تولید میکروبی نانوذرات اکسید منگنز، نقره، پالادیم ، طلا و نانوذرات دو فلزی پالادیم-طلا

نانوذرات فلزی کاربرد وسیعی در علوم مختلف از جمله مهندسی مولکولی، نانوالکترونیک، نانوربات ها ، نانوپزشکی، زیست شناسی و کاتالیست ها دارند. یکی از جنبه های مهم علم نانوتکنولوژی دستیابی به سنتز نانوذرات به روش های کاملاً دوست دار طبیعت و قابل اطمینان می باشد. به خوبی مشخص شده است که در طبیعت ارگانیسم های پرسلولی و تک سلولی قادرند نانوذرات را به صورت داخل سلولی و یا برون سلولی سنتز نمایند. اهداف این تحقیق، مشتمل بر تولید میکروبی نانوذرات (اکسید منگنز، نقره، پالادیم و طلا و نانوذرات دوفلزی)، بررسی ویژگی ها و تعیین مکانیسم درگیر در سنتز نانوذرات بود. در جداسازی باکتری اکسید کننده و تولید کننده نانوذرات اکسید منگنز از محیط کشت تخصصی k استفاده شد. در سنتز نانوذرات دیگر با استفاده از احیاء زیستی فلزات نقره ،طلا و پالادیم صورت پذیرفت. ویژگی های تمامی نانوذرات از جمله مرفولوژی، اندازه و ساختار شیمیایی آنها توسط تکنیک های از جمله tem ,xrd ,edax ,sem و ftir تعیین شد. در این پایان نامه برای اولین بار، سویه باکتریای با توانایی اکسیداسیون کلرید منگنز و تولید بیونانودرات خارج سلولی اکسید منگنز با ترکیب شیمیایی با نامbixbyite و فرمول مولکولی ازmn2o3 آب دریای خلیج فارس جداسازی شد. سویه مورد نظر را از بر اساس خصوصیات مورفولوژیکی، تست های بیوشیمیایی و تعیین توالی 16srrnaشناسایی شد و تحت نام علمی آسینتوباکتر bh1 در بانک اطلاعاتی ncbi با شماره jn11860 ثبت شده است. در سنتز این بیوناذرات آنزیم اکسید کننده منگنز نقش فعالی دارد که این آنزیم در طی فاز سکون و به صورت القائی تولید شد. بیونانوذرات اکسید منگنز کاملاً زیست سازگار بودند و همچنین توانایی بالای در جذب سطحی و کاهش فلزات مختلف ازجمله سرب، منگنز، نیکل، و روی و برخی از املاح از جمله سدیم و پتاسیم موجود در شیرابه دارا بودند. با توجه به اهمیت سنتز زیستی نانوذرات نقره، در این پایان نامه موفق به غربالگری باکتری شوانلا اونی دنسیس از میان باکتری های کلکسیون کشت میکروبی و باکتری های استاندارد با توانایی سنتز این نانوذرات شدیم. بیونانوذرات نقره به طور فعالانه توسط بیوماس زنده و به میزان کم توسط مایع عاری از سلول باکتری با مکانیسمی کاملاً وابسته به پروتئین سلولی صورت پذیرفت . نانوذرات پالادیم از جمله مهمترین نانوکاتالیست های ده اخیر با توانای کاربردی بالا می باشند. در این پایان نامه برای اولین بار در ایران بیوسنتز این نانوذرات را با روش کاملاً زیستی با استفاده از باکتری فلز دوست کوپراویدوس نکاتور به ثبت می رسانیم. این باکتری توانایی بالای در سنتز این نانوذره با مکانیسمی غیر وابسته به سیستم آنزیمی سلول و در اثر میانکنش های الکتروستاتیک میان گروه عاملی آمین موجو در دیواره سلول و کاتیون پالادیم دارد. برای اولین بار فعالیت این بیونانوذرات در کاتالیست نمودن واکنش احیاء ترکیب پارانیتروفنل در این تحقیق سنجیده شد. و نتایج قابل ملاحظه ای در مقایسه با نانوذرات تجاری خریداری شده نشان دادند. خصوصیات شگفت آرو نانوذرات طلا و زیست سازگار بودن این نانوذرات سبب کاربرد وسیع آن در علوم پزشکی شده است. در این پایان نامه برای اولین بار ، توانستیم با استفاده از با باکتری فلز دوست کوپراویدوس نکاتور نانوذرات طلا را با یکنواختی مناسب سنتز نمایم و مکانیسم مولکولی در گیر در سنتز نانوذرات به دقت بررسی شد. نانوکاتالیست های پایدارتر و تواناتر از نانوذرات پالادیم، نانوذرات دوفلزی پالادیم- طلا می باشند. میانکنش سینرژیک میان طلا و پالادیم این توانایی خارق العاده را در این نانوذرات بوجود می آورد. در این تحقیق برای اولین بار با الهام از فعالیت باکتری فلز دوست کوپراویدوس نکاتور در سنتز دو نانوذره پالادیم و طلا موفق به سنتز بیونانوذرات دوفلزی با توانایی کاتالیستی برتری به نانوذرات تک فلزی دست یافتیم.