moksle. taigi kaip galime šią problemą išspręsti ir sumažinti metalų dilimą į abrazyvą?

pagrindinis dydis, kuris gali apibūdinti medžiagos atsparumą dilimui yra medžia-gos kietis. medžiagų kietis gali būti nustatomas trimis metodais: Vikerso, rokvelio ir Šoro. matuojant medžiagos kietį Vikerso metodu (hrV), į bandinį yra įspaudžiama iš deimanto pagaminta piramidė. Bandinyje yra paliekamas įspaudas ir nustatomas jo skersmuo. medžiagos kietis pagal Vikersą apskaičiuojamas taikant formulę:

Fap. – svarelio svoris (n), kuris veikia į bandinį spaudžiamą piramidę, d – pirami-dės įspaudo skersmuo bandinyje (m). tiriant medžiagos kietumą rokvelio metodu (hrV), į bandinį yra įspaudžiamas kūgis ir bandinyje paliekamas apskritimo formos įspaudas, pagal įspaudo diametrą nustatomas medžiagos kietis. Šoro metodo metu į medžiagą įspaudžiamas metalinis rutuliukas, išmatuojami palikto įspaudo matmenys ir nustatomas bandinio kietumas. praktikoje naudojami ir kiti medžiagos kiečio nu-statymo metodai, bet minėti metodai yra pagrindiniai ir labiausiai naudojami dėl savo paprastumo ir tikslumo. tuo tarpu abrazyvinių medžiagų kiečiui nustatyti naudojama norvegų minerologo sukurta moso skalė, kuri apibūdina gamtinių mineralų, kurie yra abrazyve, kietumą. abrazyvinės medžiagos yra dviejų rūšių: sintetinės ir natūralios. na-


tūralūs abrazyvai – deimantas, granitas (mineralų mišinys) kvarcas (Sio2), korundas (al2o3,), geležies oksidas (fe2o3, fe3o4). o sintetinis abrazyvas): kubinis boro karbidas, boro karbidas (B4c), titano karbidas (tic), silicio karbidas (karborundas Sic), silicio nitridas (Si3n4), aliuminio nitridas (aln), elektrokorundas (al2o3). itin didelę reikšmę dilimo į įtvirtintą abrazyvą turi dylančiosios medžiagos ir abrazyvo kiečių santykis:

hM– medžiagos kietis (pa), ha – abrazyvo kietis (pa). metalo ir abrazyvo kietumų santykis iki 0,7, dilimas vyksta pjaunant ir dilimas yra intensyvus bei stabilus šiame kie-tumų santykio intervale. Kai kietumų santykis pasiekia 1,2, abrazyvas negali įsigilinti į metalo paviršių ir dilimas vyksta paviršinio plastinio deformavimo principu ir yra lėtas. Didžiausių dilimo pokyčių zona yra kietumų santykių intervalas 0,7 ≤ (hm/ha) ≤ 1,2.

metalų kietumui labai didelę įtaką turi grūdinimo sąlygos. grūdinimo metu yra už-grūdinamas metalo paviršius ir jis tampa kietesnis. grūdinimo būdai gali būti metalo įkaitinimas iki labai aukštos temperatūros ir staigus metalo atvėsinimas panardinant metalą į vandenį arba tepalą. metalą grūdinant vandenyje gali susidaryti įtrukimai ir netolygus paviršinis užgrūdinimas, kurį sąlygoja labai staigus metalo atvėsimas. grū-dinant metalą tepale yra išvengiama sutrūkinėjimų, o paviršius užgrūdinamas tolygiai, nes tepale metalas vėsta lėčiau negu vandenyje.

metalų cheminė sudėtis ir mikrostruktūra turi nemažą įtaką metalų dilimui. prak-tikoje didžiausią atsparumą dilimui turi metalas, kuriam būdinga martensitinė mi-krostruktūra. esant šiai struktūrai atomų gardelė išsidėsto taip, kad ją būtų sunkiau-siai išardyti. atominės gardelės tvirtumas priklauso nuo cheminių elementų junginių tarpusavio ryšio. Stipriausia atominė gardelė susidaro tuomet, kai joje atsiranda boro, aliuminio, anglies, chromo, nikelio atomai. Šie cheminių elementų atomai sudaro su metale esančiais atomais tvirtus ryšius ir stiprią atominės gardelės struktūrą.

praktikos metu buvo ištirta nemažai įvairių metalų bandinių su dangomis. Konfe-rencijoje pristatysiu šešis mėginukus, kurie mano nuomone įrodo pagrindinę metalų dilimo į abrazyvą teoriją: mažiausiai nudyla tas metalas ar danga, kuris yra kiečiausias. Visų tirtų bandinių pagrindas buvo plienas hardox 400, kuris buvo dengtas šešiais skir-tingais metodais. pirmasis bandinys buvo katodas, įanglintas ir įmestas į vandenį. an-trasis bandinys buvo anodas ir užlietas pasta. trečiojo bandinio pirmasis sluoksnis kaip ir antrojo, po to pakeitus poliariškumą buvo užlieta ta pati pasta. Ketvirtasis bandinys buvo prijungtas prie anodo, padengtas 5–6 % aliuminio milteliais ir relitu. penktasis bandinys prijungtas prie anodo ir padengtas užlydytas pg-10n-01 milteliais (0,6–1,0 % anglies (c); 2,8–3,4 % boro (B); 4–4,5 % silicio (Si), 14–20 % chromo (cr); 34 % gele-


žies (fe); likęs kiekis nikelis (ni); 20 % aliuminio oksido (al2o3) ir 6 % aliuminio mil-teliais (al). Šeštasis bandinys buvo prijungtas prie katodo, padengtas tokia pat danga kaip ir penktasis bandinys, ir užgrūdintas. Visi bandiniai buvo tirti trinties mašina ir išmatuotas jų kietumas Vikerso metodu.

trinties mašina Ch4-B (Х4-Б) (5 pav.) medžiagų bandymui įtvirtintu abrazyvu. Kontakto schema „diskas – pirštas“. abrazyvinis popierius tvirtinamas ant disko 2, ku-ris sukamas aplink ašį 1. mėginys 4 (pirštas) prie disko paviršiaus spaudžiamas apkrova 3. mechanizmas 5 perstumia mėginį 4 radialine kryptimi, todėl jis visą laiką trinasi į naują abrazyvą.

5 pav. principinė mašinos Ch4-B, skirtos dilimo į įtvirtintą abrazyvą tyrimams, schema [2]: 1 – ašis; 2 – diskas; 3 – apkrova; 4 – bandomas pirštas

iš kiekvieno bandinio buvo išpjauti du bandinukai 15 x 20 mm matmenų, kurie buvo pasverti elektroninėmis svarstyklėmis ir dilinami trinties mašina. atlikus bandy-mą mėginukai buvo dar kartą pasverti ir apskaičiuojamas jų masės pokytis. rezultatai pateikti 1 lentelėje. Visi bandiniai buvo prispaudžaimi prie abrazyvo 28 n apkrova ir dilinami apie 6 minutes.


