Μετρήσεις δραστικών μορφών οξυγόνου (ROS) σε ατμοσφαιρικά σωματίδια

• Κύριος συγγραφέας: Σταρίδα, Γεωργία
• Άλλοι συγγραφείς: Starida, Georgia
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Δραστικές μορφές οξυγόνου; Ατμοσφαιρικά σωματίδια; Οξειδωτικό δυναμικό; Μέθοδο διθειοθρεϊτόλης; Reactive oxygen species (ROS); Atmospheric particles; Oxidative potential; DTT assay

Οι ελεύθερες ρίζες με κεντρικό στοιχείο το οξυγόνο είναι γνωστές ως δραστικές μορφές οξυγόνου (reactive oxygen species, ROS). Η ανισορροπία μεταξύ των ROS και των αντιοξειδωτικών συστημάτων του οργανισμού προκαλεί το οξειδωτικό στρες που μετέπειτα μπορεί να επιδράσει αρνητικά στα κύτταρα, τις πρωτεΐνες και το DNA του ανθρώπινου σώματος. Το οξειδωτικό δυναμικό (OP) αντιπροσωπεύει την ικανότητα των ατμοσφαιρικών σωματιδίων να οξειδώνουν μόρια-στόχους προκαλώντας με αυτόν τον τρόπο οξειδωτικό στρες στα κύτταρα, μέσω του σχηματισμού ROS. Το ΟP θεωρείται ως ένας από τους σημαντικότερους δείκτες της τοξικότητας πολλαπλών σωματιδιακών ρύπων και διαφορετικών πηγών. Στόχος αυτής της μελέτης είναι μέτρηση του OP φρέσκων και γηρασμένων σωματιδίων προερχόμενων από καύση βιομάζας προκειμένου να εξεταστεί η επίδραση του ατμοσφαιρικού χημικού μετασχηματισμού στην τοξικότητα των σωματιδίων. Για την μέτρηση του οξειδωτικού δυναμικού χρησιμοποιήθηκε ένα ημιαυτόματο όργανο μέτρησης που βασίζεται στην ακυτταρική μέθοδο της διθειοθρεϊτόλης (DTT assay). Το σύστημά αφού βαθμονομήθηκε συγκρίθηκε με το αντίστοιχο όργανο που βρισκόταν στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών (NOA) προκειμένου να εξεταστεί η εγκυρότητα των αποτελεσμάτων. Στην πρώτη φάση της εργασίας διεξήχθησαν πειράματα με καυστήρα pellet σε κινητό θάλαμο ατμοσφαιρικής προσομοίωσης (Μobile Atmospheric Simulation Chamber) όπου πραγματοποιήθηκε προσομοίωση της οξείδωσης κατά τη διάρκεια της ημέρας μέσω έκθεσης του αεροζόλ σε τεχνητό ηλιακό φως. Στην συνέχεια διεξήχθησαν πειράματα καύσης ξύλου στον σταθερό θάλαμο ατμοσφαιρικής προσομοίωσης (FORTH-ASC). Τα συγκεκριμένα πειράματα χωρίστηκαν σε δύο κατηγορίες βάσει των σταδίων οξείδωσης που πραγματοποιήθηκαν. Τα πειράματα ημέρας-νύχτας, όπου μελετήθηκε η μετάβαση από συνθήκες ημέρας σε νυχτερινές συνθήκες και τα πειράματα νύχτας-ημέρας όπου μελετήθηκε η μετάβαση από νυχτερινές συνθήκες σε συνθήκες ημέρας. Μέσω αυτών των πειραμάτων καθίσταται για πρώτη φορά δυνατή η εξέταση ενός πλήρη ημερήσιου κύκλου χημείας ημέρας και νύχτας στην ατμόσφαιρα. Οι δύο κατηγορίες πειραμάτων έδειξαν ότι το οξειδωτικό δυναμικό των γηρασμένων σωματιδίων είναι πάντα μεγαλύτερο σε σχέση με αυτό των φρέσκων. Επιπλέον, στα πειράματα καύσης ξύλου, παρατηρείται ότι κατά τη μετάβαση από τις νυχτερινές συνθήκες σε συνθήκες ημέρας το οξειδωτικό δυναμικό αυξάνει συνεχώς και ότι κατά τη μετάβαση από συνθήκες μέρας σε νυχτερινές συνθήκες το οξειδωτικό δυναμικό αρχικά εμφανίζει μια μεγάλη αύξηση με την έκθεση σε υπεριώδες φως (UV) αλλά έπειτα με την νυχτερινή χημεία σημειώνεται πτώση του. Τέλος, από τα παραπάνω πειράματα προέκυψε ότι στο τέλος ενός ημερήσιου κύκλου, είτε ξεκινώντας από την ημέρα προς τη νύχτα, είτε από τη νύχτα προς τη μέρα το τελικό οξειδωτικό δυναμικό καταλήγει να είναι περίπου το ίδιο.