TalTechi Analüütilise keemia labor pakub erinevatele tööstusharudele uuenduslikke labori-, uurimis- ja nõustamisteenuseid. Labor teeb koostööd eelkõige biotehnoloogia-, toidu-, keskkonna- ja farmaatsiaettevõtete ning uurimiskeskustega, et aidata arendada uusi tooteid ja tehnoloogiaid ning kindlustada nende ohutust ning kõrgemat kvaliteeti.
Doktor Maria Kulp on laborit juhtinud alates 2010. aastast, kuid erinevate nimetuste all on see tegutsenud Tehnikaülikoolis juba aastast 1934. Iga-aastaselt analüüsitakse rohkem kui tuhandet proovi ning suuremaid arendusprojekte on aastas käsil umbes kaks-kolm.
TalTechi analüütilise keemia labori tipptasemel teadus võimaldab anda tööstusele märkimisväärset tuge | Foto: TalTech
Materjalide testimine
Laboris kasutatakse kaasaegseid instrumentaalanalüüsi meetodeid, mis võimaldavad määrata materjalide täpseid keemilisi ja bioloogilisi omadusi. „Seda nimetatakse analüütiliseks testimiseks või ka materjalide testimiseks. Näiteks oleme määranud mullast ravimijääke või keskkonna- ja/või kliinilistest proovidest raskemetalle. Me saame teha kindlaks, millega on tegemist (määrata kindlaks aine identiteeti) ning milline on proovide puhtus,“ ütles Kulp.
TalTechi analüütilise keemia labori juht Maria Kulp | Foto: TalTech
Labor teostab erinevatele ettevõtetele mitmesuguste toodete, näiteks nikotiinipatjade, tsemendilisandite ja galvaanikalahuste kvaliteedikontrolli. „Mõnikord on kliendil vaja materjale võrrelda – kui on olemas kindel proov ja kahtlusega proov, saame ainete spektreid võrrelda ja öelda, kas tegu on sarnaste materjalidega. Suudame määrata elemente nii looduslikes ja bioloogilistes materjalides, sealhulgas kliinilistes proovides nagu veri, uriin või juuksekarvad, kui ka tehnilistes materjalides,“ lisas vanemteadur.
Kulp rõhutab, et analüütiline keemia mängib tänapäeva teadusuuringutes ja materjalide tootmises keskset rolli, kuna see aitab lahendada keerulisi probleeme ja arendada uusi tehnoloogiaid. Labor valib kliendi probleemide lahendamiseks optimaalsed meetodid, viib läbi spetsiifilisi ja mitterutiinseid analüüse ning arendab kliendi jaoks uusi ja töökindlaid analüüsimeetodeid. „Metoodikate arendamine on kindlasti üks asi, mis meid teistest laboritest eristab,“ selgitas Kulp.
Sõltumatu ekspertlabor
Analüütilise keemia labor on ühtlasi sõltumatu ekspertlabor, mis viib toote vastavuse hindamiseks läbi ekspertiise ja annab konsultatsioone. Labor aitab tagada ohutust ja vastavust erinevatele nõuetele nagu näiteks REACH (Euroopa Parlamendi määrus kemikaalide registreerimise, hindamise, autoriseerimise ja piirangute kohta). Ettevõtted, mis tegelevad kemikaalidega, peavad tuvastama ja haldama nende kasutamisega kaasnevaid riske.
„REACH-teste oleme teinud üle 13 aasta ja meil on kliente erinevatest tööstussektoritest. Pakume kemikaalide registreerimiseks kõiki vajalikke analüütilisi teste. Meie teenuste hulka kuuluvad kemikaalide kvalitatiivne (ainete koostise) ja kvantitatiivne (ainete puhtuse) iseloomustamine; kasutame selliseid tehnoloogiaid nagu UV-Vis spektroskoopia (analüütiline seade, mis mõõdab proovi poolt neeldunud nähtava ja ultraviolettvalguse hulka), FTIR (tehnika, mida kasutatakse tahke aine, vedeliku või gaasi neeldumise või emissiooni infrapunaspektri saamiseks), NMR (spektroskoopiline meetod aatomituumade ümber paikneva magnetvälja jälgimiseks) ja mass-spektroskoopia. Lisaks kasutame kõrgefektiivset vedelik- ja gaaskromatograafiat koos mass-spektroskoopiaga, et hinnata kemikaalide puhtust ja saasteaineid,“ sõnas Kulp.
Labor tegeleb ka toodete ja tehnoloogiate arendamist puudutavate suuremahuliste teadus-arendusuuringutega. „Oleme aidanud kaasa sellise mitmekülgselt kasuliku taime nagu kanep kasutusvõimaluste laiendamisele. Vähe on taimi, mida saaks kasutada nii toiduks, kanga valmistamiseks, ehitusmaterjalideks, paberi tootmiseks kui ka veel mitmeks muuks otstarbeks. Tööstuslikus kanepis leidub kannabidiooli (CBD), millel on laialdased raviomadused. Meie rakendusuuringu keskmesse kerkis küsimus, kuidas maksimeerida nii laboritingimustes kui ka tööstuslikus mastaabis kannabidiooli isolaadi saagist ja puhtuseastet ning kuidas rajada sellele järgnevalt tootmisliin. Selle töö eest saime 2024. aasta TalTechi parima arendustöö preemia,“ märkis vanemteadur.
