بررسی پدیده جذب بیومولکول ها توسط نانولوله ها به منظور جداسازی و خالص-سازی

چکیده روش های متداول حذف و جداسازی در غلظت های بسیار کم، ناکارآمد یا گران قیمت هستند پس یافتن روش های جدید و نسبتا کارآمد و ارزان قیمت ضروری به نظر می رسد. عدم تصفیه ی مناسب و راه یابی مواد بیولوژیکی مانند آنتی بیوتیک ها از طریق پساب-های داروسازی به آب های سطحی و زیرزمینی، محیط زیست، سلامت انسان و دیگر جانداران را به مخاطره می اندازد. مقاومت باکتری ها و میکروارگانیسم ها و سایر عوامل بیماری زا به آنتی بیوتیک یکی از معضلات مهم در رابطه با تصفیه ی ناکامل پساب های محتوی آنتی بیوتیک و ورود آنتی بیوتیک ها به آب های سطحی، آب های زیر زمینی و ... می باشد. بنابراین راهی جز ساختن تجهیزات مناسب تصفیه ای و آنالیزگرهای کارآمد که حد تشخیص بسیار خوبی داشته باشند باقی نمی ماند. در این تحقیق با اهدافی چون تعیین توانایی نانولوله ها در جداسازی بیومولکول ها از محلول های آبی، بررسی شرایط موثر بر جداسازی، مقایسه توانایی جذب نانولوله ها با سایر جاذب های مورد استفاده برای جذب موارد مشابه و مقایسه بیو مولکول های متفاوت از نظر توانایی جذب، نانولوله های کربنی در فرایند جذب آنتی بیوتیک های خانواده ی سفالوسپورین با غلظت های بسیار کم از پساب مورد استفاده قرار گرفته و قبل از ورود نمونه به دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا یک مرحله پیش تغلیظ و آماده سازی نمونه انجام داده شده است، تا قابلیت اندازه گیری کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا را افزایش یابد. این عملیات در تجهیزاتی به نام استخراج فاز جامد صورت پذیرفته است. سپس توانایی نانولوله ها در این مورد با جاذب دیگری به نام سیلیکاژل مقایسه شده و در انتها قابلیت استفاده ی مجدد از نانولوله ها بررسی گشت. در بخش دیگری از این پایان نامه با افزایش مقادیر غلظت میزان جذب، عوامل موثر بر آن ، مطالعات سینتیکی و بررسی مدل های ایزوترم انجام گرفته است. نتایج حاصل از انجام آزمایش ها مربو ط به بهینه سازی تجهیزات استخراج فاز جامد را می توان چنین خلاصه نمود که حلال مناسب برای شویش سفالکسین و سفکسیم به ترتیب ترکیبی از متانول با آب و تترابوتیل آمونیوم هیدروکسید با استونیتریل می باشد که از میان حجم های انتخابی 5 میلی لیتر بیشترین میزان بازیابی را حاصل نمود. بهترین میزان ph مقدار 5 گزارش شده و با افزایش حجم نمونه میزان بازیابی شدیدأ افزایش می یابد. بررسی های مقایسه ای موید قابلیت به مراتب بهتر نانولوله های کربنی نسبت به سیلیکاژل می باشد. از انجام بخش بعدی آزمایش ها چنین بر می آید که. جذب و استخراج سفالکسین وسفکسیم متأثر از پارامترهای متعدد چون غلظت جذب شونده و جاذب، دما و ph می باشد. ph= 5، دماها و غلظت های جذب شونده-ی پایین تر و غلظت های بالاتر جاذب نتایج حاصل از بهینه سازی این پارامترها بر فرایند جذب است. البته شدت تغییرات جذب با این پارامترها کند می باشد. از دیگر نتایج حاصل از این تحقیق می توان به تطابق خوب داده های آزمایشگاهی با سینتیک مرتبه ی اول و دوم و همینطور ایزوترم های لانگمویر و فرندلیچ اشاره نمود. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که فرایند جذب سفالکسین و سفکسیم توسط جاذب مربوطه بیشتر از سینتیک مرتبه اول پیروی می کند و مقادیر جذب تعادلی درجه یک به مقادیر تجربی نزدیک تر می باشد با مقایسه ثوابت b مربوط به ایزوترم لانگمیر که مبین میل ترکیبی میان سایتهای اتصال و آنتی بیوتیک می باشد، مشخص می شود که این ثابت برای جذب سفالکسین از سفکسیم بیشتر است و در نتیجه سفالکسین با سطح نانولوله پیوند قوی تری را برقرار نموده است. از طرفی با مقایسه ثابت n ایزوترم فرندلیچ که معرف شدت جذب می باشد، در می یابیم که شدت جذب سفکسیم از سفالکسین بیشتر است، حال آنکه جاذب برای سفکسیم ظرفیت جذب پایین تری را دارا می باشد.