1 lentelė. Bandinių nudilimas. Bandiniai buvo dilinami su 28 N prispaudimu į abrazyvą

mėginio pavadinimas

plokštelės numeris

Svoris prieš bandymą, g

Svoris po bandymo, g

nudilimas, g

pirmasis bandinys 1 11,078 10,763 0,3152 11,104 10,890 0,214

antrasis bandinys 1 11,022 10,530 0,4922 11,452 11,013 0,439

trečiasis bandinys 1 11,605 11,185 0,422 11,234 10,721 0,513

Ketvirtasis bandinys

1 11,897 11,634 0,2632 13,130 12,876 0,254

penktasis bandinys

1 14,546 13,443 1,1032 12,813 12,319 0,494

Šeštasis bandinys 1 13,257 12,570 0,6872 12,343 11,770 0,573

Visiems mėginukams buvo nustatytas kietumas. Laboratorijoje buvo tiriama Viker-so kiečio nustatymo metodu, naudojantis mikrokietmačiu ПМТ-3 ir gauti rezultatai pavaizduoti 2 lentelėje. į bandinį buvo įspaudžiama deimantinė taisyklinga keturkampė piramidė, su 200 g masės svareliu, kad įspaudas būtų tikslesnis ir taisyklingesnis.

2 lentelė. pavaizduoti dangų kiečiai, nustatyti Vikerso metodu ir mikrokietmačiu ПМТ-3 su 1,96 N apkrova

Bandinio pavadinimas

plokštelės numeris

įspaudo skersmuo d, mm

prispaudimo svoris, kg f, n h, mpa

pirmasis bandinys

1 0,019313 0,2 1,96 9 742,9132 0,017438 0,2 1,96 11 950,81

antrasis bandinys

1 0,0222 0,2 1,96 7 373,2652 0,018825 0,2 1,96 10 254,06

trečiasis bandinys

1 0,022575 0,2 1,96 7 130,3412 0,023925 0,2 1,96 6 348,365

Ketvirtasis bandinys

1 0,020438 0,2 1,96 8 699,822 0,0204 0,2 1,96 8 731,834

penktasis bandinys

1 0,032138 0,2 1,96 3 518,3712 0,0294 0,2 1,96 4 204,082

Šeštasis bandinys

1 0,028463 0,2 1,96 4 485,5912 0,024375 0,2 1,96 6 116,128

atlikus bandymus paaiškėjo, kad tarp medžiagos kiečio ir nudilimo priklausomybė iš tikrųjų egzistuoja: kuo didesnis metalo ar jo dangos kietis, tuo jis atsparesnis dilimui.


ŽemĖS ŪkIo paSkIRTIeS BIoSkaIDŪS kompoZITaI

M. raškauskaitė, aleksandro Stulginskio universitetasV. Gražulevičienė, aleksandro Stulginskio universitetas

europoje bendrame žemės ūkio plastikų atliekų sraute, kuris sudaro ≈ 400 000 tonų, vazonėliams ir padėklams tenka 16 000 tonų [1]. Sąvartynuose šios atliekos nesuyra. alternatyva plastikiniams – bioskaidūs gaminai. plačiausiai paplitę durpių, durpių ir medienos pluošto mišinio gaminiai. tačiau jie nepatvarūs, laidūs vandens garams to-dėl dirvožemis juose greitai perdžiūsta. Vazonėliai, pagaminti iš kokoso pluošto, ryžių lukštų, paukščių plunksnų, išlaiko drėgmę, patvarūs. tačiau jų negalima sodinti į dirvą kartu su augalais, o tik kompostuoti su kitomis atliekomis [2, 3]. minėti gaminiai bran-gūs, todėl trumpalaikiam naudojimui, pvz., daigų auginimui iki jų persodinimo į gruntą ar pikiavimui į didesnius indus, reikalingi pigesni gaminiai. norint sumažinti atliekų kiekius ir biologiškai skylančių polimerų gamybos kaštus, naudojami bioskaidžių poli-merų mišiniai su įvairiomis atliekomis iš žemės ūkio ar kitų sektorių. tai ypač aktualu gaminiams, kurių eksploatacijos laikas trumpas, o, jam pasibaigus, norima, kad gaminys kuo greičiau suirtų aplinkai saugiu būdu. Darbo tikslas – iš krakmolo, polivinilo alkoho-lio (pVa) ir įvairių atliekų pagaminti kompozitus, tinkamus vienkartinių indų daigams auginti gaminimui. Kompozitų gamybai panaudotos augalinės, gyvūninės kilmės bei neorganinės atliekos. tai biodyzelino gamybos metu susidarantys šalutiniai produktai (techninis glicerolis ir rapsų išspaudos), ragų miltai (odų, kailių pramonės, skerdyklų atliekos) bei fosfogipsas (šalutinis produktas, gaunamas gaminant chemines trąšas). Šio-se atliekose yra augalams reikalingų maisto medžiagų (azoto, fosforo, sieros, kalio, kal-cio). ragų miltuose azoto yra 15 %, fosforo – 0,05 %, rapsų išspaudose – 5,7 % ir 1,5 %.

iš krakmolo, pVa, rapsų išspaudų, fosfogipso, ragų miltų, glicerolio pagaminti įvai-rios sudėties kompozitai. jų gamybai naudojamų mišinių sudėtis pateikta lentelėje. Komponentų mišinio temperatūra nuolat maišant per 15–20 min. buvo pakeliama iki 80 ± 2 oc. Šioje temperatūroje maišoma 30 minučių; iš karšto mišinio į polipropilenines petri lėkšteles liejamos plėvelės ir džiovinamos kambario temperatūroje. ištirtos šios plėvelių savybės: higroskopiškumas esant 100 % santykinei aplinkos drėgmei, tirpumas vandenyje ir vandens sugeriamumas per 24 valandas bei jų paviršiaus ph.

plėvelių, pagamintų su pastoviais krakmolo, glicerolio ir karbamido ir skirtingais rapsų išspaudų ir fosfogipso kiekiais (nr. 1–5), tirpumas vandenyje ir higroskopišku-mas keitėsi atitinkamai nuo 37 iki 54 % ir nuo 54 iki 29 %. plėvelių paviršiaus ph su-mažėjo nuo 5,78 iki 5,56. naudojant ragų miltų ir išspaudų mišinius, geresnės kokybės


buvo tos plėvelės, kurių gamybai naudotas polivinilo alkoholis (nr. 10–13). Didėjant ragų miltų kiekiui šiose plėvelėse jų tirpumas vandenyje sumažėjo nuo 45 iki 31 %, o vandens sugeriamumas nuo 175 iki 148 %.

Durpinių indelių prisotinimo vandens garais laipsnis, esant 100 % santykinei drė-gmei, yra 19,9 %, tirpumas vandenyje – 6,7 %, ph – 5,50.

Lentelė. Kompozitų gamybai naudojamų mišinių sudėtis

Komponentų kiekis mišinyje, g*

plėvelių kokybė**nr. Krak-

molasrapsų iš-spaudos pVa techninis

glicerolisragų miltai

fosfo-gipsas

Karbami-das

1 4 6 3 0 0,4 ++2 4 5 3 1 0,4 ++3 4 4 3 2 0,4 +++4 4 3 3 3 0,4 +++5 4 2 3 4 0,4 +++6 4 6 3 0 3 ++7 4 5,5 3 0,5 3 +8 4 5 3 1 3 +9 4 4 3 2 3 +

10 6 4 3 0 +++11 4 4 3 2 +++12 2 4 3 4 +++13 0 4 3 6 +++

* – vanduo iki 100 g. ** – + = trapios, sutrūkinėję; ++ = vientisos, bet nepakankamai elastingos +++ = vientisos, elastingos.

atlikti tyrimai parodė, kad naudojant gyvūninės, augalinės kilmės ir neorganinių atliekų mišinius, galima pagaminti kompozitus, su skirtingomis sorbcinėmis savybė-mis, tirpumu vandenyje bei įvairiu maisto medžiagų deriniu juose. Kompozitai galėtų būti panaudoti vienkartinių indų daigams auginti gamybai.

