بخشی از مقاله
چکیده
بیوسورفکتانت ها ترکیبات کاهش دهنده کشش سطحی بوده که توسط طیف گسترده ای از میکروارگانیسم ها تولید می شوند. این ترکیبات سبب تسهیل در جذب سوبستراهای غیر قابل حل توسط سلول های میکروبی می شوند. ارزشمندترین جنبه کاربردی بیوسورفاکتانت ها بویژه رامنولیپید حاصل از سودوموناس آئروژینوزا مربوط به صنعت نفت بوده که جهت تسهیل استخراج و انتقال نفت خام و پاکسازی نفت کش ها استفاده می تواند استفاده شود. هدف از این پژوهش بررسی اثر نانوذه Fe/SDS بر میزان تولید رامنولیپید حاصل از سودوموناس آئروژینوزا در محیط کشت ملاس می باشد.
برای این منظور از غلظت های مختلف 1 mg/L، 500 و 1000 نانوذره Fe/SDS استفاده شده است. در بین سایر غلظت های استفاده شده، غلظت 1 mg/L از نانوذره Fe/SDS دارای بهترین میزان اثر بر تولید بیوسورفاکتانت بوده است. بطوری که سبب افزایش بیوسورفاکتانت به میزان % 20/73 در مقایسه با نمونه کنترل می باشد. لازم به ذکر است با افزایش غلظت این نانوذره از 1 mg/L به 500 mg/L و 1000 سبب کاهش تدریجی میزان رشد و تولید بیوسورفاکتانت شده است که این امر نشان دهنده دارا بودن اثرات منفی این نانوذره در غلظت های بالاتر می باشد . نتایج این پژوهش نشانگر آن است که با استفاده از غلظت های کم نانوذره Fe/SDS می توان میزان تولید رامنولیپید حاصل از سودوموناس آئروژینوزا را افزایش داد.
کلمات کلیدی: بیوسورفاکتانت، سودوموناس آئروژینوزا، نانوذره .Fe/SDS
-1 مقدمه
بیوسورفکتانت ها برای اولین باردر اواخرسال 1960 به عنوان عوامل حل کننده هیدروکربن ها مورد توجه قرارگرفتند. در طول دو دهه گذشته بیوسورفکتانت ها تحت بررسی های مستمر بودند تا به عنوان یک جایگزین مناسب برای سورفاکتانت های شیمیایی باشند - 2،. - 1بیوسورفکتانت ها از متابولیت های ثانویه خارج سلولی و یا متصل به غشاء سلولی هستند که توسط گونه های مختلف میکروارگانیسم ها اعم از باکتری ها، قارچ ها و مخمرها در آغاز فاز سکون تولید می شوند که بسته به گونه تولید کننده آن دارای خواص شیمیایی و اندازه مولکولی متفاوتی می باشند - 4،. - 3
برخی از ویژگیهای مهم وشاخص بیوسورفکتانت ها که سبب برتری آنها در مقایسه با سورفاکتانت های شیمیایی می شود عبارتند ازسمیّت: پایین، زیست تخریب پذیری بالا، عملکرد انتخابی،فعالیّت اختصاصی، امکان تولید از مواد خام ارزان قیمت، خواص ضدمیکروبی، تولید آسان تر و تنوع بیشتر بیوسورفاکتانت ها و همچنین مقاومت در شرایط افراطی مانند درجه حرارت های بالا و غلظت های زیاد نمک و تغییرات 8-2 - pH،. - 5در عصر حاضر علم نانوتکنولوژی از اهمیّت ویژه ای برخوردار بوده و یکی از مهمترین علوم بین رشته ای محسوب میشود. توسعه و کاربرد نانوتکنولوژی این پتانسیل را دارد که تا حد زیادی سبب بهبود کیفیت زندگی شود. اگرچه پتانسیل بسیار زیادی در فن آوری نانو وجود دارد اما ایجاد سمیّت سلولی توسط نانوذرات همیشه بعنوان یک نگرانی عمده محسوب می شود - . - 9
نانوذره Feبه دلیل سازگاری بالا و خاصیّت مغناطیسی که دارد، در دارورسانی هدفمند بسیاری از سرطان ها استفاده می شود. در اکثر مقالات اثرات نانوذره Fe و مشتقات آن، به روی فرایندهای مختلف باکتریایی مانند میزان رشد باکتری، مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج قابل قبولی مشاهده گردیده است. فرایند پوشش دار کردن نانوذره Fe اغلب به دلیل کاهش میزان اکسید کنندگی نانوذره Fe صورت گرفته است . - 12-9 - از این رو نانوذره آهن دار انتخاب شده در این تحقیق توسط سدیم دودسیل سولفات - SDS - پوشش دار شده است. انتخاب SDS بعنوان پوششی برای نانوذره آهن به دلیل استفاده از این دترجنت در صنایع مرتبط با حذف آلودگی های نفتی از محیط زیست به ویژه خاک صورت گرفته است.