Vedelikkomatograaf TalTechi analüütilise keemia laboris | Foto: Taltech
Roheline laboritava
Töömeetoditest rääkides rõhutab Kulp hea laboritava põhimõtteid. „Minu eriline huvi on roheline analüütiline keemia. Tavapäraselt keskendutakse keemilise protsessi heale tulemusele ja pööratakse vähem tähelepanu selle käigus tekkivatele jääkidele. Rohelise analüütilise keemia puhul mõeldakse terviklikult kogu elutsükli peale ja proovitakse vähendada kemikaalide kasutamist proovide ettevalmistamisel ning jääkide tekkimist. Rohelise keemia täiendavaks eesmärgiks on ressursside jätkusuutlik kasutamine,“ selgitab Kulp.
„Kvantitatiivses analüüsis kasutame masinõpet, millega saab samuti kemikaalide kasutamist vähendada. Kui tootmisliinil on vaja teha kvaliteedikontroll, luuakse erinevate näitajate põhjal andmebaas ja mudel. Seejärel, kasutades kiiret spektroskoopilist meetodit ja loodud mudelit, on võimalik tuvastada tooteid, mis ei vasta nõutud näitajatele, või kinnitada nende vastavust.“
Laboriteenuste tellijate spekter on lai – kaasaegse materjalide tootmise puhul ei saa hakkama ilma analüütilise keemiata, kuna aineid on vaja täpselt määrata. „Tegu on keerukate materjalide ja segudega; me saame aineid täpselt tuvastada ja kirjeldada ning kontrollida nende kvaliteeti. Meie kliendid võivad olla kõik, kes toodavad erinevaid materjale,“ avab Kulp. Toodangu kvaliteedikontrolli osas on labor teinud koostööd metallitööstuse, paberitööstuse, ehitusmaterjalide ja tekstiilitööstuse ettevõtetega.
REACH-i määrus reguleerib nii tööstuses kui ka igapäevaelus kasutatavaid keemilisi aineid. „Seetõttu puudutabki määrus suurt osa ettevõtteid ja me saame neid analüüside tegemisega aidata. REACH- analüüside vallas oleme teinud koostööd selliste ettevõtetega nagu Eesti Energia, Skeleton, VKG Oil jt. Viime läbi kõik vajalikud kvalitatiivsed ja kvantitatiivsed analüüsid ning koostame raportid,“ märgib labori juht. Seni on väljastatud paarikümnele kliendile ca sada REACH-analüüsi protokolli.
TalTechi analüütilise keemia labori teadur Evelin Solomina töötamas infrapunaspektromeetriga | Foto: Taltech
Meditsiinikoostöö
Analüütilise keemia labori üks tugevusi on suutlikkus töötada välja ja valideerida analüüsimeetodeid, millel on olnud meditsiinis kriitiline tähtsus. „Koostöö Põhja-Eesti Regionaalhaiglaga aitab päästa elusid. Kriitilises seisundis – ägeda organpuudulikkuse, šoki, raske sepsise korral – on ülitähtis doseerida patsientidele õige antibiootikumide kogus. Töötasime 2016. aastal välja metoodika verest antibiootikumide (penitsilliinide, tsefalosporiinide ja karbapeneemide) määramiseks ja pakume neile seda teenust praegugi,“ räägib Kulp.
Labori teenustest on olnud abi ka kohtus. „Meilt paluti ekspertiisi ühele kasulikule mudelile. Kliendi eelmine töötaja oli varastanud oma tööandjalt tehnoloogia ja registreerinud oma nimele kasuliku mudeli. Meie selgitasime välja, et tegu oli meie tellija välja töötatud tehnoloogiaga ning tänu meie analüüsidele ja eksperthinnangule sai meie klient kohtus õiguse,“ meenutas laborijuht.
Laboril oli roll ka kaasaskantava narkotestri arendamisel. „Politseil oli vaja narkootikumide vahetuks tuvastamiseks alkomeetriga sarnast kiiret lahendust. Kui viia proov analüüsimiseks laborisse, võivad aine jäägid selle ajaga proovist juba kaduda. Meie labori teadlased osalesid projekti algusest narkomeetri väljatöötamisel, nüüd tuntud nimega Drug Hunter. Välja töötatud tester leiab narkootikume süljest ja nii on sel teiste metoodikate ees eelised. Sel aparaadil pole maailmas võrreldavaid analooge,“ rääkis Maria Kulp.
Artikli originaal on saadaval siin.