Literatūra[1] plastic waste in the environment. european commission Dg enV. Specific contract

07.0307/2009/545281/etu/g2 under framework contract enV.g.4/fra/2008/0112. revi-sed final report (2011).

[2] nechita, p., Dobrin, e., ciolacu, f., Bobu, e.: The biodegradability and mechanical strength of nutritive pots for vegetable planting based on lignocellulose composite materials. Bioresour, 2010, 5(2), 1102–1113.

[3] evans, m. r., Karcher, D.: properties of plastic, peat, and processed poultry feather fiber gro-wing containers. hortSci., 2004, 39(5), 1008–1011.


NeURoNINĖS kompIUTeRIo SĄSajoS ĮReNgINIų TYRImaS

M. Vasiljevas, Kauno technologijos universitetasr. Damaševičius, Kauno technologijos universitetas

1. Įvadas

neuroninė kompiuterio sąsaja apima tiek kompiuterio – smegenų sąsajos techno-logiją, tiek raumenų susitraukimą, paremtą kompiuterio ar kito įrenginio valdymą. Kompiuterio-smegenų sąsaja – tai komunikavimo sistema, kuri smegenų generuoja-mas bangas verčia į kompiuterio ar kito skaitmeninio įrenginio valdymo komandas [1].

Smegenų generuojamos bangos vadinamos elektroencefalograma (eeg). eeg – tai laike kintantys elektros potencialai, atsirandantys dėl smegenyse esančių neuronų ir jų junginių generuojamų biosrovių. eeg duomenys yra suskirstyti į atskiras grupes pagal dažnį. Bendras eeg duomenų dažnio diapazonas yra nuo 0,5–130 hz.

Kitas metodas priskiriamas neuroninės kompiuterio sąsajos technologijoms yra elektromiograma (emg). emg – tai elektriniai potencialai, atsirandantys susitraukiant raumenims ir yra generuojami nervų šaknelių esančių prie raumenų. emg signalų daž-niai svyruoja nuo 1 iki 2000 hz.

Šiame straipsnyje apžvelgsime du neuroninės kompiuterio sąsajos įrenginius: Neu-roSky MindSet ir Nia oCZ Neural impulse actuator. pateiksime su šiais įrenginiais at-liktų eksperimentų rezultatus. atliktų eksperimentų tikslas buvo ištirti šių įrenginių grąžinamus signalus. pagal šį tyrimą nustatyti šių įrenginių panaudojamumo galimybes neuroninės kompiuterio sąsajos sistemose.

2. Nia oCZ Neural impulse actuator įrenginys

nia tai smegenų elektroencefalogramos ir veido raumenų elektromiogramos nu-skaitymo įrenginys, kuris turi tris elektrodus, tvirtinamus galvos kaktinėje srityje. Šio įrenginio pagalba galima fiksuoti šias smegenų bangas: alfa, beta. Su kompiuteriu ko-munikuoja uSB sąsajos pagalba. gamintos neplatina platesnės šio įrenginio specifika-cijos.


1 pav. Nia oCZ Neural impulse actuator įrenginys

3. Neurosky Mindset įrenginys

MindSet tai smegenų elektroencefalogramos nuskaitymo ir akių mirksnių fiksavimo įrenginys. Turi keturis elektrodus: tris ant kairios ausinės ir vieną tvirtinamą ant kaktos. Grąžinama signalų dažnių juosta 3–100 Hz. Fiksuoja šias smegenų bangas: alfa, beta, gama ir teta.

2 pav. NeuroSky MindSet įrenginys

4. eksperimentas

eksperimentas buvo atliekamas su sveiku asmeniu. Vienu metu jam ant galvos buvo uždėti abu įrenginiai. asmuo turėjo atlikinėti šiuos veiksmus: mirksėti akimis, sukąsti dantis, įtempti kaktos raumenis, sukioti galvą į kairę ir į dešinę. tarp kiekvieno veiksmo buvo daroma 1 min. pertrauka. abiejų įrenginių signalai buvo fiksuojami specialiai tam tikslui sukurtos programinės įrangos pagalba. paveikslėliuose žemiau matote abiem įrenginiais nuskaitytų signalų ir jų dažnių spektrų vaizdus, kai asmuo mirksi.


3 pav. Nia signalas ir jo spektras mirksėjimo metu

4 pav. MindSet signalas ir jo spektras mirksėjimo metu

nuskaitytiems signalams buvo atlikta furje transformacija Matlab programinio pa-keto pagalba.

5. Išvados

iš pateiktų rezultatų matome, kad įrenginys Nia oCZ Neural impulse actuator la-biau tinkamas neuroninės kompiuterio sąsajos valdymui panaudojant raumenų susi-traukimus (elektromiogramos pagalba). tuo tarpu NeuroSky MindSet įrenginys grąžina platesnį smegenų elektroencefalogramos signalų spektrą, tačiau pasižymi prastesnėmis


savybėmis atliekant valdymą raumenimis, todėl jo pagalba galimas valdymas naudojant smegenų bangas pagal subjekto mentalines būsenas.

6. padėka

mindaugas Vasiljevas dėkoja Lietuvos mokslo tarybai už Studentų mokslinės prak-tikos stipendiją.

Literatūra[1] hoffmann, u., Vesin, j. m., ebrahimi, t. ieee 9th Workshop on Multimedia Signal processing,

2007, p. 17.


fIZIoLogIškaI DRaUgIškI kIeTakŪNIaI švIeSoS šaLTINIaI

a. Zabiliūtė, Vilniaus universiteto taikomųjų mokslų institutasa. Žukauskas, Vilniaus universiteto taikomųjų mokslų institutas

Balti šviesos diodai (šviestukai) yra patrauklūs apšvietimui – jie yra ilgaamžiai, len-gvai montuojami, taupo elektros energiją. norint gauti baltą šviesą, mėlyni šviestukai padengiami šviesos bangos ilgio keitikliu, kuris sugeria dalį mėlynos šviesos ir išspin-duliuoja geltoną šviesą. Šių spalvų mišinį žmogus suvokia kaip baltą šviesą. tačiau 2001 metais akyje buvo atrastas nevaizdinis fotoreceptorius, kuris reaguoja į mėlyną šviesą ir perduoda signalą smegenų srityje esančiam virškryžminiam branduoliui, re-guliuojančiam žmogaus cirkadinį ritmą. Stimuliuojant virškryžminį branduolį, slopi-namas miego hormono melatonino, kuris taip pat yra natūralus onkostatinis agentas, išsiskyrimas. Didelis mėlynos šviesos kiekis vakare gali trikdyti žmogaus miegą ir išves-ti iš pusiausvyros cirkadinį ritmą. taip pat buvo įrodyta, kad cirkadinio ritmo sutrik-dymas gali sukelti įvairius sveikatos sutrikimus, tarp jų ir vėžį [1]. Šie rezultatai sukėlė daug diskusijų dėl baltų konversinių šviestukų panaudojimo. todėl svarbu optimizuoti šviestukų, naudojamų lauko apšvietimui, spektrinės galios skirstinį, kad šis užtikrin-tų maksimalų regimojo ir biologinio poveikių santykį. tokiam optimizavimui būtina naudoti mezopinę fotometriją, kuri aprašo akies jautrį prieblandoje [2].

