La classe 4°A chimica
presenta:
IL “PROGETTO LAUREE
SCIENTIFICHE”
Il progetto svolto in collaborazione
con l’università di Ferrara ha lo
scopo di:
Infondere conoscenze riguardanti le
sostanze: licopene e β-carotene;
Studiare la loro estrazione dal concentrato di
pomodoro;
Eseguire la tecnica cromatografica TLC;
Effettuare la cromatografia su colonna;
Approfondire lo studio sulla spettrofotometria
UV-visibile;
Pigmenti nel concentrato di pomodoro:
LICOPENE: sostanza appartenente alla classe
dei carotenoidi, è il principale responsabile del
colore rosso del pomodoro e di altri pigmenti
gialli e rossi caratteristici
di alcuni frutti e
verdure (albicocca, pompelmo, cocomero, uva).
E’ presente nel sangue e in natura si trova
sottoforma di isomeri strutturali di tipo trans e in
particolare nella frutta e nella verdura fresca la
percentuale risulta essere di 30mg/kg. Possiede
un’altissima capacità antiossidante e antiradicali
liberi, per questo viene utilizzato in molteplici
applicazioni terapeutiche. Attualmente viene
studiato per curare le malattie degenerative delle
cellule.
β-Carotene:
sostanza appartenente alla
classe dei carotenoidi, determina il pigmento
giallo-arancio di prodotti naturali, ad esempio
della carota.
Descrizione dell’esperienza:
Materiale utilizzato:
Bilancia tecnica
Pipette graduate
2becker, beuta, matraccio
Cotone idrofilo
Sostanze utilizzate:
50g pomodoro concentrato
Diclorometano
N-esano
Alcool etilico 95%
Sodio solfato anidro
Procedimento:
Pesare nel becker 50g di concentrato di pomodoro e
aggiungere 70ml di etanolo al 95% e agitare bene con la
spatola;
Mettere un po’ di cotone sul fondo di un imbuto e filtrare la
miscela pressando leggermente
Trasferire in becker la componente solida rimasta sul filtro;
Trattare con 50ml di Diclorometano ed agitare per 5minuti;
Filtrare in un imbuto munito di cotone e raccogliere il
filtrato in una beuta.
Si anidrifica con sodio solfato anidro essiccato
precedentemente in stufa a 105°C. Portare a piccolo
volume in pallone da 100ml in rotavapor e portare a secco.
CROMATOGRAFIA SU STRATO
SOTTILE (TLC)
La cromatografia su strato
sottile o TLC, è una tecnica
cromatografica
di
semplice
preparazione; questo la rende
particolarmente
adatta
per
l'esecuzione
di
valutazioni
qualitative o semi-quantitative.
Come tutte le cromatografie, si
basa sulla diversa separazione di
diverse sostanze tra una fase
stazionaria ed una fase mobile, in
funzione
dell'affinità
di
ogni
sostanza con esse.
PRINCIPIO DI
FUNZIONAMENTO
La cromatografia su strato sottile si
basa sul principio della diversa
affinità della sostanza analizzata,
verso un eluente, o fase mobile e
verso la fase stazionaria.
Nella TLC l’eluente si muove dal
basso verso l’alto attraverso un
strato sottile per capillarità.
FASE STAZIONARIA
La fase stazionaria è generalmente
uno strato dallo spessore uniforme di
circa 1 mm di materiale adsorbente,
depositato su una lastra di vetro. Il
materiale adsorbente può essere gel
di silice, allumina, cellulosa in polvere
o polvere di diatomee, tutti materiali
polari
FASE MOBILE
La fase mobile è un solvente
opportunamente scelto (od una
miscela di solventi), capace di
separare i componenti della miscela
da analizzare e poco affine per
polarità alla fase stazionaria scelta.
TECNICA CROMATOGRAFICA
La traccia arancione è
la sostanza più affine
con l’eluente in quanto
ha percorso un tragitto
più lungo.
La traccia gialla
rappresenta una
sostanza meno affine
all’eluente,infatti ha
percorso una distanza
minore.
ANALISI A UV
Qualora non sia possibile
osservare direttamente le
macchie di campione sulla
superficie della lastrina caso molto frequente - si
può ricorrere
all'osservazione sotto luce
ultravioletta o alla reazione
con reagenti che
sviluppano composti
colorati
ANALISI DATI
L’analisi dei dati si basa
su un fattore chiamato:
Rf
Rf= corsa della macchia /corsa
dell’eluente
Ogni sostanza ha un Rf
diverso.
SEMINA
La semina viene
effettuata
con il nostro campione da
analizzare,tramite un
apparecchio chiamato
microsiringa questo
procedimento deve
essere fatto
accuratamente
CROMATOGRAFIA SU COLONNA
La cromatografia è una tecnica analitica
per separare specifiche sostanze in una
miscela complessa.
L’efficacia della cromatografia è dovuta al
fatto che le separazioni si basano su
interazioni fisico-chimiche a livello
molecolare tra il supporto cromatografico,
le sostanze da separare e taluni
componenti del solvente mobile.
