Tuesday, February 9, 2010

SCID

Introduction

Severe Combined Immunodeficiency is a syndrome where the body's complete lack of immune system causes the person to be highly prone to infections that could ultimately lead to end organ damage and fatality.

Unerlying Causes

SCID occurs when the adaptive immune responses mediated by T cells, B cells and Natural Killer Cells are completely devoid.The defects in lymphocytosis and maturation of lymphocytes are usually responsible for lack of Immune cells in most SCIDs (severe combined immunodeficiency). SCIDs have mutagenic lineage and inheritance is usually the cause of SCIDs in newborns. Children are particularly affected by SCID and symptoms develop after a few weeks from birth. Recurrent progressive infections are usually the indicators of SCID.

Severe Combined Immunodeficiency could be categorized into two according to the mode of inheritance: X-linked SCIDs & Autosomal Recessive SCID. There are other types of SCIDs that are caused by the metabolic pathway defects such as ADA deficiency & PNP deficiency.

From several types of SCIDs, X-Linked SCID is the form that is most widely seen, 45% of all SCID cases, in affected boys. In severe combined immunodeficiency, the mode of inheritance follows simple Mendalian genetics. Thus, mothers are the carriers of the SCID gene which is located on the X-chromosome, hence the name X-linked, causing the male descendents to show symptoms of the disease, while female descendents having two copies of X-chromosomes, one from the father and one from the mother, become silent carriers of the gene.

A few other types of SCIDs are inherited in an autosomal recessive form, namely JAK3 deficiency, Omenn Syndrome, Bare Lymphocyte Syndrome, IL2 production deficiency, & ZAP70 deficiency.

Molecular Aspects

A few common examples of molecular abnormalities in SCID are stated below.

In X-linked SCID, mutations of the common gamma chain of IL receptors (IL2R, IL4R, IL7R, IL9R, IL15R, IL21R) occur, resulting in the inability of the cytokines to bind to the receptors, leading to absence of immune response mediated by those cytokines, which are usually interleukins (ILs).

JAK3 is a tyrosine kinase protein that interacts with the common gamma chain in IL receptors. The lack of this protein leads to the same result as having gamma chain mutations on IL receptors.

IL2 Production deficiency is a defect that could lead to the absence of cytokines for interactions with cell surface receptors like IL receptors, thus resulting in symptoms similar to SCID.

Bare Lymphocyte syndrome is another type of severe combined immunodeficiency that is caused by the absence of MHC class I and class II molecule expression. MHC class I and class II molecules are responsible for expressing antigens on the cell surface for antigen-antibody complex formation.

ZAP-70 deficiency is the deficiency of zeta-chain associated protein, which is a type of tyrosine kinase, important in T cell signaling and positive & negative selection of T cells.

Omenn syndrome is one SCID that is caused by Artemis defect, RAG1 and 2 deficiencies. Artemis is an enzyme involved in V(D)J recombination that's responsible for the making T cell repertoire.

ADA deficiency is the lack of Adenosine deaminase enzyme that breaks down purine, that results in the build-up of metabolic intermediate, deoxyadenosine triphosphate, that is cytotoxic and inhibits the enzymes necessary for lymphocyte proliferation.

Diagnosis of SCID

An initial prompt for SCID is usually the recurrent progressive infections, most commonly Pneumonia, caused by Pneumocytis carinii, (which is also known as interstitial pneumonitis), gastrointestinal tract infections caused by enterovirus, rotavirus, etc., and skin infection, especially the skin spesis caused by Streptococcus spp, etc. in Omenn Syndrome SCID. The children of SCID usually develop normally for first few months of life and are common to have persistent bronchitis like respiratory infection.

In most occasions, infections progressively worsening and persistent clue-in the possibility of SCID. A complete blood count & absolute lymphocyte count tests are usually ordered. Lymphocyte typing to distinguish the absent lymphocyte and Immunoglobulin measurement for existing Ig's is helpful in the process of diagnosis. A lymphocyte count of lower than 2.8x10^9/liter is indicative for possible SCID occurrence.

Though absence of lymphoid tissue could be used to detect SCID, most children have very small lymph nodes and tonsil. Chest X-rays could show signs of lung hyperinflation due to chronic bronchitis. IgG levels may show up normal as they are maternal in orgin.

Treatment

Severe Immune Deficiency, known as the "bubbly boy" disease, though sounds fatal, is completely curable by bone marrow transplant. Sometimes, in SCIDs with specific lymphocyte deficiencies, Intravenous Ig could be administered every three weeks to replace the absent immunoglobulin in blood stream. The onset of symptoms of most SCIDs is within a few months of life, although lack of specific types of T cells could take longer for the symptoms to show, as maternal transplacental migration of antibodies mask the absence of specific antibodies.


Conclusion

SCID is an immune deficiency that is completely curable by bone marrow transplant and many patients of SCID usually live normal lives after the transplant if the immune system reconstitution is successful. However, the diagnosis at an early stage, before the end organ damage, is essential, as Bone Marrow Transplant could lead to fatal complications if end organ damage is present. Bone Marrow Transplant and/or long term Immunoglobulin replacement therapy are required to treat SCID.

References

A R Gennery & A J Cant (2001); Diagnosis of severe combined immunodeficiency, Jour Cli Pathol 54: 191-195

Ryser O, Morell A, Hitzig WH. Primary immunodeficiencies in Switzerland: first report of the national registry in adults and children. J Clin Immunol 1988;8:479–88.