1 pav. Mėlyno šviestuko ir fosforų bei kvantinių taškų, tinkamų fiziologiškai draugiškų, baltų švies-tukų gamybai, spalvio koordinatės xy koordinačių sistemoje


praktikos metu buvo sumodeliuoti įvairių koreliuotų spalvinių temperatūrų (cct) dalinės ir visiškos konversijos fosfòre bei dalinės konversijos kvantiniuose taškuose bal-ti šviestukai. modeliavimui buvo pasitelkti optimalaus (mažiausios santykinės spektri-nės galios reikalaujančio) mėlyno ingan šviestuko (dominuojantis bangos ilgis λ = 442 nm), mėlyno Bamgal10o17:eu fosforo, silikatinių ir granatinių fosforų bei cdte kvantinių taškų spektrai. apskaičiuotos šviestukų cct vertės pateiktos 1 lentelėje. mė-lyno šviestuko, fosforų bei kvantinių taškų emisijos spalvio koordinatės 1931 cie spal-vinėje diagramoje pavaizduotos 1 pav. mėlyną šviestuką žymintį tašką ir bangos ilgio keitiklius žyminčius taškus jungiančios tiesės kerta planko lanką, žymėdamos galimą šviesos šaltinio koreliuotą spalvinę temperatūrą. 1 lentelėje taip pat pateiktas apskai-čiuotas sumodeliuotų šviestukų mezopinis cirkadinio poveikio faktorius a, kurį nusako spinduliuotės cirkadinio našumo ir mezopinio šviesinio našumo santykis. nustatyta, mažas cirkadinio poveikio faktoriaus vertes gali užtikrinti tik žemos cct šaltiniai.

1 lentelė. apskaičiuotos sumodeliuotų šviestukų koreliuotos spalvinės temperatūros CCt (Kelvinais) ir mezopinis cirkadinio poveikio faktorius,

esant 0,3 cd/m2 adaptacijos skaisčiui

cct (K) 6 500 4 500 3 700 3 600 2 300 2 000 1 760a 0,634 0,487 0,375 0,23 0,164 0,113 0,095

Literatūra[1] Lang, D., proc. Spie, (2011), 7954, 795402–12.[2] commission internationale de l’Éclairage, pub. cie 191:2010.


BIoDYZeLINo gamYBa TaIkaNT vIeNaLaIkIo aLIejaUS IšgavImo IR peReSTeRINImo pRoceSĄ

s. Žemaitis, aleksandro Stulginskio universiteto aplinkos institutase. sendžikienė, aleksandro Stulginskio universiteto aplinkos institutas

Dauguma pasaulyje sunaudojamos energijos gaunama iš neatsinaujinančio iškasti-nio kuro, kurio naudojimas turi neigiamą poveikį aplinkai. todėl dabar ypač domimasi atsinaujinančių išteklių panaudojimu energijos poreikiams. Viena iš alternatyvios ener-gijos rūšių yra biodyzelinas [1]. Biodyzelinas yra biologiškai suyrantis, atsinaujinantis, netoksiškas ir aplinkai draugiški degalai. Biodyzelinas gali būti gaunamas iš įvairių me-džiagų, tokių kaip aliejingosios sėklos, gyvuliniai riebalai, panaudoti augaliniai riebalai [2]. Daugiausia biodyzelinas gaminamas iš sojų, rapsų ir saulėgrąžų aliejaus europoje, palmių aliejaus pietryčių azijoje ir iš kokosų aliejaus filipinuose [2]. Kaip degalai šiuo metu naudojamas mineralinio dyzelino ir biodyzelino mišinys, gaunamas atitinkamu santykiu sumaišius grynus produktus.

Darbo tikslas – ištirti vienalaikio aliejaus ekstrahavimo ir peresterinimo metanoliu procesą (in-situ), siekiant gauti šiuo metu transporte naudojamus įteisintus biodyzelino ir mineralinio dyzelino mišinius santykiu 1:10.

metodai

plonasluoksnė chromotografija. analizė atlikta ant boru impregnuotų silikagelio g-25 plokštelių.

esterių kiekio nustatymas. gliceridai (glicerolis, monoglicerolis, digliceridai ir trigli-ceridai) analizuoti dujiniu chromatografu perkin elmer clarus 500 (detektorius – fiD) pagal standartą LSt en 14105 [3]. esterių kiekis iš nustatyto gliceridų kiekio apskai-čiuotas pagal formulę [4]:

čia ηe – esterių kiekis, %, MG, DG, tG – mono-, di- ir trigliceridų koncentracija (nustatyta dujinės chromotografijos metodu), %; 0,2411; 0,1426 ir 0,1012 – perskaičiavimo koeficientai atitinkamiems gliceridams; 10,441 – glicerolio kiekis, gaunamas iš 1 kg rapsų aliejaus.


Tyrimų rezultatai ir jų aptarimas

Siekiant parinkti optimaliausią metanolio kiekį peresterinimo procese in-situ, buvo keistas metanolio ir aliejaus molių santykis koncentracijos nuo 10 iki 400 molių (nuo rapsų aliejaus kiekio), esant reakcijos temperatūrai (50 °c), rapsų sėklų kiekiui (15 g), mineralinio dyzelino kiekiui (50 ml), trukmei (8 val.) ir katalizatoriaus novozym 435 kiekiui (10 % nuo aliejaus kiekio). metanolio kiekio įtaka peresterinimo procese in-situ vertinta taikant plonasluoksnę chromatografiją (1 pav.).

KrMe K1 Kra 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 pav. peresterinimo reakcijos in-situ priklausomybė nuo metanolio kiekioKrMe – kontrolė rMe, K1 – kontrolė mineralinio dyzelino (90 %) ir rMe (10 %) mišinys,

Kra – kontrolė rapsų aliejus. Metanolio ir aliejaus molių santykis: 1 – 400:1, 2 – 300:1, 3 – 200:1, 4 – 100:1, 5 – 50:1, 6 – 40:1, 7 – 30:1, 8 – 20:1, 9 – 20:1+ 20:1 po 2 val.

iš pateiktų duomenų matyti, kad didesnis metanolio kiekis (10–400 mol) inaktyvuo-ja biokatalizatorių, rme (rapsų aliejaus riebalų rūgščių metilesteriai) susidaro, esant 20:1 metanolio ir aliejaus molių santykiui. atsižvelgiant į tai, tolesniems tyrimams buvo naudotas šis metanolio ir aliejaus molių santykis.

Siekiant parinkti optimalias proceso sąlygas, vertinta temperatūros (30–70 °c) įtaka procesui. atlikti tyrimai parodė, kad geriausi rezultatai peresterinimo reakcijoje in-situ gaunami, esant 40 °c temperatūrai.

analizuota biokatalizatoriaus (novozym 435) kiekio įtaka procesui. novozym 435 kiekisreakcijoje kito nuo 3 iki 17 % nuo aliejaus kiekio. esterių susidarymas vertintas pagal standarto en 14078 reikalavimus. gauti duomenys pateikti 2 paveiksle.


