Henüz kimya öğrencisiyken yazdığım bir makaleyi daha sizlere sunuyorum.

“Türlendirme” biyolojik bilimlerden alınarak, analitik kimyada bir kavram haline gelmiş, elementlerin kimyasal biçimlerini ayrı ayrı inceleyen analitik kimyanın bir dalıdır.Bu elementlerin türlerinin özellikleri canlı organizmalarda güçlü etkiler yaratabilir.Nitekim bu güçlü etkileri çeşitli koşullarda ele almış bulunmaktayız.

Elementlerin yaşayan tüm organizmalar için önemi büyüktür.Tüm canlıların, özellikle insanoğlunun yaşamsal faaliyetlerinde, elementlerin miktarlarının çok az değişmesi, organlarının fonksiyonlarının bozulmasına, zehirlenmelere, eksikliklerinde ise hastalıklara neden olmaktadır.

19. yüzyılda enstrumental metotların gelişmesiyle bu elementlerin kalitatif tayinleri yapılıyordu.Ancak çok az derişime sahip elementlerin miktarları kantitatif olarak tayin edilemiyordu.Genel olarak 10 µg/g altında derişime sahip bu elementlere “eser elementleri” 10 ng/g altında derişime sahip elementlere ise “ultra eser elementleri” tanımı yapıldı.^*1 Günümüzde mevcut enstrumental yöntemlerin gelişmesiyle çok az miktarda olan bu elementleri güvenilir bir şekilde tayin edebilmekteyiz.Az bir derişime sahip olmalarına karşın bu elementler canlılar için çok önemli rol oynamaktadırlar.

İnsanların yaşamsal faaliyetleri için yararlı olan elementlerin eksikliğinde psikolojik ve fizyolojik farklılıklar oluşmaktadır.Diğer taraftan elementlerin miktarının çok az fazla olması veya eksik olması da sorunlara yol açmaktadır.

17. yüzyıldan bu yana bilinmekte olan demir de insanların yaşamsal faaliyetleri için gerekli bir eser elementtir.Hemoglobin içinde bulunan demir, yapısına tersinir bir şekilde oksijeni bağlayarak akciğerden dokulara taşınmasını sağlar.Demir eksikliği sonucunda anemi, yorgunluk, baş ağrısı gibi rahatsızlıklar meydana gelmektedir.Diğer taraftan organizmaya 0,5 gr demir tuzu alımında sindirim kanallarında ciddi hastalıklar oluşmakta ve hepatite neden olmaktadır.Aşırı miktarda demir alımında haemochromatosis (Vücut fazla miktarda demir absorbe ettiğinde oluşan hastalık^*1), nihayetinde karaciğer sirozu hastalığı da oluşmaktadır.

Aşağıdaki grafik gerekli eser elementlerin sağlık üzerine kantitatif etkisini göstermektedir.Miktarlarındaki değişkenlik (az olması veya çok fazla olması durumları) birçok hastalığa sebep olmaktadır.

Bunun yanında organizmalar için toksik etki gösteren elementlerden de söz edebiliriz.Cd, Hg ve Pb az derişimde bile canlı organizmalara zararlı etkiler gösterebilmektedir.Eser elementlerin organizma içindeki görevleri günümüzde tam olarak açıklanamamaktadır. Fakat enzimlerle elementlerin yakın ilişkisi, elementlerin biyolojik fonksiyonlarını tanımlamada bize yardımcı olmaktadır.Metallo-enzimlerdeki enzim molekülüne bağlanan metal, enzim molekülünün kararlılığına ve reaktivitesine etki etmektedir.Eser elementler ayrıca oksidasyon işleminde, protein ve nükleik asitlerin sentezlerinde de rol oynamaktadır.

