ساخت و عامل دار کردن مواد کامپوزیتی با حفرات نانویی برای جداسازی نانوذرات بیولوژیکی در بستر توسعه یافته

جذب سطحی بستر توسعه یافته یک فناوری جامع، برای جداسازی مستقیم محصول بیولوژیکی مورد نظر از خوراک بیولوژیکی غیرشفاف می باشد. مزیت این روش نسبت به سایر روش های جداسازی این است که مراحل سانتریفیوژ، تغلیظ، فیلتراسیون و جداسازی اولیه پروتئین ها در یک مرحله انجام می شود. ساخت جاذب با ویژگی های مناسب، برای تشکیل یک بستر توسعه یافته پایدار ضروری است. در این تحقیق ساختار شیمیایی (با پوشش 4 درصد پلیمر آگار بر روی پودر نیکل) با حفرات نانویی به منظور جذب ذرات بیولوژیکی/ نانو ذرات بیولوژیکی بر مبنای روش امولسیون آب در روغن، آماده شده اند. به منظور بررسی مورفولوژی ذرات آماده شده، میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی پویشی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داده است که ذرات جاذب آماده شده دارای ظاهر کاملاً کروی می باشند و دانسیته مرطوب آن تقریباً g/ml 78/2-64/1، محتوای رطوبت % 74/62-34، میانگین اندازه ذات mµ 41/383-77/344، درصد تخلخل % 98-90، اندازه حفرات nm 140-30 است. در ادامه این تحقیق، اثر دانسیته ذرات جاذب آگار-نیکل بر عملکرد بستر توسعه یافته از لحاظ ویژگی های هیدرودینامیکی بررسی شده است. نتایج حاصل نشان داد که با افزایش دانسیته جاذب، ضریب پراکندگی محوری افزایش یافته است. و همچنین در یک سرعت ثابت با افزایش دانسیته جاذب، ضریب بسط بستر کاهش یافته است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که ذرات جاذب آگار-نیکل ویژگی های بسط و پایداری خوبی از خود نشان داده اند و از لحاظ عملکرد برای فرایند های بستر توسعه یافته مناسب هستند. سپس، از طریق پیوند کوالانسی لیگند میل ترکیبی کاذبreactive blue 4 (rb4)، بر روی هر دو ساختار آگار-نیکل و جاذب تجاری streamline به نظور تهیه جاذب های میل ترکیبی کاذب تثبیت گردید. آلبومین سرم گاوی (bsa) به عنوان پروتئین هدف به منظور بررسی خصوصیات جذب جاذب آگار-نیکل عامل دار شده، در سیستم های جذب ناپیوسته و بستر جذب سطحی توسعه یافته، انتخاب شد. اثر پارامترهایی چون ph و قدرت یونی محلول پروتئینی بر عملکرد جذب بررسی شد. طبق نتایج بدست آمده ایزوترم جذب تعادلی از مدل لانگمیر پیروی می کند. بیشینه ظرفیت جذب تعادلی (01/64 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) در مقایسه با جاذب تجاری (54 میلی گرم بر میلی لیتر جاذب) مقدار بالاتری را نشان داد. از مدل سینتیک شبه درجه یک و شبه درجه دو برای توصیف داده های سینتیکی استفاده شد. بررسی ها نشان داد، مدل سینتیک شبه درجه اول مدل مناسب تری برای توصیف داده های تجربی می باشد. دینامیک جذب و عوامل تاثیر گذار بر بازدهی فرایند جذب پیوسته، در یک ستون به قطر داخلی 1 سانتی متر بررسی شد. منحنی های رخنه در شدت جریان های بالاتر و غلظت اولیه بیشتر دارای شیب بیشتری می باشد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب دینامیکی با افزایش سرعت جریان و کاهش غلظت اولیه محلول ورودی کاهش یافت. جاذب های آگار-نیکل در مقایسه با جاذب های تجاری پتانسیل عملکرد بهتری در سیستم جذب ناپیوسته و سیستم جذب سطحی بستر توسعه یافته داشته اند. در ادامه این تحقیق، جذب نانو ذرات پروتئینی bsa، توسط جاذب آگار- نیکل تحت شرایط عملیاتی مشابه مورد ارزیابی قرار گرفت.