Analyse av forbindelser av høymolekylær vekt i pollen ved bruk av termokjemolyse-GC-MS og FT-IR

Abstract

Organisk materiale inneholder komplekse polymerer med høy molekylvekt og stor kjemisk stabilitet, som det er vanskelig å analysere med tradisjonelle metoder. Termokjemolyse er en teknikk som kan omdanne de komplekse polymerene slik at egner seg for kromatografiske analyser. Teknikken brukes sammen med gasskromatografi- massespektrometri (GC-MS) i analysen av biopolymerer i ferskt og fossilt pollen. Biopolymerene inneholder fenolsyrer, slik som para-kumarinsyre, og absorberer UV-stråling. Det er formulert en hypotese om at økt UV-B- stråling fører til økt mengde fenolsyrer. Siden de UV-absorberende forbindelsene også er funnet i fossilt pollen, kan dette i så fall brukes til å lage en potensiell modell for UV-B-flux gjennom tidene. Dette kan ha betydning for klimatologer, økologer og evolusjonsbiologer. Fourier transform infrarød spektroskopi (FT-IR) er en alternativ metode til termokjemolyse-GC- MS. Pollenprøvene som er brukt i denne oppgaven stammer fra tre ulike furuarter; hovedsakelig Pinus sylvestris, men også Pinus pinaster og Pinus canariensis. De kommer fra 20 ulike populasjoner som dekker breddegrader fra Nord- Norge til Kanariøyene. Målene med denne oppgaven er å bruke termokjemolyse-GC-MS til å se på sammenhengen mellom mengde para-kumarinsyre og UV-B- eksponering. En tilsvarende undersøkelse er gjennomført ved hjelp av FT-IR, der UV-B-data sammenlignes med (C=C)/(OH)-forholdene fra FT- IR-spektre. Ved hjelp av fullstendige GC-MS- profiler av Pinus-pollen er det undersøkt hvilke andre forbindelser som finnes i Pinus- pollen, og om noen av disse forbindelsene har en sammenheng med UV-B på samme måte som para- kumarinsyre er antatt å ha. Til slutt vil multivariat modellering brukes til å lage modeller som kan predikere UV-B-stråling, både basert på data fra termokjemolyse-GC-MS og FT- IR. Resultatene fra analysen basert på termokjemolyse-GC-MS avslører en positiv sammenheng mellom para-kumarinsyre og UV-B når alle de tre Pinus-artene er inkludert. Denne sammenhengen blir minimal dersom bare Pinus sylvestris inkluderes. Basert på analysen med FT-IR blir det en negativ sammenheng mellom para-kumarinsyre og UV-B. Fullstendige GC-MS- profiler viser at det finnes både aromatiske og fettsyreforbindelser i Pinus-pollen, og at toluen og 1-etenyl-4-metoxybenzen har en lignende sammenheng med UV-B som para- kumarinsyre har. Multivariat modellering viser at det er mulig å lage modeller som kan predikere UV-B, både basert på termokjemolyse- GC-MS og FT-IR. De beste modellene lages imidlertid basert på data fra FT-IR-analyse, uten at det er stor forskjell.