Fischer A, Cavazzana-Calvo M, de Saint Basile G, et al. Naturally occurring primary deficiencies of the immune system. Annu Rev Immunol 1997;15:93–124.

Hong R, Clement LT, Gatti RA, et al.Disorders of the T-cell system. In: Stiehm ER, ed Immunologic disorders in infants and children, 4th ed. Philadelphia: WB Saunders, 1996:339–408.

Fischer A, Landais P, Friedrich W, et al. European experience of bone-marrow transplantation for severe combined immunodeficiency. Lancet 1990;336:850–4.

Rosen FS. Severe combined immunodeficiency: a pediatric emergency. J Pediatr 1997;130:345–6.

Fischer A. Severe combined immunodeficiencies. Immunodeficiency Reviews 1992;3:83–100.

Hosking CS, Roberton DM. The diagnostic approach to recurrent infections in childhood. Clinical Immunology and Allergy 1981;1:631–9.

Lyall EGH, Eden OB Dixon R, et al. Assessment of a clinical scoring system for detection of immunodeficiency in children with recurrent infections. Pediatr Infect Dis J 1991; 10:673–6.

Rosen FS. Defects in cell-mediated immunity. Clin Immunol Immunopathol 1986;41:1–7.

Klein C, Cavazzana-Calvo M, Le Deist F, et al. Bone marrow transplantation in major histocompatibility complex class II deficiency: a single centre study of 19 patients. Blood 1995;85:580–7.

Goldman FD, Ballas ZK, Schutte BC, et al. Defective expression of p56lck in an infant with severe combined immunodeficiency. J Clin Invest 1998;102:421–9.

Elder ME, Hope TJ, Parslow TG, et al. Severe combined immunodeficiency with absence of peripheral blood CD8+ T cells due to ZAP-70 deficiency. Cell Immunol 1995;165: 110–17.

Omenn GS. Familial reticuloendotheliosis with eosinophilia. N Engl J Med 1965;273:427–32.

Flomenberg N, Dupont B, O’Reilly RJ, et al. The use of T cell culture techniques to establish the presence of an intrauterine-derived maternal T cell graft in a patient with severe combined immunodeficiency. Transplantation 1983; 36:733–5.

Pollack MS, Kirkpatrick D, Kapoor N, et al. Identification by HLA typing of intrauterine-derived T cells in four patients with severe combined immunodeficiency. N Engl J Med 1982;307:662–6.

Gossage DL, Buckley RH. Prevalence of lymphocytopenia in severe combined immunodeficiency [letter]. N Engl JMed 1990;323:1422–3.

Hague RA, Rassam S, Morgan G, et al. Early diagnosis of severe combined immunodeficiency syndrome. Arch Dis Child 1994;70:260–3.

Gilger MA, Matson DO, Conner ME. Extraintestinal rotavirus infections in children with immunodeficiency. J Pediatr 1992;120:912–17.

Berrington JE, Flood TJ, Abinun MA, et al. Unsuspected Pneumocystis carinii pneumonia at presentation of severe primary immunodeficiency. Arch Dis Child 2000;82:144–7.

Buckley RH, Schiff SE, Schiff RI. Hematopoietic stem-cell transplantation for the treatment of severe combined immunodeficiency. N Engl J Med 1999;340:508–16.

Stephan JL, Vlekova V, Le Deist F, et al. Severe combined immunodeficiency: a retrospective single-centre study of clinical presentation and outcome in 117 patients. J Pediatr1993;123:564–72.

Klein C, Lisowska-Grospierre, LeDeist F, et al. Major histocompatibility complex class II deficiency: clinical manifestations, immunologic features, and outcome. J Pediatr1993;123:921–8.

Fogarty L. Thrush and septic shock in a two-month-old. Pediatr Infect Dis J 1996;15:553–60.

Gonzalez B, Moreno S, Burdach R, et al. Clinical presentation of Bacillus Calmette-Guerin infections in patients with immunodeficiency syndromes. Pediatr Infect Dis J 1989;8: 201–6.

Skinner R, Appleton AL, Sprott MS, et al. Disseminated BCG infection in severe combined immunodeficiency presenting with severe anaemia and associated with gross hypersplenism after bone marrow transplantation. Bone Marrow Transplant 1996;17:877–80.

Kearns AM, Magee JG, Gennery A, et al. Rapid identification ofMycobacterium bovis BCG by the detection of RD1 deletion using a multiplex PCR technique. Int J Tuberc Lung Dis 1999;3:635–8.

Bertrand Y, Landais P, FriedrichW, et al. Influence of severe combined immunodeficiency phenotype on the outcome of HLA non-identical, T-cell-depleted bone marrow transplantation.

J Pediatr 1999;134:740–8.

de Saint-Basile G, Le Deist F, de Villartay JP, et al. Restricted heterogeneity of T lymphocytes in combined immunodeficiency with hypereosinophilia (Omenn’s syndrome). J Clin Invest 1991;87:1352–9.

Knobloch C, Goldmann SF, Friedrich W. Limited T cell receptor diversity of transplacentally acquired maternal T cells in severe combined immunodeficiency. J Immunol 1991;146:4157–64.

de la Salle, Donato L, Zimmer J, et al. HLA class I deficiencies. In: Ochs HD, Smith CIE, Puck JM, eds. Primary immunodeficiency diseases: a molecular and genetic approach. New York: Oxford University Press, 1999:181–8.

