هدف این پژوهش جذب یون های فلزی نیکل، کبالت و کادمیوم از پساب با استفاده از نانوذرّات مگنتیت با پوشش کربوکسی متیل چیتوسان (ccmn) می باشد. ابتدا نانوذرّات ccmn به روش همرسوبی شیمیایی با قطر متوسّط 33 نانومتر تهیّه شده و توسّط آنالیزهای مشخّصه یابی ft-ir، nmr، xrd و sem خصوصیّت سنجی گردیدند و سپس به عنوان جاذب در تصفیه ی پساب، مورد استفاده قرار گرفتند. در این پژوهش با کمک مدل طرّاحی آزمایش box-behnken مهمترین پارامترهای موثّر بر فرآیند جذب از جمله؛ ph، مقدار جاذب، زمان تماس و غلظت یون های فلزّی مورد مطالعه قرار گرفتند. تحلیل های آماری مدل نشان دادند که بطور کلّی عوامل ph، مقدار جاذب و غلظت یون های فلزّی موجود در پساب، با توجّه به مقادیر p-value (0.05>p-value) در محدوده ی 95% اطمینان، تأثیر بارزی بر حذف یون های فلزّی دارند. در ادامه، مدل طرّاحی box-behnken شرایط بهینه ای را برای بهترین میزان بازیابی حذف یون های فلزّی پیشنهاد نمود که مقادیر آن برای یون نیکل، کبالت و کادمیوم به ترتیب 97.47%، 72.223% و 97% گزارش شد. نهایتاً آزمایش های مقایسه ای برای حذف یون های فلزّی مذکور توسّط نانوذرّات مگنتیت بدون پوشش، با پوشش سیلیسی و با پوشش کربوکسی متیل چیتوسان انجام شد، که نتایج آن ها کارآیی بالای نانوذرّات مگنتیت با پوشش کربوکسی متیل چیتوسان را جهت حذف فلزّات سنگین از پساب تأیید نمودند.

چکیده: این پروژه تحقیقاتی در دو بخش انجام شده است. در بخش اول، ما بر روی آماده سازی نانوذرات بیوتین ـ پلی اتیلن گلیکول ـ پلی کاپرولاکتون که داروی متاترکسات در آن بارگذاری شده بود متمرکز شدیم. هدف بعدی از این کار معرفی الگوریتم های تجزیه ای و تکراری برای انجام محاسبات در علم شیمی است. برطبق گزارشات علمی، کارایی دارورسانی و برهم کنش ذرات و سلول می تواند متاثر از فاکتورهای زیادی از جمله اندازه ذرات، ترکیبات تشکیل دهنده ذرات، ویژگی های سطح ذرات، تنوع ردیف سلولی (کشت سلولی های متفاوت)، دانیسته سلول ها و دما باشد. هو و همکارانش نشان دادند که اندازه ذرات، فاکتور کلیدی برای تعیین کارایی برهم کنش سلولی است و مشخص شده است که ترکیب و جرم مولی کوپلیمرها نقش موثری در اندازه ذرات دارند. در کار حاضر در ابتدا روش پاسخ سطح (response surface methodology) به عنوان یک سیستم کارا برای ساختن یک مدل ریاضی جهت بهینه کردن جرم مولی بدست آمده به وسیله کروماتوگرافی ژل تراوئی (gpc) (y1) و روزنانس مغناطیسی هسته هیدروژن(1h nmr) (y2) مطرح می شود. در این مطالعه روش پاسخ سطح برای بهینه کردن فاکتورهای فیزیکی و شیمیایی مانند زمان، دما، نسبت (مونومرکاپرولاکتون/متوکسی پلی اتیلن گلیکول)% و مقدار کاتالیست (sn(oct)2) بکار برده می شود. پس از ارزیابی نتایج آزمایشات، مدل 2f1 برای برازش کردن پاسخ y1 و مدل درجه دوم هم برای y2 بدست آمد. از روی مطلوبیت کل آنالیزها، مشخص شده است که gpc دارای دقت و تکرار پذیری خوبی است اما در تعیین جرم مولی معمولاً صحت و تکرارپذیری ضعیفی دارد. nmr برای تعیین جرم مولی های بزرگ، مثل کوپلیمرهای peg-pcl مناسب نیست. بنابراین، اطلاعاتی که از طیف nmr بدست می آید محدود بوده زیرا سیگنال ها پهن شده و همپوشانی می کنند. از اینرو برای تعیین جرم مولی mepec، طیف nmr با روش های شیمی سنجی، مانند رگرسیون کمترین مربعات جزئی، روش های تجزیه ای و تکراری ترکیب شد. نتایج بدست آمده در این مطالعه نشان دادند که طیف سنجی مغناطیسی هسته هیدروژن می تواند به عنوان یک ابزار جدید، سریع و آسان برای پیش بینی کمی جرم مولی mepec استفاده شود. در انتهای بخش اول، ما مایسل های دوگانه هدفمند، که دارای بیوتین بر روی سطح مایسل و همچنین خوشه ای از نانوذرات ابرپارامغناطیس (spio) در هسته برای هدفمند کردن نانوحامل را توضیح می دهیم. مایسل های برپایه کوپلیمرهایی از پلی اتیلن گلیکول و پلی کاپرولاکتون که بر روی انتهای زنجیر پلی اتیلن گلیکول بیوتین حمل می شود بعنوان b–peg–pcl شناخته می شوند که برای پوشش دار کردن داروی ضد سرطانی متاترکسات و spio استفاده شدند. اما هدف اصلی در این بخش، غربال فاکتورهای موثر در آماده سازی نانوذرات دارای متاترکسات است. سپس جستجو با استفاده از طراحی آزمایش برای پیدا کردن شرایط بهینه، تولید نانوذراتی که مقادیر بالایی از دارو را حمل می کنند، می باشد. طراحی آزمایش غربالی پلاکت بورمن برای تعیین پارامترهای شاخص که در ویژگی های نانوذرات مانند میزان پوشش دار شدن، میزان داروی بارگذاری شده، و درصد رسوب داروی متاترکسات در دمای 37درجه سانتیگراد بعد از 30 دقیقه و 6ساعت تاثیر دارند، استفاده شد. هدف نهایی از این مرحله معرفی یک رویکرد جدید و جامع برای بهینه کردن چندمنظوره آماده سازی نانوذرات می باشد. پس از آن، سینتیک رهایش خارج از بدن داروی ضدسرطانی از نانوذرات peg/pcl کانجوگه شده با بیوتین برای نمونه های طراحی شده در طراحی d-optimal تعیین شد. علاوه براین تست همولیز و آزمایش cbc (آزمایش خون) بر روی خرگوش انجام شد. نتایج نشان دادند که محلول مایسل های b-peg-pcl باعث هیچ همولیز و تخریب در سلول های خونی خرگوش نمی-شوند. در بخش دوم این پروژه، پنج الگوریتم جدید برپایه روش های تجزیه ی ماتریس ها و یک الگوریتم تکراری در علم شیمی معرفی شده اند. در این تحقیق، این الگوریتم ها برای تعیین همزمان سدیم تری پلی فسفات، سدیم سولفات، سدیم کربنات در نمونه های پودر لباسشویی توسعه داده شدند. نتایج بدست آمده برای نمونه های پیش بینی با نتایج بدست آمده با روش چند متغیره k-matrix مقایسه شد. این بررسی ها نشان داد که الگوریتم های توسعه داده شده کارایی بیشتری دارند.