1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

3 6 9 12 15 18

RM

E ki

ekis,

%

Novozym 435 kiekis, %

88,28,48,68,8

99,29,49,69,810

10 20 30 40 50 60 70 80

RM

E ki

ekis,

%

Trukmė, val.

2 pav. rMe kiekio priklausomybė nuo Novozym 435 koncentracijos

3 pav. rMe kiekio priklausomybė nuo peresterinimo proceso in-situ trukmės

iš gautų rezultatų matyti, kad optimaliausias peresterinimo procesui in-situ lipazės novozym 435 kiekis – 13 %.

tolesniais tyrimais siekta įvertinti peresterinimo proceso in-situ trukmę. procesas tirtas tomis pačiomis pradinėmis sąlygomis: temperatūra – 40 °c, novozym 435 kie-kis – 13 % aliejaus kiekio. procesas vykdytas 72 val., kas 12 val. buvo nuimami mėginiai tyrimams. gauti duomenys pateikti 3 paveiksle. nustatyta, kad optimali peresterinimo proceso in-situ trukmė 48 val.

apibendrinant galima teigti, kad peresterinimo proceso in-situ optimalios sąlygos yra: fermento kiekis – 13 % nuo rapsų aliejaus kiekio, metanolio ir aliejaus molinis santykis – 20:1, temperatūra – 40 °c, trukmė – 48 val. gautas esterio kiekis yra: 9,63 %.

Literatūra[1] warabi, y., Kusdiana, D., Saka, S. reactivity of triglycerides and fatty acids of rapeseed oil in

supercritical alcohols. Bioresource technology, 2004, vol. 91, p. 283–287.[2] pei-jing Shiu, Setiyo gunawan, wen-hsieh. Biodiesel production from rice bran by a two-

step in-situ process. Bioresource technology, 2010, vol 101, p. 984–989.[3] LSt en 14105:2011 – riebalų ir aliejaus dariniai. riebalų rūgščių metilesteriai (rrme).

Laisvojo ir visuminio glicerolio bei mono-, di-, trigliceridų kiekio nustatymas.[4] Bailer, j. y., de hueber, K. handbook of analytical methodsfor fatty acid methyl esters used

as Diesel fuel. fitchte institute, Vienna, 1994, p. 36–38.

ŽemĖS ŪKio moKSLai

ŽemĖS ŪKio moKSL ai | 219

maISTUI NaUDojamų vaSaRINIų kvIeČIų gRŪDų TaRšoS maŽINImaS ekoLogINĖmIS

pRIemoNĖmIS

G. Marcinkevičiūtė, Kauno technologijos universitetasa. Mankevičienė, LaMMC Žemdirbystės institutas

s. supronienė, LaMMC Žemdirbystės institutasD. eidukonytė, Kauno technologijos universitetas

Lietuvoje ekologinė žemdirbystė paskelbta prioritetine ūkio vystymo šaka ir valsty-bė, siekdama, kad ekologinės žemdirbystės produktai sėkmingai konkuruotų eS rinko-je, stengiasi visapusiškai remti šioje srityje ūkininkaujančius ūkininkus ir bendroves. tarptautinėje praktikoje didelio susidomėjimo sulaukė biopreparatai, pagaminti nau-dojant antimikrobinėmis savybėmis pasižyminčius mikroorganizmus. todėl šio tyrimo objektai yra pieno rūgšties bakterijos (prB), kurios buvo išskirtos iš ruginių duonos raugų ir paruoštos Kauno technologijos universitete. tai Ktu05-6, Ktu05-7, Ktu05-8, Ktu05-9 ir Ktu05-10. prB augintos De man rogosa ir Sharpe (mrS) sultinyje. po keturių parų suskaičiuotos išaugusios kolonijos ir nustatytas prB skaičius 1 ml suspen-sijos (1 lentelė).

1 lentelė. prB ruošimo tolimesniems tyrimams charakteristika

eil. nr. prB Kultivavimo

laikas val.Kultivavimo

t 0c ph naudota terpė

Koncentracija Ksv ml-1

1 Ktu05-6 18 30 3,92 mrS 2,47 ± 0,05 x 109

2 Ktu05-7 18 35 3,95 mrS 1,77 ± 0,11 x 109

3 Ktu05-8 18 25 3,95 mrS 1,89 ± 0,10 x 109

4 Ktu05-9 18 25 3,93 mrS 1,60 ± 0,2 x 109

5 Ktu05-10 18 35 3,90 mrS 2,04 ± 0,15 x 109

Vasarinių kviečių grūdų mėginiai prB antigrybinio aktyvumo įvertinimui atrinkti iš Lammc Žemdirbystės instituto tiksliųjų lauko bandymų. Vasarinių kviečių (veislė


grami) grūdai buvo 100 proc. pažeisti Fusarium genties grybais ir juose vyravo F. cul-morum rūšis – viena iš pagrindinių pašaknio puvinių, varpų fuzariozės sukėlėjų bei mikotoksinų gamintojų. Vasarinių kviečių grūdai buvo apdoroti prB. 100 g sėklai ap-doroti naudota 10 ml, 20 ml ir 30 ml skirtingų prB suspensijos. Kontroliniame variante prB nenaudota. Sėklų paviršinio užsiteršimo mikrogrybais įvertinimui naudotas pra-skiedimo ir agarizuotų terpių metodas [1, 2, 3]. grūdų pažeidimo patogeniniais gry-bais duomenų statistiniam įvertinimui naudotas fišerio testas, palyginimas atliktas nuo kontrolinio, skirtumų tarp vidurkių esmingumas nustatytas pagal mažiausią patikimo skirtumo ribą, taikant 0,05 tikimybės lygį.

gauti rezultatai parodė, kad prB Ktu05-6, Ktu05-9 ir Ktu05-10 esminiai maži-no kolonijas suformuojančių vienetų skaičių viename grame sėklų (1 pav.).

36,0 35,333,0

27,3*23,5**

19,8**

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

KTU05-6K TU05-7 KTU05-8K TU05-9 KTU05-10

ksv g-1

1 pav. prB įtaka paviršiniam vasarinių kviečių grūdų užsiteršimui Fusarium spp. pradais (r05 = 7,722, r01 = 10,676; Ffakt = 6,79**; p = 0,0017)

antroji analizė atlikta po 24 val. ekspozicijos 100 g sėklos apvelti naudojant 10 ml, 20 ml ir 30 ml prB suspensijos. Lyginant su kontroliniu variantu dviejų faktorių są-veikoje išryškėjo prB Ktu05-8 ir Ktu05-10 esminė teigiama įtaka naudojant 20 ml suspensijos (2 lentelė).


2 lentelė. Skirtingų prB normų įtaka vasarinių kviečių grūdų paviršiniam užsiteršimui

Kolonijas formuojančių vienetų 1 grame sėklų x 103

prB (a)naudotas prB suspensijos kiekis 100 g grūdų apvėlimui (B) a vid. 10 ml 20 ml 30 ml

Kontrolė 8,5 8,5 8,5 8,5Ktu05-6 7,5 9,5 5,5 7,5Ktu05-7 3,5 11,5 11,0 8,7Ktu05-8 4,3 1,0** 6,8 4,0**Ktu05-9 8,3 4,3 31,5** 14,7**

Ktu05-10 13,0 1,0** 9,8 7,9B vid. 7,5 6,0** 12,2**

a B aB Variantųffakt 10,95** 19,18** 13,75** 13,56**p 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000

r05 2,964 2,096 5,133r01 3,95 2,793 6,841

Išvada. naudojant skirtingas prB išryškėjo Fusarium infekcijos mažėjimo tenden-cijos vasarinių kviečių grūduose, tačiau didesni prB kiekiai (20 ir 30 ml prB 100 g grūdų apvelti) infekciją stabdė efektyviau nei mažesni (10 ml prB 100 g grūdų apvelti).