Elder ME. SCID due to ZAP-70 deficiency. J Pediatr Hematol Oncol 1997;19:546–50.

Weinberg K, Parkman R. SCID due to a specific defect in the production of interleukin 2. N Engl J Med 1990;327: 1718–23.

Barber JCK, Walker JM, Barker MR, et al. Repeated cytogenetic culture failure as an indicator of immunodeficiency.Lancet 1996;348:1518.

Appleton AL, Curtis A, Wilkes J, et al. Differentiation of materno-fetal GVHD from Omenn’s syndrome in pre-BMT patients with severe combined immunodeficiency. Bone Marrow Transplant 1994;14:157–9.

Martin JV, Willoughby PB, Giusti V. The lymph node pathology of Omenn’ssyndrome. Am J Surg Pathol 1995;19:1082–7.

(complied by S Cho)

Saturday, February 6, 2010

Combined Immunodeficiency
View more presentations from ionsis.

Title : Combined Immunodeficiency's
Date: 4/1/2010




-------------------------------------------------------

Saturday, October 3, 2009

O_o Basics 7 Isomers

ကေန႔ကေတာ့ Isomer ေတြ အေၾကာင္းကို ဆက္ေၿပာပါ့မယ္။ Isomer ဆိုတာ ဖြဲ႔စည္းပံုတူၿပီးေတာ့ သ႑န္မတူတဲ့ ဓာတ္ေပါင္းေတြလုိ႔ ေၿပာခဲ့ဖူးပါတယ္။ အဲလို ဓာတ္ေပါင္းေတြ သ႑န္ကြဲၿပားေနတာကို Isomerism လုိ႔ေခၚပါတယ္။ Isomerism ေလးမ်ိဳးရွိပါတယ္ - Positional Isomerism, Skeletal Isomerism, Conformational Isomerism နဲ႔ Geometric Isomerism ပါ။ ေနာက္ဆံုး ႏွစ္ခု - Conformational Isomerism နဲ႔ Geometric Isomerism က Cyclo-alkane ေတြနဲ႔ပဲ သက္ဆုိင္ပါတယ္။

Positional Isomer
Positional Isomer ေတြမွာ Hydrogen သုိ႔ အၿခားေသာ branching ေတြက ကြဲၿပားေနၾကပါတယ္။ Carbon ကေတာ့ ဓာတ္ေပါင္းႏွစ္ခုလံုးမွာ ပံုသ႑န္တူပဲ ဖြဲ႔စည္းထားၾကပါတယ္။

Skeletal Isomer
Skeletal Isomerism ကေတာ့ Carbon ေက်ာရိုးကြဲေနတဲ့ သဘာ၀တူညီေသာ ဓာတ္ေပါင္းေတြမွာ ၿဖစ္ပါတယ္။ Carbon ေက်ာရိုးေပါ့ေနာ္။

Conformational Isomer
Conformation Isomer ေတြကေတာ့ ဘယ္အစုက ဘယ္ေနရာမွာ တည္ရွိေနတယ္ဆိုတာမ်ိဳးထက္ ထုထည္ပိုင္းဆုိင္ရာနဲ႔ ပိုသက္ဆုိင္ပါတယ္။ Stereoisomerism နဲ႔ လံုးလံုးလ်ားလ်ားသက္ဆုိင္ပါတယ္။ အစု၀င္ေတြ ေနရာေၿပာင္းခ်င္မွ ေၿပာင္းမွာေပမယ့္ hybrid bond ေတြေၾကာင့္ Bond angle ဒီဂရီေတြ ကြဲၿပားသြားတာမ်ိဳးပါ။

Geometric Isomerism
Geometric Isomer ေတြမွာ cyclo-alkane ေတြရဲ႔ ေနရာတည္ရွိပံုေတြ ကြာၿခားသြားတဲ့အတြက္ Isomer ေတြ ၿဖစ္ေပၚလာတာပါ။ Cyclic ring ေတြရဲ႕႔ တည္ရွိပံုသ႑န္ေတြက တူညီေပမယ့္ hydrogen, carbon နဲ႔ hydroxyl bond ေတြ ေပါင္းစပ္ပါ၀င္ေနပံုက ကြာၿခားေနတဲ့အတြက္ Geometric Isomerism ေပၚေပါက္လာတာပါ။