Son 20 yılda doğal çevrenin korunmasına verilen önem, analitik kimyanın; hava, su ve toprak kirliliğinin azaltılması konusunda çalışılan uzmanlık alanlarından biri olacağını göstermektedir.Özellikle ağır metallerin biyolojik olarak parçalanamaması önemli bir çevre kirliliğidir.Sanayinin sebep olduğu ağır metaller ve atıklar, fosil yakıtların kullanımı sonucu oluşan kirlilik ve belediye atıklarının sebep olduğu kirlilik elementel türlendirmenin araştırma alanlarındandır.

Element	Etkileri ve Eksiklik Durumları
Demir (17. yüzyıl)	Oksijen ve elektron taşınmasında gereklidir. Eksikliğinde dünyanın en yaygın hastalıklarından anemi hastalığı baş gösterir. Aşırı fazla olması durumu haemochromatosis ile sonuçlanır.
İyot (1850)	Tiroid hormonlarını meydana getirir. Eksikliğinde guatr hastalığı meydana gelir.
Bakır (1928)	Oksidatif enzimlere bağlıdır. Demirle etkileşir.Eksikliğinde kansızlık ve kemik gelişiminde değişiklikler görülür.Eksikliği yetersiz beslenme ve TPN hastalarında gözlenmektedir.
Mangan (1931)	Mukopolisakkarit (Protein ve polisakkarit karışımından oluşan bileşik) metabolizmasına katılır.Eksikliğinde bilinen bir rahatsızlık yoktur.Aşırı derecede alındığında nörolojik hastalıklara sebep olabilir.
Çinko (1934)	100’den fazla enzimin temel metabolik sürecine katılır. Eksikliğinde deride yaralar, bağışıklık sisteminde yetersizlikler vs. gerçekleşir.
Kobalt (1935)	İnsanlarda eksikliği tespit edilen B-12 vitaminin bir kısmıdır.Vejeteryan diyetleriyle az alınmasının ciddi etkisi olmaktadır.
Molibden (1953)	Ksantin, (Birçok vücut dokularında bulunan bir bileşik (C5H4N4O2 )) aldehit, sülfür oksidazına bağlanır.Eksikliğinde meydana gelecek etkiler bilinmemektedir.Aşırı etkisi damla (gut) hastalığına neden olmaktadır.
Selenyum (1957)	Glütasyon (Bitki ve hayvan dokularında oksijen taşıyıcı olarak rol oynayan bileşik) peroksidaz bileşenidir ve ağır metallerle etkileşir. İnsanlarda bilinen hastalığı kardiyomiyopatidir(Çin) ve selenyum miktarının yönetimiyle tedavi edilir. Toksik etkileri hayvanlarda çok iyi tanımlanmıştır.
Krom (1959)	İnsülünü etkinleştirdiği bilinir. Eksikliği glikoz toleransı bozulmasına, serumda lipitlerin yükselmesine ve şüpheli kalp hastalıklarına kötü beslenme, yaşlanma ve TPN hastalarında görülmektedir.
Kalay (1970)	Hayvanların büyümesi için gerekli olduğu bilinir. Metabolik etkileşimleri ayrıntılı bilinmemektedir.
Vanadyum (1971)	Hayvanların büyümesi için gerekli olduğu bilinir. Metabolik etkileşimleri ayrıntılı bilinmemektedir.
Flor (1971)	Dişlerin yapısı için gereklidir.Kemiklerin gelişmesinde etkilidir. Eksikliğinde diş çürümeleri ve osteoroporoz riski görülür. Yüksek derişimde florun toksik etkisi ispatlanmıştır.
Silisyum (1972)	Kalsifikasyona ve doku oluşumuna bağlıdır. Eksiklik durumları ayrıntılı bilinmemektedir.
Nikel (1972)	Demir absorpsiyonunu engeller. Diğer metabolik etkileşimleri ayrıntılı bilinmemektedir.
Arsenik (1977)	Hayvanların büyümesi için gerekli olduğu bilinir. Metabolik etkileşimleri ayrıntılı bilinmemektedir.