Literatūra[1] Lugauskas, a., paškevičius, a., repečkienė, j. patogeniški ir toksiški mikroorganizmai žmo-

gaus aplinkoje, 2002, Vilnius, 20–26, 44–78, 166–180, 260–294. [2] malloch, D. Moulds. isolation, cultivation, identification, 1997, toronto.[3] malone, j. p., muskett, a. e. Seed-Borne Fungi, 1997, Zurich, 19–23, 33–93, 122–125.


ILgaLaIkIo SkIRTINgo INTeNSYvUmo ŽemĖS DIRBImo poveIkIS agRoSISTemomS

r. pališkytė, aleksandro Stulginskio universitetasK. romaneckas, aleksandro Stulginskio universitetas

aplinką tausojančio žemės dirbimo (neariminio) pradžia siekia antikos laikus (Vii–Vi a. prieš Kristų), kai žmonija dar neturėjo plūgo ir taikė vadinamąją „primi-tyviąją žemdirbystę“. tokioje žemdirbystėje žemės dirbimo gylis buvo labai nedidelis, tik keletą centimetrų. Žemei įdirbti buvo naudojami paprasti žemės dirbimo įrankiai: medinės lazdos, sausų eglių viršūnės ir pan. (feiza ir kt., 2004; romaneckas ir kt., 2011).

gilus dirvų arimas – daug energetinių ir laiko sąnaudų reikalaujantis žemės dirbimo būdas. išvystytose šalyse atsisakoma arimo ir sėjama į minimaliai įdirbtą arba visiškai neįdirbtas dirvas. Žemdirbystei pradėtas kelti labai svarbus uždavinys: atsisakant dir-vų arimo ir intensyvaus mechaninio poveikio į dirvą, mažinti humuso skaidimąsi bei anglies dvideginio išsiskyrimą į atmosferą ir taip prisidėti stabdant pavojingus pasaulio klimato pokyčius (romaneckas, 2011).

įvairių europos šalių mokslininkai nurodo nemažai tausojančio žemės dirbimo pra-našumų lyginant su tradiciniu žemės dirbimu ariant (Linke, 1998; tebrügge ir kt., 2001, Bakasėnas, 2006, Šarauskis, 2009; romaneckas ir kt., 2011): nesusidaro „armens padas“; geresnė dirvožemio struktūra; mažesnis dirvos paviršiaus suvažinėjimas ir suslėgimas; mažesnis vandens nutekėjimas; didesnis dirvos tankis ir dirvos grumstelių stabilumas; didesnė organinių medžiagų dalis dirvoje; dirva gali sukaupti daugiau drėgmės; mažes-ni fosforo ir azotinių medžiagų išplovimo nuostoliai; mažinama iš dirvos išsiskiriančių co2 dujų emisija; daugiau sliekų ir jų padaromų kanalėlių dirvoje; mažesnės darbo laiko ir energijos sąnaudos.

tausojantysis žemės dirbimas tiriamas seniai, tačiau jo diegimas stringa dėl naujos žemės dirbimo technikos, Lietuvos dirvožemių įvairovės, klimato kaitos, išplitusių pikt-žolių. todėl mūsų darbo tikslas buvo tęsti skirtingo rudeninio žemės dirbimo poveikio žemės ūkio augalams tyrimus ir nustatyti jo poveikį pasėlių piktžolėtumui bei sliekų populiacijos gausai.

tyrimai atlikti 2012 m. vasarą aleksandro Stulginskio universiteto Bandymų sto-tyje. Bandymo lauko dirvožemis yra sekliai glėjiško karbonatingo išplautžemio LVg-w-cc(sc)-Calc(ar)i- epihypogleyic Luvisol dulkiškas priemolis. Bandymo lauke tiriamas skirtingas rudeninis žemės dirbimas: 1. įprastinis arimas 23–25 cm gyliu (ia) (kontro-


lė); 2. Seklusis arimas 12–15 cm gyliu (Sa); 3. gilusis purenimas 23–25 cm gyliu (gp); 4. Seklusis purenimas 12–15 cm gyliu (Sp); 5. neįdirbta žemė (tiesioginė sėja į neįdirbtą dirvą) (nD). Lauke auginami vasariniai rapsai, žieminiai kviečiai, kukurūzai, vasariniai miežiai. Straipsnyje pateikiami žieminių kviečių laukelių tyrimų rezultatai.

nustačius žieminių kviečių pasėlio piktžolėtumą matome, kad skirtingi žemės dirbi-mo būdai esminės įtakos trumpaamžių piktžolių skaičiui dažniausiai neturėjo (1 pav.). esminė įtaka nustatyta tik ištyrus sekliai purentus laukelius. Čia piktžolių skaičius buvo beveik tris kartus didesnis, nei įprastai (giliai) artoje dirvoje.

atsisakius verstuvinio žemės dirbimo būdo (seklus ir gilus purenimas) esmingai iš-augo daugiamečių piktžolių skaičius. giliai supurentuose laukeliuose išaugo beveik 5 kartus, o sekliai – 4 kartus palyginus su giliai artos dirvos piktžolėtumu. neįdirbtuose laukeliuose piktžolių buvo nemažai, tačiau padidėjimas nebuvo esminis, nes čia rudenį buvo išpurkšti glifosatai.

aptariant visų piktžolių rūšių skaičių galima konstatuoti, kad arimo gylio mažini-mas bei neverstuvinio žemės dirbimo taikymas esmingai didino piktžolių gausumą.

64,2 12

2,5

114,

2

173,

4**

98,8

11,1

20,9 56

,2**

41,2

*

30,075

,3

143,

4*

170,

4**

214,

6**

128,

8

050

100150200250

IA SA GP SP NDvariantai

vnt. m-2

iš viso

ia – įprastinis arimas, Sa – seklusis arimas, Gp – gilusis purenimas, Sp – seklusis purenimas, ND – neįdirbta žemė; ** – esminiai skirtumai 99 % tikimybės lygiui.

1 pav. Žieminių kviečių pasėlio piktžolėtumas skirtingai įdirbtoje dirvoje


227*

*

130

109

104

98 103,

0**

59,9

49,1

41,940,5

050

100150200250

IA SA GP SP NDvariantai

ia – įprastinis arimas, Sa – seklusis arimas, Gp – gilusis purenimas, Sp – seklusis purenimas, ND – neįdirbta žemė; ** – esminiai skirtumai 99 % tikimybės lygiui.

2 pav. Sliekų skaičius (vnt. m-2) ir masė (g m-2) žieminių kviečių pasėlyje skirtingai įdirbtoje dirvoje

Supaprastinus rudeninį žemės dirbimą nuo gilaus arimo iki tiesioginės sėjos į neį-dirbtą dirvą išaugo ne tik sliekų skaičius, bet ir jų masė (2 pav.). Sliekų skaičiaus skir-tumai buvo ženklesni nei masės. esmingai daugiausia sliekų, kurių masė taip pat buvo didžiausia rasta visai neįdirbtoje žemėje.

apibendrinant tyrimų rezultatus galima teigti, kad arimo gylio mažinimas bei ne-verstuvinio žemės dirbimo taikymas esmingai didino piktžolių gausumą. rudeninio žemės dirbimo supaprastinimas įtakojo sliekų masės ir skaičiaus didėjimą. esmingai didžiausia sliekų masė ir skaičius nustatyti neįdirbtoje žemėje.