کاربردهای فراوان بیوسورفاکتانت ها در صنایع مختلف آنها را بعنوان یکی از بیشترین ترکیبات مورد تقاضا در صنعت معرفی می کند. به صورت اجمالی در گزارشی عنوان شده که مصرف بیوسورفاکتانت ها در صنعت نفت %33 ، صنعت آرایشی بهداشتی و شوینده ها %15، صنعت پزشکی بعنوان ضد میکروب %12 و صنعت محیط زیست به منظور حذف آلودگی های زیست محیطی %11 می باشد - . - 13رامنولیپیدها از مهمترین بیوسورفاکتانت های گلیکولیپیدی هستند که توسط سودوموناس آئروژینوزا تولید می شوند. مهمترین کاربرد آنها در صنعت نفت به منظور افزایش بازیافت نفت به روش میکروبی 3 - MEOR، - 1 و حذف آلاینده های نفتی از محیط زیست - - 16-14 و همچنین پاکسازی نفت کش ها و حمل و نقل آسان تر نفت خام می باشد - 17،. - 8هدف از این تحقیق بررسی میزان رشد باکتری سودوموناس آئروژینوزا و تولید بیوسورفکتانت حاصل از آن در مجاورت غلظت های مختلف نانوذرات می باشد که امیدواریم نتایج حاصل بتواند بعنوان یک راهنمای مفید برای کاربردهای مختلف در آینده مورد استفاده قرار گیرد.
-2 مواد و روش ها
1-2 مواد
نانوذره Fe/SDS استفاده شده در این تحقیق، از شرکت مهندسی زیست تجهیز پارس خریداری شده است. بافر استفاده شده در این تحقیق، بافر نمکی PBS - Nacl 8. 01 g/L, KCl 0.2 g/L, Na2HPO4 . 2H2 O 1.78 g/L, KH2PO4 0. 27 g/L, pH 7.4 - بوده که یک بافر پرکاربرد زیستی محسوب می شود. از این بافر جهت ایجاد یک امولسیون پایدار برای نانوذره استفاده شده است - . - 11-9
2-2 تست وزن خشک رامنولیپید
برای اندازه گیری وزن خشک بیوسورفاکتانت ابتدا نمونه گیری از محیط کشت صورت گرفت. سپس با انجام سانتریفیوژ با دور 10000 rpm و به مدت 20 دقیقه سلولها از محیط کشت جدا شده و پس از آن سوپ رویی را برداشته و درون فالکونهایی تمیز، خشک و وزن شده ریخته و توسط اسید هیدروکلریدریک 1 مولار تا 2 pH اسیدی شده و به مدت یک شب درون یخچال در دمای 4 درجه سانتی گراد نگهداری گردید. در صبح روز بعد نمونه ها با دور 8000 rpm در هر دقیقه و به مدت20 دقیقه سانترفیوژ شده و مایع شفاف بوجود آمده رویی دور ریخته شد. سپس به روی رسوبات حاصل که همان رامنولیپید می باشد به نسبت 1:2 کلروفرم و متانول ریخته شد و در دمای محیط به زیر هود نگهداری شد تا کاملا خشک شده و وزن رامنولیپید حاصل توسط ترازوی دیجیتال اندازه گیری شد - 19،18،14،3،. - 1
3-2 تست شاخص امولسیون کنندگی
این تست جهت بررسی میزان امولسیون کنندگی سوپ حاصل از باکتری پس از گذشت 24 ساعت می باشد. پس از نمونه گیری از محیط کشت و حذف سلولها، به نسبت 1:1 سوپ رویی و گازوئیل درون لوله آزمایش ریخته شد و نمونه به مدت 2 دقیقه با سرعت بالا همزده شد. سپس امولسیون ایجاد شده به مدت 24 ساعت بصورت ساکن و بدون حرکت قرار گرفت و در نهایت پس از گذشت 24 ساعت میزان پایداری امولسیون تشکیل شده توسط فرمول امولسیون کنندگی مورده محاسبه قرار گرفت . بر طبق این فرمول ارتفاع کف حاصل از امولسیون کنندگی بیوسورفاکتانت تقسیم بر ارتفاع کل ضربدر 100 می شود 18 - ،20، - 21 درصد حاصل نشان دهنده درصد میزان امولسیون کنندگی بیوسورفاکتانت است - تصویر. - 1