Friday, October 2, 2009

O_o Basics- 6 hydrocarbons

ကေန႔မွာေတာ့ Organic Chemistry အေၿခခံကို စေ၇းပါမယ္။ Organic Chemistry အေၾကာင္းကို ေၿပာမယ္ဆိုရင္ Hydrocarbon ေတြ အေၾကာင္းက မပါလုိ႔မၿဖစ္ပါဘူး။ Organic compound ေတြအားလံုးကို Hydrocarbon ေတြနဲ႔ ဖြဲ႔စည္းထားတာမုိ႔ပါ။
Hydrocarbon ကို ႏွစ္မ်ိဳးနွစ္စား ခြဲလို႔ရပါတယ္ - unsaturated နဲ႔ saturated ပါ။ အလြယ္ဆံဳး ေၿပာရရင္ saturated ဆိုတာက ေမာ္လီက်ဴးေတြ အားလံုးၾကားမွာ single bond လုိ႔ ေခၚတဲ့ electron ႏွစ္လံုးကို မွ်ထားတဲ့ သေဘာရွိတဲ့ ဓာတ္ေပါင္းေတြကို ေခၚတာပါ။ unsaturated ဆိုတာကေတာ့ ဓာတ္ေပါင္းတစ္ခုမွာ double သုိ႔ triple bond ေတြ တစ္ခု သို႔ တစ္ခုထက္ပိုၿပီး ပါေနတာကို ေၿပာတာပါ။ saturated hydrocarbon က alkane တစ္မ်ိဳးတစ္စားပဲ ရွိေပမယ့္ unsaturated ကေတာ့ double နဲ႔ triple bond နွစ္မ်ိဳးရွိတဲ့အတြက္ alkene - double bond နဲ႔ alkyne - triple bond ဆိုၿပီး ႏွစ္မ်ိဳး ကြဲသြားပါတယ္။
Hydrocarbon ေတြကုိ နာမည္ေပးပံုက ရွင္းပါတယ္။ Saturated hydrocarbon (single bond ေတြပဲ ပါတဲ့ ဓာတ္ေပါင္းေတြ) ကိုဆုိရင္ --ane နဲ႔ အဆံုးသတ္ေပးၿပီး အေရွ႕ကေတာ့ ေရာမအကၡရာနံပါတ္ေတြကို Carbon ဘယ္နွလံုးပါလဲေပၚမူတည္ၿပီးေတာ့ ၿဖည့္စြက္ေပးပါတယ္။ ဥပမာ၊ Carbon ငါးလံုးပါရင္ ေရာမအကၡရာ ငါး က pentose အဲတာကို --ane နဲ႔ အဆံုးသတ္ေပးလိုက္ေတာ့ Pentane ၿဖစ္သြားပါတယ္။ Carbon ေၿခာက္လံုးပါရင္ ေရာမ အကၡရာ ေၿခာက္ - Hex ကိုယူၿပီး --ane ၿဖည့္ေပးလုိက္ပါတယ္။ အဲေတာ့ ဓာတ္ေပါင္းနာမည္က Hexane ပါ။ Unsaturated Hydrocarbon ေတြမွာေတာ့ အဆံုးသတ္ေတြက ကြဲၿပားပါတယ္။ double bond ေတြနဲ႔ ဖြဲ႔စည္းထားတဲ့ unsaturated hydrocarbon ေတြကို --ene နဲ႔ အဆံုးသတ္ေပးၿပီး triple bond ေတြနဲ႔ ဖြ႕ဲ႔စည္းထားတဲ့ ဓာတ္ေပါင္းေတြကိုေတာ့ --yne နဲ႔ အဆံုးသတ္ေပးပါတယ္။ ပါ၀င္တဲ့ Carbon အေရအတြက္ကိုေတာ့ ေရာမနံပါတ္ေတြနဲ႔ပဲ ေပးပါတယ္။
အဲဒီလို နာမည္ေပးနုိင္ဖို႔အတြက္ ေရာမ နံပါတ္ေတြကိုေတာ့ သိဖို႔ လိုပါလိမ့္မယ္။ ေအာက္ဘက္မွာ ေရာမ နံပါတ္ေတြကို လုိအပ္သလို အသံုးၿပဳနုိင္ဖို႔ ပံုနွင့္ေဖာ္ၿပထားပါတယ္။
Hydrocarbon အေၾကာင္းကို ေၿပာမယ္ဆိုရင္ Isomer အေၾကာင္းကိုလညး္ ေၿပာရပါလိမ့္မယ္။ Isomer ဆိုတာက Hydrocarbon ဓာတ္ေပါင္းတစ္မ်ိဳးတည္းကိုပဲ ဖြဲ႔စည္းပံု ပုံသ႑န္အရ ကြာၿခားေနတာကို သံုးတဲ့ အသံုးအႏွုန္းပါ။ ဥပမာၿပရရင္ saturated hydrocarbon တစ္မ်ိဳးၿဖစ္တဲ့ Propane ပါ။ အေပၚက ဇယားမွာ ၿပထားသလုိပဲ Propane မွာ Carbon သံုးလံုးပါပါတယ္။ ေဖာ္ၿမဴလာက C3H8 ပါ။ Propane ကို ရိုးရုိးရွင္းရွင္း ေဟာဒီလို တည္ေဆာက္လို႔ရပါတယ္။အဲဒီလုိ မတည္ေဆာက္ပဲ ေနာက္တစ္နည္းနဲ႔ တည္ေဆာက္ၾကည့္မယ္ ဆုိရင္ ေဟာဒီလို ပံုသ႑န္ ထြက္ပါတယ္။
ႏွစ္ခုလံုးမွာ Carbon နဲ႔ Hydrogen အေရအတြက္ အညီအမွ်ပဲ ပါၾကပါတယ္။ ေဖာ္ၿမဴလာကလည္း တူတူပါပဲ။ ဒါေပမယ့္ တကယ္တမ္း တည္ေဆာက္ၾကည့္လိုက္တဲ့အခါက်ေတာ့ ဓာတ္ေပါင္းဖြဲ႔ပံုက ႏွစ္မ်ိဳးကြဲသြားပါတယ္။ အဲဒီလုိ ကြဲၿပားေနတတ္တဲ့ နာမည္တူ၊ ပါ၀င္မွုညီမွ်တဲ့ ဓာတ္ေပါင္းေတြကို Isomer ေတြလို႔ ေခၚၾကပါတယ္။ ဒီေလာက္ဆုိရင္ စာဖတ္သူလည္း Isomer ကို သေဘာေပါက္ေလာက္ပါၿပီ။
Isomer ေတြ နဲ႔ ဓာတ္ေပါင္းဖြဲ႔စည္းပံု အေၾကာင္းေတြကို ေၿပာရင္းနဲ႔ ေနာက္ထပ္ထူးၿခားတာ တစ္ခုကိုဆက္ေၿပာပါ့မယ္။ တခါတရံက်ေတာ့ electron ဆြဲအားအရ အတည္ၿငိမ္ဆံုးသ႑န္ကို ဓာတ္ေပါင္းက ယူတဲ့အခါမွာ အ၀ိုင္းသ႑န္ bond ေတြ ၿဖစ္သြားတတ္ပါတယ္။ အဲဒီလုိ အခါမ်ိဳးက်ေတာ့ အဲဒီ ဓာတ္ေပါငး္ရဲ႕ နာမည္ေရွ႕႔မွာ cyclo- ဆိုတာကို ေပါင္းထည့္ေပးရပါတယ္။ ဥပမာ၊ Carbon ငါးလံုးပါတဲ့ pentane ဆုိရင္ cyclopentane ေပါ့။ အဲဒီလို မွည့္ေခၚရပါတယ္။ (*** cyclo-methane နဲ႔ cyclo-ethane ရယ္လုိ႔ မရွိပါဘူး။)
အခုဆိုရင္ Hydrocarbon ေတြအေၾကာင္း အေၿခခံအေတာ္မ်ားမ်ားကို ေဖာ္ၿပလုိ႔ ၿပီးသြားပါၿပီ။ ေနာက္တစ္ပို႔စ္က်ေတာ့မွပဲ Alkane, Alkene ေတြ အေၾကာင္းကို ဆက္ေ၇းပါ့မယ္။