Not: Parantez içinde belirtilen tarihler, elementlerin keşif tarihleridir.^*1

Metal zehirlenmelerine maruz kalan işçilerin yüksek derişimin etkisi ile kanser gibi rahatsızlıklar yaşayabileceği gözlenmiştir. (As,Be,Cr,Ni gibi elementler) Sonuç olarak gıdalarda, sularda veya havada bulunan bu elementlerin miktarlarının türleriyle birlikte tayinleri hayati önem taşımaktadır.Buna örnek olarak 1952’de Japonya’nın Minamata Limanı yakınlarında yaşanan çevresel problemi gösterebiliriz. “Minamata hastalığı” olarak anılan sorun organocıva bileşiklerinin sebep olduğu bir rahatsızlıktı.Hastalık ilk olarak kedi ve deniz kuşlarında, daha sonra da insanlarda görülmeye başlandı.Ölüm hızlarının fark edilir derecede artması sonucunda araştırmalar yapıldı.Balık ve kabuklu deniz hayvanlarının bölge için ana besin kaynağı olması ve bu hayvanların yüksek derişimde alkilciva bileşiklerini yapılarında bulundurması bu hastalıkların sebebiydi.Bölgedeki bir şirketin büyük miktarlarda cıvayı katalizör olarak işletmesinde kullanması ve bunu deniz suyuna vermesi sonucunda denizdeki organizmalarda cıva birikimi gerçekleşmişti.^*1 Benzer olaylar birkaç ülkede daha yaşanmıştır.

Atıkların sebep oldukları kirlilikler analitik metotlarla tayin edilmeli ve yasal sınırlara uygunluğu kontrol edilmelidir. Uygulanan analitik metodun hassas, spesifik, doğru olması gerekir.Atıkların sebep olduğu organometalik bileşiklerin türlendirmesi ile bileşikteki toplam metal miktarı ölçülür.Pb, Hg, Se, Sn gibi elementlerin alkali yapıda bulunma durumları, inorganik tuzlarda bulunma durumlarına göre  daha fazla toksik etki yaratabilmektedir.Sonuç olarak elementlerin toplam miktarlarının tayinlerinden çok, elementlerin hangi organometalik yapıda bulundukları daha çok önem kazanmakta ve bu konu analitik kimyanın türlendirme alanına girmektedir.Türlerin ayrı ayrı tayini bu elementlerin toksik etkisini araştırmada son derece önemlidir.

Metallerle etkileşim veren biyolojik molekülleri tanımlamak için metallomik^*4 terimi kullanılmıştır.Metallomik bileşikleri de türlendirme ile nitel ve nicel olarak tayin edilmektedir.

Organocıva, organoselenyum, organoarsenik gibi bileşiklerin türlendirmesinde birleşik yöntemler (hibrit yöntemler) olarak adlandırılan biri ayırmayı sağlayan yöntem, (kromatografik yöntemler; Gaz Kromatografisi, Sıvı Kromatografisi vs.) diğeri ise ayrılan türlerin nitel ve nicel analizlerini yapmamızı sağlayan yöntem (Atomik Absorpsiyon Spektrometrisi, Emisyon Spektrometrisi vs.) şeklinde birbirini tamamlayan iki yöntem kullanılır.

KAYNAKLAR:

1. Modern Methods for Trace Element Determination,  VANDECASTEELE, CARLO
2. Kimya ve Sanayi Dergisi, Analitik Kimyada Yeni Bir Alan Metallomikler – Doç. Dr. Nuray Öğün ŞATIROĞLU
3. Kimya ve Sanayi Dergisi, Atomik Spektroskopi Teknikleri, Prof. Dr. Esma TÜTEM
4. Haraguchi H. And Matsura H. , W. Saitama and F. Yamanashi, “Trace Element Speciation for Metallomics” International Symposium on Bio-trace Elements (2002) (BITEL 2002)