Badanie zjawiska frakcjonowania izotopów magnezu podczas transportu przez membranę jonoselektywną

27 03 2025

Czy transport jonów przez membrany zmienia ich skład izotopowy? Naukowcy z CNBCh UW zbadali to zjawisko, wykorzystując techniki MC-ICP-MS i LA-ICP-MS. Ich badania nad transportem jonów magnezu przez membrany jonoselektywne nie tylko pogłębiają wiedzę chemiczną, ale także otwierają nowe możliwości technologiczne. Wyniki opublikowano w Spectrochimica Acta B.

 

W badaniach zastosowano specjalnie zaprojektowaną membranę selektywną dla jonów magnezu, oddzielającą roztwory soli magnezu i wapnia. Analiza składu izotopowego wykazała, że podczas transportu przez membranę jony Mg ulegają frakcjonowaniu – roztwór po drugiej stronie membrany wzbogacał się w lżejszy izotop ²⁴Mg. Wyniki te wskazują, że różnice we współczynnikach dyfuzji izotopów mogą wpływać na ich separację w procesach biologicznych i technologicznych.

Znaczenie dla społeczeństwa

Badania nad transportem jonów magnezu przez membrany jonoselektywne nie tylko poszerzają naszą wiedzę o procesach chemicznych, ale także otwierają nowe możliwości rozwoju innowacyjnych technologii i rozwiązań dla społeczeństwa.

1. Rozwój nowych technologii: Zrozumienie mechanizmów transportu jonów przez membrany jonoselektywne może przyczynić się do rozwoju nowych technologii w dziedzinie ochrony środowiska, medycyny i przemysłu. Może to obejmować lepsze metody oczyszczania wody, nowe sensory jonowe w medycynie czy bardziej efektywne procesy przemysłowe.
2. Zastosowania w medycynie: Magnez jest istotnym pierwiastkiem dla ludzkiego organizmu, biorąc udział w wielu procesach biologicznych. Lepsze zrozumienie transportu jonów magnezu może pomóc w rozwoju nowych leków lub terapii wykorzystujących selektywny transport jonów.
3. Ochrona środowiska: Membrany jonoselektywne mogą być wykorzystywane do usuwania jonów metali ciężkich z wody, co przyczynia się do poprawy jakości środowiska i ochrony zdrowia publicznego.

Badania były realizowane w ramach projektów finansowanych przez Narodowe Centrum Nauki (NCN):

• projekt MINIATURA 6 nr 2022/06/X/ST4/00343 „Zastosowanie wielodetektorowej spektrometrii mas i ablacji laserowej do badania zjawiska frakcjonowania izotopów magnezu podczas transportu przez membranę jonoselektywną”, kierownik dr Andrzej Tupys;
• projekt PRELUDIUM 20 nr 2021/41/N/ST4/03218 „Rozcieńczenia izotopowe jako sposób weryfikacji metody przygotowania próbki w bioobrazowaniu tkanek miękkich metodą LA-ICP-MS”, kierownik Agata Jagielska;

 

Informacje o publikacji: Application of multicollector mass spectrometry and laser ablation in the study of magnesium isotopes fractionation phenomenon during transport through an ion-selective membrane Andrii Tupys , Magdalena Maj-Żurawska , Adriana Palińska-Saadi , Jakub Karasiński , Ludwik Halicz, Agata Jagielska, Barbara Wagner, Andrzej Lewenstan , Ewa Bulska Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy Link: https://doi.org/10.1016/j.sab.2025.107182