(ဆက္ရန္)

O_o Basics- 5 Carbon

Carbon ဟာ ကမာၻေပၚက သက္ရွိေတြ အားလံုးအတြက္ အေရးပါတဲ့ element တစ္ခုပါ။ သက္ရွိသက္မဲ့ ကမာၻေပၚမွာ ရွိရွိသမွ် အရာအားလံုးနီးပါးကို C, H, O နဲ႔ N လုိ႔ေခၚတဲ့ Oxygen, Carbon, Hydrogen, Nitrogen တို႔နဲ႔ ဖြဲ႔စည္းထားပါတယ္။ သက္၇ွိေတြအားလံုး ဖြဲ႔စည္းထားတဲ့ ေမာ္လီက်ဴးေလးေတြကိုလည္း Carbon ပါတဲ့ bond ေတြအမ်ားစုနဲ႔ပဲ ဖြဲ႔စည္းထားပါတယ္။ သက္ရွိေတြရဲ႕ အစာအာဟာရကိုပဲၾကည့္ဦးမလား Carbon ပါပါတယ္။ အဲတာေၾကာင့္မုိ႔ Carbon အေၾကာင္းကို အခုလုိ တစ္ပုိ႔စ္ သပ္သပ္တင္ဖုိ႔ ၾကိဳးစားရတာပါ။

Carbon ရဲ႔ atomic number က ၁၂ ပါ။ သူ႔မွာ electron ၄ လံုးတိတိ အၿပင္ဘက္အက်ဆံုး orbit မွာပုိေနပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္မုိ႔ bond ေလးခု ၿဖစ္တည္နိုင္ပါတယ္။ မ်ားေသာအားၿဖင့္ သဘာ၀အတုိင္းအရကေတာ့ H, O နဲ႔ N ေတြနဲ႔ပဲ ဓာတ္ၿပဳတတ္ပါတယ္။

Carbon with 4 bonds

အလြယ္ဆံုးဥပမာေပးရင္ CH4 သုိ႔ methane ပါပဲ။ Carbon တစ္လံုးကို Hydrogen ေလးလံုးက ၀ိုင္း၀န္းဓာတ္ၿပဳထားပါတယ္ (စကားလံုးၾကီးက ေၾကာက္စရာၾကီးေနာ္၊ ၀ိုင္း၀န္း ဓာတ္ၿပဳတယ္ဆိုေတာ့ကာ..:P) Bond angle လုိ႔ေခၚတဲ့ Hydrogen တစ္လံုးနဲ႔ တစ္လံုးၾကားက ေဒါင့္ခ်ိဳး ဒီဂရီက ၁၀၉.၅ ပါ။ ေစာေစာက P orbital ေတြဟာ ၉၀ ဒီဂရီ ေထာင့္ရွိၾကတယ္ ေၿပာခဲ့ဖူးမယ္ ထင္ပါတယ္။ အခုက်ေတာ့ ဘာၿဖစ္လု႔ိ P orbital မွာ ၿဖစ္ရက္နဲ႔ ၁၀၉.၅ ဒီဂရီ ရွိရလဲဆုိတာကို ေၿပာရရင္ ဒီ bond မွာ S orbital နဲ႔ P orbital ေတြက electron ေတြက H ေမာ္လီက်ဴးေတြကို ဆြဲငင္ေနလို႔ပါပဲ။ sp3-hybridized bonds လုိ႔ ေခၚလို႔ရပါတယ္။ electron ေတြဟာ သူတုိ႔အတြက္ တည္ၿမဲမွဳ အမ်ားဆံုးအေၿခအေနကိုပဲ ယူၾကတာ ၿဖစ္တဲ့အတြက္ bond အေၿခအေနေတြကို Organic chemistry မွာ ပံုေသသတ္မွတ္လုိ႔ မရပါဘူး။ methane ေမာ္လီက်ဴးပံုသ႑န္ကို ေအာက္မွာ ၿပသထားပါတယ္။