Literatūra[1] Bakasėnas, a. Žemdirbystės technikos komplektavimas tausojant išteklius ir aplinką. rau-

dondvaris, 2006, 46 p.[2] estler, m., Knittel, h. praktische Bodenbearbeitung: grundlagen, gerätetechnik, Verfahren,

Bewertung. frankfurt am main. DLg Verlags gmbh, 1996, 264 S. [3] feiza, V., malinauskas, a., putna, j. 2004. arimo teorija ir praktika // monografija. akademi-

ja, arx-Baltica, 219 p.[4] Linke, c. Direktsaat – eine Bestandsaufnahme unter besonderer Berücksichtigung tech-

nischer, agronomischer und ökonomischer aspekte. Dissertation, universität hohenheim, 1998, 482 p.

[5] romaneckas, K., pilipavičius, V., trečiokas, K., Šarauskis, e., Liakas, V. agronomijos pagrin-dai. Vadovėlis. LŽŪu. akademija, 2011 (spaudoje).

[6] Šarauskis, e. aplinką tausojančių žemės dirbimo ir sėjos mašinų darbo technologiniai proce-sai. habilitacijos procedūrai pateiktų mokslo darbų apžvalga. akademija, 2009, 38 p.

[7] tebrügge, f., Böhrnsen, a. auswirkungen auf bodenökologische faktoren und Ökonomie. Landtechnik 50 (1), 1995, p. 6–7.


ReNaTŪRaLIZacIjoS paveIkToS NUkaSToS ŽemapeLkĖS chemINĖS SavYBĖS

s. timofejeva, aleksandro Stulginskio universitetasK. amalevičiūtė, LaMMC Žemdirbystės institutas

a. Šlepetienė, LaMMC Žemdirbystės institutas

pelkių ir durpynų dirvožemiai yra vieni didžiausių organinės anglies rezervų, ir nuo jų naudojimo priklauso anglies emisijos ar kaupimo procesai. anglies rezervų ir balanso problema biosferoje bei įvairiuose ekosistemų komponentuose yra tiesiogiai susijusi su augančiu tyrėjų dėmesiu globaliam klimato atšilimui [2]. ne mažiau svarbus ir azotas.

Vienas iš nedaugelio šalyje darytų tyrimų – ariamų žemių renatūralizacijos poveikis dirvožemio armens agrocheminiams rodikliams tirta tiktai mineraliniame smėlio dir-vožemyje. Durpiniai dirvožemiai, ypač naudojami žemės ūkio tikslams, šalyje mažai ty-rinėti. Vienas iš lauko ir pievų augalų auginimo eksperimentų vykdytas 1995–2001 m. žemapelkėje LŽi radviliškio bandymų stotyje [1]. Vėliau atsisakyta durpyno panau-dojimo žemės ūkio reikmėms, baigti ir moksliniai tyrimai. nenaudojant žemapelkės pievos, įvyko stiprūs pokyčiai joje: įsiveisė laukinė žolija, karklai, keitėsi dirvožemio savybės. iki šiol dirvožemis nebuvo tyrinėtas renatūralizacijos požiūriu. 2012 m. pa-imti dirvožemio mėginiai iš 3 lauko pakartojimų 0–10, 10–20 ir 20–30 cm sluoksnių ir atlikti cheminiai tyrimai laboratorijoje. organinė anglis nustatyta nikitino modifi-kuotu tiurino metodu; azotas-Kjeledalio metodu, ph 1m Kcl ištraukoje. pagal 1 pav. pateiktus duomenis, 2012 m. daugiausia organinės anglies nustatyta renatūralizacijos paveiktame buvusiame sėjomainos lauke (42,4 %) ir buvusiame r. dobilų bei motiejukų žolyno (42,1 %) plote 0–10 cm sluoksnyje.


41,7940,56 40,64 42,4042,10

39,3940,81

40,78

41,72

40,2940,04

41,78

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

45,00

Nenaudota

0-10 cm

10-20 cm

1 pav. Dirvožemio organinės anglies (C %) kiekis skirtinguose žemapelkės sluoksniuose

1 lentelėje pateikti duomenys rodo, kaip keitėsi žemapelkės dirvožemio ph ir azo-tingumas. rūgščiausias dirvožemis nustatytas buvusioje varpinių žolių pievoje (5,80–5,83) ir dirvožemyje, kuriame augo r. dobilų ir motiejukų mišinys (5,81–5,82). Buvęs mišraus ankštinių ir varpinių žolių žolyno dirvožemis visuose sluoksniuose buvo di-džiausio azotingumo: atitinkamai viršutiniame jo sluoksnyje (0–10 cm) – 3,95 %, 10–20 cm – 3,75 %; 20–30 cm 3,71 %, nes ankštinės žolės skatina azoto kaupimąsi.

1 lentelė. Dirvožemio ph ir N skirtinguose žemapelkės dirvožemio sluoksniuose

Variantas Sluoksnis, cm ph n %

nenaudota žemapelkė0–10 5,97 ± 0,08 3,57 ± 0,10

10–20 6,03 ± 0,06 3,67 ± 0,0820–30 5,99 ± 0,08 3,65 ± 0,08

Varpinių žolių pieva0–10 5,83 ± 0,08 3,90 ± 0,10

10–20 5,80 ± 0,06 3,54 ± 0,0820–30 5,84 ± 0,08 3,66 ± 0,08

Sėjomainos laukas0–10 6,01 ± 0,08 3,69 ± 0,10

10–20 6,00 ± 0,06 3,73 ± 0,0820–30 5,96 ± 0,08 3,60 ± 0,08

r. dobilų ir motiejukų mišinys

0–10 5,81 ± 0,08 3,95 ± 0,1010–20 5,85 ± 0,06 3,75 ± 0,0820–30 5,82 ± 0,08 3,71 ± 0,08

r0,05 0–10 cm 0,265;r0,05 10–20 cm 0,216;


r0,05 20–30 cm 0,267;r0,05 0–10 cm 0,345; r0,05 10–20 cm 0,260;r0,05 20–30 cm 0,268

Literatūra[1] petraitytė, e., Svirskienė, a., Šlepetienė, a. pievų ir lauko augalų auginimo žemapelkėje mo-

nitoringas. mokslinė ataskaita. akademija, 2002. 29 p.[2] rojkov, V., Konjushkov, D., Kogut, B. 2002. Distribution of the reserves of organic matter in

the soil cover of russia. 17th WCSS. 14–21 august 2002, Thailand. Symposium no. 44. paper no. 2237. p. 1–13.


agRoTechNINIų pRIemoNIų ĮTaka vaRpų fUZaRIoZĖS IšpLITImUI kvIeČIUoSe

L. Valentinavičiūtė, Vilniaus universitetass. supronienė, Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centras

pastaraisiais metais varpų fuzariozė vis dažniau minima kaip viena iš žalingiausių varpi-nių javų ligų. Dėl šios ligos sumažėja sėklų derlius ir prekinė vertė, daigumas ir dygimo energija, pakinta cheminė sudėtis, grūdai būna užteršti mikotoksinais [1].

