ایموبیلیزاسیون رودوکوکوس اریتروپولیس r1 و کاربرد آن در سولفورزدایی از دی بنزوتیوفن در محیط دوفازی

سوخت های حاصل از نفت، حاوی انواع ترکیبات آلی سولفوردار هستند که در هنگام سوختن آن ها، ترکیبات سمی سولفور دی اکسید تولید و منجر به ایجاد آلودگی اتمسفر و خاک می شود.طی مرحله هیدرودسولفوریزاسیون نفت خام در پالایشگاه برای حذف سولفور، ترکیبات آلی سولفوردار از جمله دی بنزوتیوفن (dbt)، بدون تغییرباقی می مانند. ترکیب dbt اغلب به عنوان یک مدل برای انجام آزمایش های سولفورزدایی زیستی استفاده می شود. اهداف این پایان نامه مشتمل بر ایموبیلیزه کردن رودوکوکوس اریتروپولیس سویه r1 با استفاده از کلسیم آلژینات و نانومگنت، بررسی راهکار های افزایش قدرت سولفورزدایی سلول های ایموبیلیزه و همچنین جداسازی میکروارگانیسم های جدید با توانایی تبدیل dbt به 2- هیدروکسی بی فنیل (2-hbp) می باشد. ایموبیلیزاسیون سویه r1 از طریق کلسیم آلژینات انجام گرفت و تاثیر فاکتور های مختلف شامل قطر کپسول های آلژینات، غلظت آلژینات، سورفکتانت های غیر یونی و همچنین تاثیر نانو گاما اکسید آلومینیوم بر میزان سولفورزدایی در طراحی آزمایش به روش تاگوچی بررسی گردیدند. آزمایش های طراحی شده در این حالت، در محیط دو فازی انجام گرفت و میزان مصرف dbt و تولید 2-hbp از طریق hplc آنالیز شد. تاثیر فاکتور ها بر سولفورزدایی به صورت زیر به دست آمد: نانو اکسید آلومینیوم < سورفکتانت < اندازه دانه های آلژینات < غلظت آلژینات. همچنین مورفولوژی سطح و برش عرضی دانه های آلژینات و جذب نانو ذرات اکسید آلومینیوم در سطح سلول ها، از طریق میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) مطالعه شد و درصد سلول های زنده (viability) محصور در کپسول های آلژینات بوسیله فلوسیتومتری اندازه گیری شد و مشخص شد که درصد باکتری های زنده پس از چهار مرحله واکنش، 74% بود. علاوه بر این، از کوفاکتور های nad و fad در جلوگیری از کاهش قدرت سولفورزدایی سلول های ایموبیلیزه در استفاده های مکرر استفاده شد. تولید نانو مگنت به دو روش شیمیایی مختلف انجام گرفت و ویژگی های مغناطیسی و مورفولوژیکی آن ها بوسیله آزمایش هایی همچون طیف نگاری تفرق اشعه ایکس (xrd) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem) مورد بررسی قرار گرفت. نانو-مگنت مناسب، جهت انجام ایموبیلیزاسیون مورد استفاده قرار گرفت و فاکتور های موثر بر سولفورزدایی، جهت طراحی آزمایش انتخاب شد. طراحی آزمایش باکس-بنکن بر پایه روش سطح-پاسخ (rsm) انجام پذیرفت و آزمایش های طراحی شده، در محیط دو فازی انجام گرفت. میزان مصرف dbt و تولید 2-hbp از طریق gc-fid اندازه گیری شد. حداکثر تولید 2-hbp در غلظت mm dbt 76/6 و دمای 63/29 و 84/6 ph به دست آمد. علاوه بر ایموبیلیزاسیون سویه r1 به دو روش ذکر شده، جداسازی میکرو ارگانیسم های سولفورزدا جهت دستیابی به سویه های میکروبی جدید با توان تولید 2-hbp از dbt انجام گرفت. دو سویه باکتریایی از خاک های آلوده به نفت و گازوئیل مناطق مختلف ایران جداسازی شد و در پایگاه اطلاعاتی ncbi به عنوان سویه جدید به نام های رودوکوکوس اریتروپولیس pd1 با شماره دسترسی jx625154 و پانی باسیلوس والیدوس pd2 با شماره دسترسی kc161368 ثبت گردیدند. فاکتور های موثر بر میزان سولفورزدایی سویه های جدید به روش یک فاکتور در هر زمان، انتخاب شده و از طریق طراحی آزمایش باکس-بنکن، تاثیر هر فاکتور در حالت رشد (محیط آبی) و حالت استفاده از بیومس سلولی (محیط دو فازی)، بر میزان سولفورزدایی و همچنین بر سایر فاکتور ها مورد ارزیابی قرار گرفت. آنالیز های سویه pd1 از طریق hplc و آنالیز های سویه pd2 از طریق gc-fid انجام شد. بهینه دما، ph و غلظت dbt در سولفورزدایی سویه pd1 به ترتیب 37/26، 72/6 و 37/7 و برای سویه pd2 به ترتیب 73/27، 62/6 و 86/7 به دست آمد. در بخش بیوانفورماتیک، مدل سه بعدی آنزیم dszc (آنزیم کلیدی مسیر 4s در سولفورزدایی از dbt) پیش بینی شد و با استفاده از نرم افزار mvd، جهش های نقطه ای در ساختار آنزیم، جهت افزایش میزان هدروفوبیسیته انجام گرفت. نتایج حاصل نشان داد که با اعمال این موتاسیون ها می توان به آنزیم با قابلیتهای بهتر در سولفور زدایی از dbt در محیط دو فازی دست یافت. سلول های ایموبیلیزه شده به دو روش استفاده از کلسیم آلژینات و نانو مگنت و همچنین سویه های باکتریایی جداسازی شده، می توانند کاندیدا های مناسبی جهت سولفورزدایی از نفت خام هیدرودسولفوریزه شده در پالایشگاه محسوب شوند.