Carbon with 3 Atoms

ဒီတစ္ခါ ဥပမာေပးမယ့္ compound ကေတာ့ ethene ပါ။ ethene မွာ Carbon ႏွစ္လံုးနဲ႔ Hydrogen ေလးလံုး ပါပါတယ္။ အဆင္အေၿပဆံုး electron အေနအထားကို အလိုအေလ်ာက္ ေၿပာင္းလဲသြားတာမို႔ ဒီ compound မွာ sp-hydrizied bond ေတြ ပါပါတယ္။ အဲဒီလို hybrid ၿဖစ္သြားတဲ့အတြက္ P orbital ေတြခ်ည္းသက္သက္ ၉၀ ဒီဂရီကေနၿပီးေတာ့ hybrid ၁၂၀ ဒီဂရီကို ေၿပာင္းလဲသြားပါတယ္။ ပါ၀င္တဲ့ Carbon ႏွစ္လံုးရဲ႔ ၾကားမွာေတာ့ double bond နဲ႔ ဆက္စပ္ထားပါတယ္။ ေအာက္မွာ ethene ရဲ႕႔ ဖြဲ႔စည္းပံုကို ၿပသထားပါတယ္။

Carbon with 2 Atoms

ဒီတစ္ခါေတာ့ acetylene ကို လြယ္ကူတယ္လုိ႔ ယူဆတာမို႔ အဲတာနဲ႔ ဥပမာေပးပါမယ္။ acetylene မွာ Carbon ႏွစ္လံုးပါပါတယ္။ ၾကားမွာ triple bond နဲ႔ ဆက္စပ္ထားလို႔ အဲဒီ Carbon ႏွစ္လံုးၾကားမွာ electron ၆လံုးကို မွ်ေ၀ထားတယ္လု႔ိ ေၿပာလို႔ရပါတယ္။ Carbon နွစ္လံုးရဲ႕႔ တစ္ဘက္စီမွာေတာ့ Hydrogen တစ္လံုးစီက ေပါင္းစပ္တည္ရွိေနပါတယ္။ Bond angle ႏွစ္ခုလံုးက ၁၈၀ ဒီဂရီပါ။ ေအာက္ဘက္မွာ ဖြဲ႔စည္းထားပံုကို နမူနာၿပထားပါတယ္။
ကာဗြန္အေၾကာင္းကေတာ့ ဒီေလာက္ဆုိရင္ ေတာ္ေလာက္ၿပီလို႔ ယူဆပါတယ္။ ေနာက္တစ္ပို႔စ္မွာ organic chemistry အေၿခခံ အစစ္ေတြကို စပါမယ္။ အခုထိကေတာ့ ရိုးရိုး chemistry အေၿခခံေတြပဲ ရွိပါေသးတယ္။ (ဆက္ရန္)

O_o Basics- 4 Pi & Sigma

ေစာေစာကပို႔စ္က ေၿပာထားသလို ကာဗြန္ အေၾကာင္းကို ဆက္ေၿပာပါ့မယ္။ မေၿပာခင္မွာ bonding အေၾကာင္း နည္းနည္းက်န္ေသးတာကို ဆက္ေၿပာၿပပါ့မယ္။ ပို႔စ္၃ မွာ သဘာ၀အတုိင္းၿဖစ္တည္ေနသမွ် အရာအားလံုးဟာ covalent bond ေတြေၾကာင့္ခ်ည္း ၿဖစ္ၾကတယ္လို႔ ေၿပာခဲ့ဖူးပါတယ္။ Covalent bond ေတြမွာ တစ္ခုေသာ element က ပုိၿပီးေတာ့ ဆြဲငင္အား ေကာင္းတာမ်ိဳးကို ေတြ႔ရတတ္ပါတယ္။ အဲဒီအခါက်ေတာ့ electron ေတြဟာ ဆြဲငင္အားပိုသာတဲ့ဘက္ကို ပိုမိုနီးကပ္သြားတဲ့အတြက္ Polar bond ဆိုတာ ၿဖစ္ေပၚလာပါတယ္။ အဲလို ၿဖစ္လာရင္ formal charge ဆုိတာလည္း ၿဖစ္လာပါတယ္။ အမွန္ေတာ့ formal charge ဆိုတာ electron မွ်တာ သို႔ ေပးလွဴတာ သို႔ လက္ခံတာေတြေၾကာင့္ element မွာ ၿဖစ္ေပၚလာတ့ဲ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္ပါ။ electron လက္ခံတဲ့ဘက္က အနုတ္လကၡဏာၿပၿပီး ေပးေ၀တဲ့ဘက္က အေပါင္းဓာတ္ကို ရပါတယ္။ electron မွာ အနုတ္ဓာတ္ (အမဓာတ္) ရွိလို႔ပါ။ အဲဒီလို ေနာက္ဆံုးရလဒ္အၿဖစ္ရတဲ့ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္ (formal charge) ကို တြက္ခ်က္ၿပီး ထုတ္ယူလုိ႔ရပါတယ္။ ေဖာ္ၿမဴလာကေတာ့ -

