بخشی از مقاله
چکیده:
در تحقیق حاضر، از یک نانوجاذب هیبریدي مغناطیسی براي خالصسازي داروي تاکسول از گیاه سرخدار استفاده شده است. سنتز نانوذرات Fe3O4 از روش همرسوبی یونهاي آهن II و III در محیط آبی و شرایط بازي شده و این نانوذرات در حضور بستر کربنی گرافن اکسید - GO - به صورت درجا سنتز می شوند. با استفاده از این نانو جاذب - Fe3O4Nps/GO - میتوان میزان ناخالصیها، رنگدانه هاي گیاهی، مواد واکسی و ... را در عصاره گیاهی حاوي تاکسول کاهش داد.
در این مورد نانوجاذب بصورت گزینشپذیر و انتخابی انواع ترکیبات مزاحم را از درون محلول جذب مینمایند و باعث افزایش درصد خلوص تاکسول تا 5 برابر شده و با راندمان بالاي %95 میگردد. مطالعات سینتیکی نشان داد که فرایند جذب از مدل شبه مرتبه دوم پیروي کرده و زمان تعادلی جذب 120 دقیقه است. همچنین با بررسی انواع مدل هاي جذب سطحی مشاهده شد که سیستم موردنظر از مدل جذب سطحی لانگمویر تبعیت می نماید. این نانوجاذب در فرایند خالص سازي، قابلیت استفاده مجدد داشته - چهار سیکل متوالی با راندمان بالاي - %90 و بهعلت خاصیت مغناطیسی فرایند جداسازي آن براحتی امکانپذیر است.
-1 مقدمه:
تاکسول - Taxol - بهعنوان یکی از مهمترین، موفقترین و گرانقیمتترین داروهاي ضدسرطان، جزء آلکالوئیدهاي ديترپنویید طبقهبندي شده و براي اولین بار در سال 1971، از پوست درخت جنگلی با نام سرخدار استخراج و ساختار مولکولی آن مشخص شد . - Wu et al., 1999 - یکی از مشکلات عمده در رابطه با تولید تاکسول، جداسازي و یا به عبارت دیگر خالصسازي آن از سایر ترکیبات موجود در عصاره گیاه میباشد، همچنین غلظت پایین آن به ازاء ماده خشک مصرفی از مشکلات دیگر تولید این داروست
اکثر تحقیقاتی که تا کنون در مورد جداسازي و خالص سازي تاکسول صورت گرفته بر پایه انواع روشهاي کروماتوگرافی بوده است. علیرغم موفقیت هایی که براي هر روش گزارش شده است، این روشها اکثرا مراحل آمادهسازي طولانی و چند مرحلهاي سخت نیاز دارند و همچنین ناخالصیهایی در محلول خروجی تاکسول نهایی حضور دارند.
از جمله معایب دیگر این تکنیکها میتوان به هزینه بالاي استخراج، و میزان بسیار اندك تاکسول نهایی اشاره کرد. روشهایی که بر اساس تکرار سیکلهاي متوالی کروماتوگرافی هستند مقادیر بسیار زیاد حلال آلی نیاز دارند که اولا باعث آلودگی محیط زیست و ثانیا باعث افزایش هزینه تولید نهایی دارو میشود. همچنین به علت وجود مقادیر بسیار بالاي ناخالصی، رنگدانههاي گیاهی و مواد واکسی در ترکیب عصاره، تزریق این عصاره به صورت مستقیم به ستون کروماتوگرافی باعث آسیب رساندن و تخریب ستون میگردد که این خود موجب کاهش کارایی و افزایش هزینه تولید داروست
بر این اساس تلاش براي ایجاد تکنیکهاي جدید بهمنظور بالا بردن بازدهی استخراج این ترکیب از عصاره گیاهی ضروري بهنظر میرسد. بدین منظور میتوان از یک سري جاذبها براي پیش تیمار عصاره اولیه گیاه استفاده نمود، بطوریکه ناخالصیها، مواد رنگی و واکسی را قبل از تزریق به ستون کروماتوگرافی حذف نمایند و مانع آسیب رساندن به ستون شده و باعث کاهش میزان مصرف حلال، کاهش زمان مورد نیاز و قیمت نهایی تولید تاکسول شوند. این جاذبها باید داراي چند خصوصیت عمده باشند:
- 1 گزینش پذیري بالا - 2 بکارگیري آسان - 3 قابلیت بازیابی بوده - 4 قیمت تمام شده پایین - 5 مقدار مصرف کم در واحد حجم عصاره. تا کنون چندین جاذب تجاري نظیر ذغال فعال، celite، sylopute، charcoal و نانوذرات سیلیکا بدین منظور استفاده شدهاند، اما این ترکیبات داراي معایب عمدهاي هستند. براي مثال علاوه بر ناخالصیها، مقداري از تاکسول نیز بر روي آنها جذب میگردد که این باعث کاهش راندمان جداسازي این دارو میشود. همچنین مقدار وزنی مورد نیاز از این جاذبها براي حذف ناخالصیها از محلول عصاره بالاست - تقریبا %15-10 وزنی - ، به همین دلیل مخصوصا در حجمهاي بالا و براي تولید تجاري هنگام عملیات پیش تیمار و سپس در مرحله جداسازي جاذب به سیستم فیلتراسیون یا سانتریفوژ با دور بالا نیاز دارند که هزینه بر و زمانگیر است. اکثر این جاذبهاي تجاري قابلیت بازیابی نداشته و برخی از آنها فقط در حذف مواد رنگی عصاره خوب عمل می کنند و سایر ناخالصیها و متابولیتهاي موجود در عصاره را که جزء عوامل مزاحم در استخراج تاکسول به حساب میآیند را جذب نمیکنند
در این تحقیق از واکنش همرسوبی یونهاي آهن II و III در حضور بستر کربنی گرافن اکسید - GO - به منظور سنتز نانوذرات - Fe3O4Nps/GO - استفاده شده است. درادامه، کارایی نانو جاذب Fe3O4Nps/GO براي استخراج و خالص سازي داروي ضد سرطان تاکسول از عصاره خام حاصل از گیاه سرخدار مورد ارزیابی قرار گرفتآزمایشات. جذب توسط این نانوذرات نشان داد که مقدار وزنی بسیار اندك %3 - وزنی - از Fe3O4Nps/GO در مخلوط عصاره باعث جذب ناخالصیها بطور گزینشی می شود. همچنین این نانوجاذب پس از واکنش براحتی از محلول جدا شده و نیاز به فرایندهاي جداسازي پیچیده ندارد و قابل بازیابی بوده و حداقل تا 4 بار پس از بازیابی دوباره براي خالص سازي تاکسول قابل استفاده است.
-2 مواد و روشها:
-1-2 سنتز نانو جاذب
براي ساخت اکسیدگرافن محلول در آب، از روش هومرز1جهت اکسید کردن پودر گرافیت استفاده شد. بهاینمنظور، ابتدا پودرگرافیت - 500mg - به اسید سولفوریک غلیظ 50ml - ، - %98 درون حمام یخ اضافه شده و سپس به این مخلوط پتاسیمپرمنگنات - 2g - افزوده شد. محتویات بالن به آرامی به مدت 2h همراه با کنترل شرایط دمایی - زیر - 10 œC همزده شد.
در ادامه محلول به آهستگی با 50ml آب دیونیزه رقیق میشود و در طی 1h در حین همزدن به دفعات به آن 150ml آب دیونیزه افزوده میشود. سپس به این مخلوط رقیق شده با آب، محلول هیدروژن پراکسید - %30 - اضافه شده که دراین مرحله تغییر رنگ مخلوط از سبز تیره به زرد روشن قابل مشاهده است. در نهایت این مخلوط سانتریفوژ شده و رسوبات حاصله چندین بار با محلول اسید هیدروکلریک - %5 - و آب دیونیزه شسته شده و به مدت 24h در آون با دماي 60 œC خشک میشوند.
نانوجاذب Fe3O4Nps/GO ، از طریق روش همرسوبی یونهاي آهن - II - و آهن - III - در حضور اکسید گرافن سنتز میشود. براي اینکار ابتدا محلولی از کلرید آهن FeCl2·4H2O - II - و آهن FeCl3·6H2O - III - به نسبتهاي مولی 2 :1 تهیه شده و به این محلول اکسید گرافن افزوده میشود. جهت تهیه نمونه، 40mg از GO در 40ml آب دیونیزه به مدت 30minدر حمام اولتراسونیک قرار میگیرد تا GO به صورت کامل درون آب دیسپرس شود، سپس به آن 50ml محلول - 110mg - FeCl3 و - 43mg - FeCl2 در دماي اتاق افزوده میشود. در ادامه دماي ظرف واکنش تا 85 œC بالا رفته و سپس به این محلول آمونیاك %30 اضافه میشود تا pH آن به 10 برسد
