با توجه به افزایش روزافزون آلاینده های محیطی و با توجه به این که هیدروکربنهای آروماتیک مشتقات نفتی جزء آلاینده های محیط زیست طبقهبندی می شوند، تجزیه زیستی این آلاینده ها توسط میکروارگانیسم ها در صنعت تصفیه زیستی بسیار حائز اهمیت است. این آلاینده ها از طرق مختلف مثل نشت تانکرهای مخصوص حمل و نقل مواد نفتی محیط زیست را آلوده می کنند. تیمار این ترکیبات با روش های فیزیکی و شیمیایی گران قیمت است اما تصفیه زیستی علاوه بر آن که ارزان تر است، امکان معدنی شدن کامل این ترکیبات را فراهم می کند. در بین این هیدروکربن های آروماتیک تولوئن به دلیل سمیت و خاصیت سرطانزایی اش نگرانی زیادی ایجاد کرده است. تولوئن به میزان زیادی در نفت و مشتقات آن وجود دارد. این ترکیب به میزان زیادی تولید و به عنوان سوخت، حلال و پیش ساز موادی مثل پلاستیک ها، فیبرهای سنتزی و آفت کش ها استفاده می شود. با وجود سمیت این ترکیب تجزیه زیستی آن در محیط های مختلف دیده شده است. سویه های بومی هر ناحیه به دلیل سازگاری شان به شرایط آن ناحیه مثل دما، شوری و ph جهت تجزیه مناسب ترند. هدف از این تحقیق آگاهی از عوامل موثر در تجزیه این ترکیب است، که به ما در اصلاح تصفیه زیستی این آلاینده کمک خواهد کرد. در این تحقیق نمونه ها از نواحلی ساحلی دریا و فاضلاب شهری جمع آوری، پس از غنی سازی پنج سویه تجزیه کننده تولوئن جداسازی و با استفاده از تست های بیوشیمیایی و توالی یابی srrna16 شناسایی شدند. میزان تجزیه تولوئن با استفاده از اسپکتروفتومتر uv و کروماتوگرافی گازی اندازه گیری و در بین سویه ها مقایسه شد. سپس نقش اگزوپلی ساکارید و آنزیم های پراکسیدازی (لاکاز و کاتالاز) به عنوان عوامل موثر در تجزیه زیستی تولوئن مورد بررسی قرار گرفت. همچنین در این تحقیق فعالیت آنزیم لاکاز و کاتالاز در اسپور و لاشه اسپور به عنوان نانوپارتیکل های آنزیمی موثر در تصفیه زیستی تولوئن مطالعه و با سویه استاندارد باسیلوس اسفریکوس(atcc: ccm2177) مورد مقایسه قرار گرفت. ساختار این ذرات نیز با میکروسکوپ نیروی اتمی(afm) بررسی گردید. باسیلوس xjt-7 ، باسیلوس فیرموس، باسیلوس آمیلولیکویی فسینس و اسپوروسارسینا هالوفیلا به عنوان سویه های تجزیه کننده تولوئن در آب دریا و آنکالچردباکتریوم کلون a1-e3_m13r از پسآب شهری جداسازی شد و برای اولین بار در این تحقیق کشت داده شد. تجزیه تولوئن در آنکالچردباکتریوم کلون a1-e3_m13r بیشتر از سایر سویه ها بود و کدورت قابل ملاحظه ای در تولوئن به عنوان تنها منبع کربن ایجاد کرد. این سویه تا غلظت 15% حجم به حجم تولوئن را تحمل می کند در حالی که سویه های دریایی تا غلظت 1% حجم به حجم تولوئن قادر به رشد هستند. فعالیت لاکاز در اسپورهای باسیلوس xjt-7، که برای اولین بار گزارش می شود، بیشتر از فعالیت لاکاز در اسپورهای سویه استاندارد باسیلوس اسفریکوس بود. براساس نتایج حاصل، تولید اگزوپلی ساکارید، بیوسورفکتانت، لاکاز، کاتالاز و سیتوکروم p450 از عوامل موثر در تجزیه زیستی تولوئن محسوب می شوند. همچنین در این تحقیق برای نخستین بار نانوپارتیکل های لاشه اسپور با فعالیت لاکازی و کاتالازی و بدون خاصیت ژرمیناسیون تهیه شد. لاشه های اسپور با فعالیت لاکازی مقاوم به حرارت، قابلیت استفاده در تصفیه زیستی، تولید دارو، نانوتکنولوژی و کاربردهای بیوتکنولوژیک متنوعی را دارند. تصاویر afm از لاشه اسپور منافذی را در سطح آن نشان می دهد که می تواند جهت حمل دارو و dna مورد استفاده قرار بگیرد.