formal charge
=
group number - unshared electrons - half of shared electrons


မ်ားေသာအားၿဖင့္ Polar covalent bond ေတြမွာ အဲဒီ ရလဒ္ကို တြက္ထုတ္ဖုိ႔ လုိေလ့ရွိတတ္ပါတယ္။ Polar covalent bonding နွစ္မ်ိဳးရွိပါတယ္။ Sigma နဲ႔ Pi ပါ။ Sigma bonding ကေတာ့ ရွင္းပါတယ္။ S orbital ေတြက တစ္ခုနဲ႔တစ္ခု ထပ္ေနပါတယ္။ P orbital ဆုိရင္ေတာ့ ေက်ာခ်င္းကပ္ေနတတ္ၾကပါတယ္။ P orbital နဲ႔ S orbital ဆိုရင္ေတာ့ S orbital က P orbital ရဲ႕ ေခါင္းဘက္မွာ သြားထပ္ေနတတ္ပါတယ္။ ေအာက္မွာ ပံုနဲ႔ ရွင္းၿပထားပါတယ္။

Pi bond မွာေတာ့ Sigma နဲ႔ မတူပဲ P orbital မွာပဲ ၿဖစ္ေလ့ရွိပါတယ္။ မ်ဥ္းၿပိဳင္ တည္ရွိေနၾကတဲ့ P orbital ႏွစ္ခုဟာ တစ္ခုနဲ႔ တစ္ခု ေက်ာခ်င္း ထပ္ေနရံုတင္မကပဲ ေဘးခ်င္းပါ ထပ္ေနတာပါ။ အဲဒီလို တည္ရွိေနရင္ အဲတာ Pi bond ပါ။ ေအာက္မွာ Pi bond ကိုပံုနဲ႔ ၿပသထားပါတယ္။

ေနာက္တစ္ပို႔စ္မွာ Carbon အေၾကာင္းကို ဆက္ေရးပါ့မယ္။

(ဆက္ရန္)

Thursday, October 1, 2009

O_o Basics - 3

အခုဆက္ၿပီး bonding ေတြအေၾကာင္းကို ေရးၾကည့္ပါမယ္။ အရမ္းကို လြယ္ကူေနရင္လညး္ ေက်ာ္သာသြားၾကပါ။ အေၿခခံမတင္ရေသးလုိ႔ အရင္တင္ၿဖစ္ေအာင္လို႔ အၿမန္ဆံုးေရးသားသြားပါ့မယ္။

ပထမဆံုး element ေတြ အကုန္လံုးကို စုထည့္ထားတဲ့ Periodic Table အေၾကာင္းစေၿပာပ့ါမယ္။ PTလို႔ပဲ ေခၚပါရေစ။ PTမွာ ေဒါင္လိုက္ ၇တန္းပါၿပီး အလ်ားလိုက္ ၇တန္းပါပါတယ္။ ေအာက္မွာ ပံုနွင့္တကြ ေဖာ္ၿပထားပါတယ္။
အဲဒီ periodic tableကိုပဲ electron ပါ၇ွိမွဳနဲ႔ ခြဲၿခားၿပထားတာကို ဆက္လက္ရွဳစားၾကည့္ပါ။
နည္းနည္းဆက္ရွင္းရင္ ေဒါင္လိုက္တန္း ေတြမွာ တူေနၾကတဲ့ element ေတြက အရည္အေသြးနဲ႔ သဘာ၀ေတြ တူညီၾကၿပီးေတာ့ အလ်ားလိုက္တန္းေတြမွာ တူညီတဲ့ element ေတြကေတာ့ အကာ အေရအတြက္ တူညီၾကပါတယ္။ ပထမဆံုး element နွစ္မ်ိဳးၿဖစ္တဲ့ Hydrogen နဲ႔ Helium ကလဲြရင္ က်န္တဲ့ element ေတြ အားလံုး shell အကာ တစ္ခုထက္ပုိၿပီး ပါၾကပါတယ္။ Periodic Table ဆိုတာ element ေတြကို စုစည္းထားၿခင္းသက္သက္ပါပဲ။ ဒီေလာက္ဆုိရင္ စာဖတ္သူလည္း periodic table ကို နားလည္ေလာက္ၿပီလိ႔ုထင္ပါတယ္။

အခုေနာက္ပိုင္းမွာ element ေတြ တစ္ခုနဲ႔ တစ္ခု ဓာတ္ၿပဳပံုကို ေရးသားပါမယ္။ element ေတြကို သတၱဳ -metal၊ သတၱဳမဟုတ္ေသာ element မ်ား (ဘယ္လို ဗမာလို ေခၚရမွန္း မသိေတာ့လုိ႔ပါ :P) - nonmetals ၊ ေဟလိုဂ်င္ ဓာတ္ေငြ႔ - Halogen ဆုိၿပီး သံုးမ်ိဳး သံုးစားအၿပင္ ကန္႔လန္႔ အေၿခအေနမွာရွိတဲ့ element မ်ားကိုလည္း အမ်ိဳးအစားထပ္ခြဲလို႔ရပါေသးတယ္။ အေပၚက ပထမပံုကို ရွဳစားပါ။

