تثبیت عامل بر مواد جاذب با حفرات نانویی و ارزیابی آن برای جداسازی نانوذرات بیولوژیکی

عملکرد ساختار شیمیایی آگارز-نیکل به عنوان سری جدیدی از ساختار پایه ی جاذب های بستر توسعه یافته در جذب پروتئین و نانوذرات بررسی و با ساختار تجاری streamline مقایسه شد. برای این منظور، لیگند میل ترکیبی reactive green 19(rg19) ، برای تهیه ی جاذب میل ترکیبی، بر روی هر دو ساختار آگارز-نیکل و ماده ی تجاری تثبیت شد. جاذب های تثبیت شده با rg19 در آزمایش های جذب پروتئین آلبومین سرم گاوی (bsa) و لیزوزیم به عنوان پروتئین های مدل، در سیستم های ناپیوسته و بستر توسعه یافته (پیوسته) بررسی شدند. اثر پارامترهایی چون ph و قدرت یونی محلول پروتئینی بر عملکرد جذب به دست آمده و در آزمایش های جذب اعمال شد. آزمایش های جذب در سیستم ناپیوسته، در مقایسه با جاذب های تجاری (4/24 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) بیشینه ی ظرفیت جذب تعادلی بالاتری (4/31 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) نشان دادند در حالی که بررسی اثر زمان تماس بر میزان جذب، نشان داد که جاذب های آگارز-نیکل مانند جاذب تجاری سرعت جذب بالایی (70 درصد جذب در 30 دقیقه ی اول فرآیند) دارند. داده های تعادلی آزمایشگاهی با دو مدل هم دمای لانگمیر و فرندلیچ آنالیز شده و با مدل لانگمیر مطابقت بهتری داشت. هم چنین مدل های سینتیکی شبه درجه ی اول و شبه درجه ی دوم برای توصیف رفتار سینتیکی جذب استفاده شدند. در آزمایش های جذب در بستر توسعه یافته اثر پارامترهایی چون غلظت اولیه و سرعت جریان خوراک ورودی بر عملکرد جذب در بستر توسعه یافته، با استفاده از مطالعات منحنی های رخنه بررسی شد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب دینامیکی با افزایش سرعت جریان و کاهش غلظت اولیه ی محلول ورودی کاهش یافت. در مقایسه با جاذب تجاری، جاذب های آگارز-نیکل رفتار رخنه ی قابل قبولی داشته و بررسی منحنی های رخنه در سرعت ثابت 170 سانتی متر بر ساعت، ظرفیت جذب دینامیکی بالاتری را برای جاذب آگارز-نیکل (98/9 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) نشان داد که حدود 90 درصد ظرفیت جذب تعادلی تی باشد. به علاوه با افزایش سرعت جریان تا حدود دو برابر (350 سانتی متر بر ساعت) این نسبت 66 درصد محاسبه شد که نتیجه ی مطلوبی برای فرآیندهای بستر توسعه یافته است. در ادامه جذب نانوذرات پروتئینی bsa با استفاده از جاذب آگارز-نیکل در شرایط عملیاتی مشابه بررسی شد. نتایج سرعت جذب و ظرفیت جذب بالاتری(97/22 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) را در مقایسه با جذب خود bsa، نشان دادند. هم چنین بررسی بازیابی پروتئین و نانوذرات bsa در بستر توسعه یافته نتایج مطلوبی نشان داد. در ادامه ی این تحقیق اثر اندازه ی ذرات جاذب آگارز-نیکل بر عملکرد بستر توسعه یافته از لحاظ ویژگی های هیدرودینامیکی در خوراک های ویسکوز و ویژگی های جذب با استفاده از پروتئین لیزوزیم به عنوان پروتئین مدل، بررسی شد. نتایج این بررسی ها نشان داد که جاذب های کوچک تر دارای پایداری هیدرودینامیکی بیش تر و بازدهی بالاتر در فرآیندهای جذب در بستر توسعه یافته می باشند.