Lo strumento utilizzato per attuare questa
tecnica è detto colonna cromatografica
PRINCIPI E FUNZIONAMENTO
La colonna viene riempita con una fase
stazionaria (solida, liquida o in gel) attraverso la
quale viene fatta scorrere, per gravità o
esercitando una moderata pressione, la fase
mobile (un liquido organico a bassa viscosità o
una soluzione acquosa). Le bande eluite vengono
raccolte in frazioni all’uscita della colonna.
L’efficacia degli scambi tra le due fasi, solida e
stazionaria, dipende notevolmente dalla
lunghezza e dal diametro della colonna, il cui
rapporto può variare ampiamente e deve essere
scelto con attenzione, in base all’applicazione.
IMPIEGHI DELLA CROMATOGRAFIA
Le applicazioni della cromatografia
interessano un vasto campo della chimica,
dall’inorganica all’organica, sia di sintesi
che naturale.
In particolare la cromatografia su colonna
è una tecnica indispensabile nella chimica
di sintesi e delle sostanze organiche
naturali, per isolare e purificare i
componenti di miscele di varia natura, e in
campo biolocico per purificare
polisaccaridi, proteine, acidi nucleici, virus
e anche cellule.
ESPERIENZA SVOLTA
L’esperienza svolta
nel laboratorio di
organica
dell’università di
Ferrara consiste
nella separazione
del licopene dal βcarotene, estratti
dal concentrato di
pomodoro.
PROCEDIMENTO
Si è preso un pezzo di cotone
e lo si è posto all’interno della
colonna cromatografica
precedentemente pulita e
asciutta.
Si è aggiunta una determinata
quantità di gel di silice, che
svolge il ruolo della fase
stazionaria avendo cura che si
impaccasse correttamente
PROCEDIMENTO
Si è introdotta nella
colonna la miscela di
licopene e β-carotene
mediante una pipetta
Pasteur.
Si è introdotto
lentamente l’eluente in
modo che la miscela
scendesse dalle pareti.
PROCEDIMENTO
Si é introdotto di
nuovo l’eluente per
far scendere la
miscela all’interno del
gel di silice in modo
da separare le due
componenti della
miscela.
PROCEDIMENTO
Si sono raccolte le
due componenti in
diverse beute
PROCEDIMENTO
e infine si è
distillato con
Rotavapor
per far
evaporare
l’eluente e
ottenere così
le
componenti
separate.
OSSERVAZIONI
Il β-carotene è la componente che
scende con maggiore velocità
all’interno della fase stazionaria a
causa della maggiore affinità con
l’eluente.
Il licopene invece viene rallentato
perché instaura dei legami con la
fase mobile che è il gel di silice.
LA SPETTROFOTOMETRIA UV-VIS
CENNI TEORICI
La spettrofotometria molecolare UV /
Vis si basa sull’assorbimento
selettivo, da parte di molecole, delle
radiazioni con lunghezza d’onda fra
10 nm e 780 nm.
Tale ampia gamma spettrale viene
suddiviso in tre regioni principali:
UV lontano (10 - 200 nm);
UV vicino (200 - 380 nm);
Vis (380 - 780 nm).
STRUMENTAZIONE
SORGENTE
MONO CROMATORE
ELABORAZIONE
DATI
CELLE
RIVELATORE
SORGENTE
Sono lampade che emettono
radiazioni nell’intervallo spettrale di
misura.
Nella regione del visibile si usano
lampade a filamento Tungsteno alogeno o lampade quarzo - iodio.
Nella regione dell’ UV si usano
lampade al Deuterio.
MONOCROMATORE
Il monocromatore scompone la
radiazione policromatica emessa
dalla sorgente in bande il più
possibile monocromatiche.
Si dividono in due tipi:
Filtri
Prismi e reticoli
COMPARTIMENTO CELLE
Le celle o cuvette sono vario tipo a
seconda dell’uso e del tipo di
strumento.
Le celle di quarzo e di vetro sono
utilizzate nel UV/Vis.
Sono utilizzate anche celle monouso
di polistirene.
RIVELATORE E SISTEMA
ELABORAZIONE DATI
I rivelatori trasformano l’energia
radiante in un segnale elettrico. I
rivelatori di uso più comuni nell’ UV /
Vis sono fototubi.
I fototubi sono realizzati inserendo 2
elettrodi in una ampolla mantenuta
sotto vuoto, con una finestra
trasparente alle radiazioni.
METODI DI ANALISI
La spettrofotometria UV / Vis trova
larghi impieghi nell’analisi
quantitativa. Attraverso la misura
dell’assorbanza di un campione
incognito si risale alla sua
concentrazione sfruttando la
Legge di Beer.
La spettrofotometria UV / Vis è
impiegata anche per l’analisi
qualitativa per individuare i tipi di
legame e i gruppi funzionali presenti
nel campione.
CONFRONTO SPETTRI
LICOPENE STANDARD
LICOPENE ESTRATTO
CONFRONTO SPETTRI
β – CAROTENE STANDARD
β – CAROTENE ESTRATTO
CONCLUSIONI
Dagli spettri ottenuti si può
affermare che le sostanze da noi
estratte siano molto simili agli
standard.
Questo in quanto i picchi di maggior
rilevanza corrispondono in entrambi
gli spettri.