Zastosowanie kalorymetrii izotermicznej w fizjologii i biochemii organizmów żywych

Rośliny wytwarzają ciepło podczas procesów metabolicznych, a pomiary tego ciepła metabolicznego mogą pomóc w zrozumieniu fizjologii roślin. Pomiary kalorymetryczne okazały się przydatne właśnie do monitorowania różnorodnych procesów biologicznych, takich jak kiełkowanie nasion, wzrost siewek czy żywotność tkanki roślinnej. 
W prowadzonych badaniach zastosowaliśmy metodę izotermicznej kalorymetrii do monitorowania kiełkowania nasion kukurydzy. W badaniach wykorzystane zostały ampuły pozwalające na nieograniczony dostęp tlenu do próbki poddanej badaniu. 
Metodę izotermicznej kalorymetrii można wykorzystywać również w celu oceny mikrobiologicznego zanieczyszczenia (bakteriami i grzybami) materiału siewnego kukurydzy przeznaczonego do celów przemysłowych, a przechowywanego w foliowych workach silosowych. Wspomniane zanieczyszczenia powodują utratę części surowca lub pogorszenie jego właściwości, a tym samym straty finansowe. 
W JLBEC prowadzono badania zależności między liczbą drobnoustrojów zasiedlających nasiona kukurydzy a zmianami przepływu ciepła (przepływ ciepła i wartości całkowitej metabolicznej emisji ciepła - ciepło całkowite). 
Wykorzystanie izotermicznego kalorymetru nie ogranicza się tylko do próbek roślinnych, ale prowadzone są przy jego pomocy także badania na innych organizmach żywych, np. z wykorzystaniem muszek owocowych Drosophila melanogaster. Celem prowadzących w Laboratorium eksperymentów było zbadanie zależności pomiędzy temperaturą, tłem genetycznym (pochodzenie muszki owocowej) a tempem metabolizmu na długość życia. 

Publikacje poświęcone temu tematowi:

  1. Mołoń M., Dampc J., Kula-Maximenko M., Zebrowski J., Mołoń A., Dobler R., Durak R., Skoczowski A. 2020. Effects of temperature on lifespan of Drosophila melanogaster from different genetic backgrounds: links between metabolic rate and longevity. Insects, 11(8), 470; 1-18; doi:10.3390/insects11080470

  2. Stawoska I., Staszak A.M., Ciereszko I., Oliwa J., Skoczowski A. 2020. Using isothermal calorimetry and FT-Raman spectroscopy for step-by-step monitoring of maize seed germination: case study. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 142(2): 749-754. https://doi.org/10.1007/s10973-020-09525-x

  3. Skoczowski A., Przemieniecki S.W., Oliwa J., Kula-Maximenko M., Rys M., Stawoska I., Karpiński S. 2020. Estimation of microbiological contamination of maize seeds using isothermal calorimetry. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 142(2): 755-763. https://doi.org/10.1007/s10973-020-10011-7 

  4. Molon M., Szajwaj M., Tchorzewski M., Skoczowski A., Niewiadomska E., Renata Zadrag-Tecza R. 2016. The rate of metabolism as a factor determining longevity of the Saccharomyces cerevisiae yeast. Age, 38, 11-15. DOI 10.1007/s11357-015-9868-8

  5. Skoczowski A., Troć M. Isothermal calorimetry and Raman spectroscopy to study response of plants to abiotic and biotic stress. 2013. pp. 263-288. In: R.G. Ranjan and D.A. Bandhu, eds. Molecular Stress Physiology of Plants. Springer, ISBN 978-81-322-0806-8