Химики РУДН назвали плюсы и минусы ЯМР-спектроскопии в изучении микроводорослей

Микроводоросли используют как источники биоактивных веществ — они вырабатывают вторичные метаболиты. Эти вещества полезны для человека — от косметологии до химической промышленности и энергетики. Чтобы определить состав и количество метаболитов, используют явление ядерного магнитного резонанса (ЯМР) — излучения или поглощения энергии при изменении магнитного момента ядра. Химики РУДН совместно с коллегами из Индии собрали исследования, посвященные использованию ЯМР-спектроскопии для анализа микроводорослей, наметили наиболее эффективные протоколы и перспективные направления.

«Появившиеся биотехнологии для использования микроводорослей позволяют постоянно развивать эту область в коммерческих масштабах благодаря огромному разнообразию биологически активных компонентов в различных областях применения. Последние достижения открыли потенциал микроводорослей для новых возможностей — захвата углекислого газа из атмосферы, валоризации отходов и превращения их в биопродукты, создания препаратов для медицины, косметики. ЯМР-спектроскопия — один из трех ведущих аналитических методов в исследовании метаболитов», — Винод Кумар, PhD, профессор РУДН.

Химики проанализировали более 50 работ на эту тему. Среди преимуществ ядерного магнитного резонанса химики РУДН назвали, например, возможность проводить несколько экспериментов с одним образцом, так как ЯМР его не разрушает. Более того, ЯМР требует минимальной подготовки образца и позволяет обнаружить даже неизвестные ранее соединения. Однако у этого метода есть и недостатки. ЯМР хуже определяет соединения с высокой молекулярной массой (к ним относятся, например, длинные цепочки жиров). К тому же в графическом представлении пики, соответствующие разным соединениям, могут накладываться друг на друга. Это затрудняет анализ.

Химики РУДН пришли к выводу, что единственный способ увеличить эффективность метаболического анализа (определять как можно больше метаболитов) — использовать сочетание масс-спектроскопии и ЯМР. Ядерный магнитный резонанс позволит находит неизвестные соединения, которые потом можно будет прицельно искать в других образцах с помощью масс-спектроскопии.

«Результаты, полученные количественными методами масс-спектроскопии, часто дополняют результаты, полученные с помощью ЯМР, причем методы масс-спектроскопии лучше обнаруживают гидрофобные, а ЯМР — гидрофильные молекулы микроводорослей», — Винод Кумар, PhD, профессор РУДН.

Исследование опубликовано в Archives of Biochemistry and Biophysics.