Ionic Bonding

ဒီဓာတ္ၿပဳမွဳက metal ေတြနဲ႔ non-metal ေတြ ၾကားမွာၿဖစ္ပါတယ္။ တခ်ိဳ႔ေသာ element ေတြရ႕ဲ႔electron ေတြက အၿပင္ဆံုး shell ထဲကို တစ္ခုတည္း ပို႔ထားသလို ပိုေနေစတတ္ပါတယ္။ အဲလိုပဲ တခ်ိဳ႔ေသာ element ေတြရဲ႕ ဖြဲ႕စည္းပံုက်ေတာ့လည္း shell တစ္ခုကုိ အၿပည့္အ၀မၿဖစ္ေစပဲ တစ္လံဳးတည္းေသာ electron သို႔ နွစ္လံဳးေသာ electron စသၿဖင့္ လုိေနေစပါတယ္။ အဲဒီလိုၿဖစ္ေနတဲ့အခါမွာ လိုအပ္တဲ့ electron ကို ေပးနုိင္တဲ့ ပိုလွ်ံေနတဲ့ element က လိုအပ္ေနတဲ့ element အနီးအနားကို ေရာက္သြားခဲ့လွ်င္၊ အကယ္ရ်္ တစ္ခုေသာ element က ေနာက္တစ္ခုထက္ပိုၿပီးေတာ့ ဆြဲငင္အား ေကာင္းခဲ့ရင္ အားနည္းၿပီး electron လညး္ပိုေနတဲ့ element က သူ႔ရဲ႕ ပိုေနတဲ့ electron ကို စြန္႔လႊတ္လိုက္ရပါတယ္။ အဲဒီလို စြန္႔လႊတ္လိုက္တဲ့အတြက္ နွစ္ခုလံုးေသာ element ေတြဟာ neutral မဟုတ္ေတာ့ပဲ လွ်ပ္စစ္ဓာတ္ကို ရရွိလာပါတယ္။ electron တစ္ခု ေပးလိုက္သူက အေပါင္းဓာတ္ကို သို႔ ဖိုဓာတ္ကို ရရွိၿပီး၊ ယူလိုက္သူက အနွုတ္ဓာတ္ သုိ႔ မဓာတ္ေတြကို ရလဒ္အၿဖစ္ ရရွိၾကပါတယ္။ အဲဒိလို ၿဖစ္သြားတဲ့အတြက္ element ႏွစ္ခုလံုးရဲ႕ elelctron တည္ၿမဲမွဳဟာ ပိုမို ခုိင္မာသြားပါတယ္။

Covalent Bonding

ဒီတစ္မ်ိဳးကေတာ့ အေပၚက ionic bonding လို တစ္ဖက္က ပိုအားေကာင္းစရာမလိုေတာ့ပါဘူး။ ပုိေနတဲ့ electron ေတြကို တစ္ဘက္ဘက္က လံုး၀စြန္႔လႊတ္ဖို႔ မလုိေတာ့လို႔ပါ။ Covalent bonding ဟာ nonmetal နဲ႔ ဓာတ္ေငြ႔ ေတြမွာပဲ အမ်ားစု ၿဖစ္ေလ့ရွိတတ္ၾကပါတယ္။ element ႏွစ္ခု သုိ႔ နွစ္ခုထက္ပိုမိုပါ၀င္ၿပီး cavalent bonding ၿဖစ္နုိင္ပါတယ္။ နွစ္ခုလံုးေသာ atom ေတြဟာ shellကို ၿဖည့္စည္းဖုိ႔ electron တစ္လံုး သို႔ တစ္လံုးထက္ပိုမို ရွိေနရင္ အဲဒီ လုိအပ္ေနတဲ့ electron အေရအတြက္ကို မွ်တဖုိ႔ အတြက္ ေပါင္းစည္းနိုင္ၾကပါတယ္။ အဲဒီလို ေပါင္းစည္းလိုက္တဲ့အခါ အဲဒီ atom ႏွစ္ခုဟာ တစ္ပူးတည္း ၿဖစ္သြားၾကပါတယ္။ သဘာ၀အတိုင္း တည္ရွိေနၾကတဲ့ အရာအားလံုးဟာ covalent bond ေတြေၾကာင့္ ၿဖစ္လာၾကတာမ်ားပါတယ္။ ေအာက္မွာ နမူနာကို ပံုနဲ႔ ၿပထားပါတယ္။ Oxygen နဲ႔ Hydrogen ႏွစ္လံုး ေပါင္းစပ္လုိ႔ ေရၿဖစ္လာပံုပါ။

ဒီေလာက္ဆုိရင္ အဓိက ဓာတ္ၿပဳပံုနွစ္မ်ိဳးကို အက်ဥး္ခ်ဳပ္ ေဖာ္ၿပၿပီးၿပီလုိ႔ထင္ပါတယ္။ ေနာက္ထပ္ ဆြဲငင္အား နွစ္မ်ိဳး ( Van der Waals Force နဲ႔ Electrostatic Charge) တို႔ေၾကာင့္လည္း bonding ေတြ ၿဖစ္ လာ နုိင္ပါေသးတယ္။

အခုဆုိရင္ အလြန္အေၿခခံက်တဲ့ အရာမ်ားကို ေရးသားလုိ႔ ၿပီးသြားပါၿပီ။ ေနာက္တစ္ပို႔စ္မွာ သက္ရွိေတြအတြက္ အေရးအၾကီးဆံုး element တစ္ခု ၿဖစ္တဲ့ carbon အေၾကာင္း ဆက္ေ၇းပါ့မယ္။

(ဆက္၇န္)