Varpų fuzariozę sukelia keletas Fusarium rūšių, tačiau pagrindinės Lietuvoje plin-tančios yra F. avenaceum, F. poae, F. sporotrichoides, F. culmorum ir F. tricinctum. rečiau aptinkamos – F. graminearum, F. equiseti, F. langsethiae, F. oxysporum [8].

Literatūroje nurodoma, kad meteorologinės sąlygos yra pagrindinis veiksnys le-miantis fuzariozės išplitimą [7], tačiau agrotechninės priemonės taip pat gali turėti įta-kos. tyrimai rodo, kad kviečių varpų fuzariozės intensyvumas priklausė nuo priešsėlio, žemės dirbimo būdų, auginamos veislės [2, 4] ir tręšimo intensyvumo[6].

2005–2008 m. Lammc Žemdirbystės institute atlikti tyrimai parodė, kad naudo-jant įprastinę augalų rotaciją (kai javai į tą patį lauką grįžta kas antri metai), o augali-nės liekanos pašalinamos iš lauko, žemės dirbimo minimizavimas neturėjo neigiamos įtakos grūdų užterštumui Fusarium genties grybais, tačiau tręšimas padidintomis trąšų normomis didino Fusarium infekcijos lygį grūduose [9].

Šiuo metu vykdomų tyrimų tikslas yra skirtingų žemės dirbimo būdų ir tręšimo fone įvertinti augalinių liekanų įtaką vasarinių kviečių varpų fuzariozės intensyvumui ir nukultų grūdų užterštumui Fusarium genties grybais. įrengti du vienodi eksperimen-tai skaidytų laukelių metodu, keturiais lauko pakartojimais, kuriuose variantai išdėsty-ti atsitiktine tvarka. Vasarinių kviečių priešsėlis buvo vasariniai rapsai. trijų skirtingų veiksnių eksperimentą sudaro trys žemės dirbimo variantai (veiksnys a – tradicinis arimas; seklus purenimas ir tiesioginė sėja), du tręšimo variantai (veiksnys B – netręšta ir tręšta vidutinėmis trąšų normomis) bei du augalinių liekanų variantai (veiksnys c – be liekanų ir augalinės liekanos susmukintos ir paskleistos dirvos paviršiuje). Varpų fuzariozės pažeidimo intensyvumas vertintas pieninės (BBch 75) ir vaškinės brandos tarpsniuose (BBch 83) naudojantis engle ir kitų aprašyta skale [3]. Laukelyje apžiūrėta po 50 atsitiktinių varpų ir procentaliai įvertintas fuzariozės pažeistas plotas varpoje [5].

Santraukoje norime pristatyti pirmuosius gautus rezultatus apie tirtų agrotechninių priemonių įtaką varpų fuzariozės intensyvumui. Vasarinių kviečių pieninės brandos


tarpsniu varpų fuzariozės intensyvumas buvo 6,8–11,6 %, o vaškinės brandos pradžioje 21,7–26,2 % (1 lentelė). Varpų fuzariozės intensyvumas buvo šiek tiek didesnis tradi-ciškai artuose laukeliuose nei sekliai purentuose ir tiesiogiai sėtuose, tačiau nustatyti skirtumai nebuvo esminiai. pieninės brandos tarpsiu viename iš bandymų buvo nu-statyta, kad tręštuose kviečiuose varpų fuzariozės intensyvumas patikimai didesnis nei netręštuose. panašios tendencijos pastebimos ir antrame bandyme. Vaškinės brandos tarpsnyje padidėjus varpų fuzariozės intensyvumui tręšimo įtaka nebeišryškėjo. Su-smulkintos ir paskleistos vasarinių rapsų augalinės liekanos varpų fuzariozės intensy-vumui įtakos neturėjo.

1 lentelė. Varpų fuzariozės intensyvumas (%) taikant skirtingus žemės dirbimo, tręšimo ir augalinių liekanų paskleidimo būdus vasariniuose kviečiuose 2012 m.

tyrimo variantai

Varpų fuzariozės intensyvumas, %

pieninės brandos tarpsniu Vaškinės brandos tarpsniu

1 eksperimentas 2 eksperimentas 1 eksperimentas 2 eksperimentas

tradicinis arimas 8,4 10,0 24,1 26,2

Seklus purenimas 6,9 9,7 24,2 24,2

tiesioginė sėja 7,0 8,7 21,7 24,5

netręšta 6,8 7,3 a 24,1 25,6

tręšta 8,1 11,6 b 22,5 25,3

Be lieknų 7,5 9,6 23,4 2,48

Su liekanom 7,4 9,4 23,2 25,1

Veiksnių sąveika n.s. n.s. n.s. n.s.

pastaba. Lentelėje skirtingomis raidėmis pažymėtos reikšmės tarpusavyje skiriasi pati-kimai 0,01 tikimybės lygiu. n.s. – veiksnių axBxc sąveika neesminė.

Literatūra[1] argyris, j.,Van Sanford, D., teKrony, D. Fusarium graminearum infection during wheat seed

development and its effect on seed quality. Crop Science, 2003, vol. 43 [4] forrer, h. r., Schachermayr, g., muller, m. ir kt. results of a 4-year survey on Fusarium head blight (fhB) in wheat and their use to predict and prevent myoxin contamination in wheat. Book of abs-tracts of 29th mycotoxin workshop, Stuttgart-fellbach, germany, may 14–16 2007, p. 34.

[5] hollingsworth, c. r., motteberg, c. D., Thompson, w. g. assessing fungicide efficacies for


the management of fusarium head blight on spring wheat and barley. plant health progress, 2006. online.

[6] martin, a., macLeod, a., caldwel, c. influences of production inputs on incidence of in-fection by Fusarium species on cereal seed. plant Disease, 1991, vol. 75, p. 784–788.

[7] rohačik, t., hudec, K. influence of agro-environmental factors on Fusarium infestation and population structure in wheat kernels. annals of agricultural and environmental Medicine, 2005, vol. 12, no 1, p. 39–45.

[8] Suproniene, S., justesen, a. f., nicolaisen, m. ir kt. Distribution of trichothecene and zeara-lenone producing Fusarium species in grain of different cereal species and cultivars grown under organic farming conditions in Lithuania. annals of agricultural and environmental Medicine, 2010, vol. 17, p. 79–86.

[9] Suproniene, S., mankeviciene, a., Kadziene, g. ir kt. The effect of different tillage-fertili-zation practices on the mycoflora of wheat grains. agricultural and food science, 2011, vol. 20 (4), p. 315–326.

Studentų mokslinė praktika 2012

Konferencijos pranešimų santraukos ii dalis

projekto Studentų mokslinės veiklos skatinimas leidinys. 2007–2013 m. Žmogiškųjų išteklių plėtros veiksmų programos 3 prioriteto

„tyrėjų gebėjimų stiprinimas“ Vp1-3.1-Šmm-01-V priemonė „mokslininkų ir kitų tyrėjų kvalifikacijos tobulinimas, mobilumo ir

studentų mokslinių darbų skatinimas“

Lietuvos mokslo taryba, gedimino pr. 3, Lt-01103 Vilnius

maketavo ir spausdino uaB „Lodvila“www.lodvila.lt

iSBn 978-9955-786-79-5

studentŲ mokslinĖ praktika 2012studentai.lmt.lt/dokumentai/konferencijos/studentu moksline...

Documents