شماره ركورد
30370
پديد آورنده
ريحانه پورگوهري
عنوان
سنتز ژل مغناطيسي براي جداسازي بيومولكول آبگريز پني سيلين جي
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي شيمي-بيوتكنولوژي
سال تحصيل
1399
تاريخ دفاع
1402/7/30
استاد راهنما
پريسا حجازي
دانشكده
مهندسي شيمي نفت و گاز
چكيده
هيدروژلها، نوعي پليمر شبكه¬اي سهبعدي هستند كه ميتوانند به طور گسترده در آب متورم شوند و در جذب با شبكه منعطف¬شان كارآمد هستند. هيدروژلها عموماً زيستسازگار هستند و ميتوانند با شيوه متفاوت، سنتز و اصلاح شوند. همچنين حضور نانوذرات در ساختار آن¬ها خواصي چون استحكام، شبكه سازي، آنتي¬باكتريالي ومغناطيسيته را به وجود مي¬آورد. اكثر بيومولكول¬هاي فضاي بيولوژيك داراي خواص دوگانه دوستي هستند. از جمله پنيسلين جي كه يكي از رايجترين آنتيبيوتيكهاي بتالاكتام است و بدليل حضور حلقه بتالاكتام وlog p مثبت، خاصيت آبگريزي دارد. در اين پژوهش سنتز هيدروژل مغناطيسي مبتني بر آلژينات به روش سل-ژل با تركيب نانو¬ذرات مغناطيسي Fe3O4 سنتز شده با شيوه هم¬رسوبي، با پيش¬ساز آلژينات و عامل¬دارسازي آن با ماده فعال سطحي ستيل تري متيل آمونيوم برميد(CTAB) به دو شيوه پوشش¬دهي نانوذرات و حضور در ساختار¬ژل انجام شده است. حضور ماده فعال سطحي با توجه به ماهيت دوگانه¬دوستي آن در ساختار ژل، خاصيت آبگريزي را به هيدروژل مي¬بخشد و متاثر در بهبود خواص هيدروژل چون اندازه منافذ، احتباس¬آب، استحكام كششي و يكنواختي آن مي¬باشد. خواص و ساختار هيدروژل¬هاي مغناطيسي با آناليزهاي متفاوتي چون FT-IR، XRD، SEM و پتانسيل زتا مورد ارزيابي قرار-گرفته است. هيدروژل مغناطيسي سنتزشده با شيوه تركيب ماده فعال سطحي با پيش¬ساز ¬ژل، تراكم تخلخل منافذ و آبگريزي مناسبي را نشان داد. به منظور بررسي جذب بيومولكول بر هيدرژول سنتز شده، جذب آنتي¬بيوتيك پني سيلين جي به عنوان بيومولكول مدل مورد ارزيابي قرارگرفته است. اثر 4 فاكتور نسبت جرمي پني سيلين جي به هيدروژل مغناطيسي، دما، زمان وpH با استفاده از طراحي آزمايش به روش فاكتوريل كامل درسطوح به ترتيب 3، 3، 8 و 3 بر ميزان جذب آنتي¬بيوتيك بر هيدروژل مغناطيسي بررسي شد. با توجه به pKa پني سيلين جي (75/2) ميزان جذب در 2=pH افزايش يافته¬است. انطباق داده¬هاي جذب برمدل هاي سينتيكي در مقاطع زماني مشخص شد كه جذب به صورت چند مرحله¬اي با پيوندهاي فيزيكي و نفوذ همراه است. همچنين جذب از ايزوترم لانگموير پيروي مي¬كند. ميزان حداكثر ظرفيت جذب پني سيلين جي mg/g 26/126 بدست آمده است كه در مقايسه با جاذب هاي ديگر ظرفيت جذب مناسبي رادارا مي باشد.
تاريخ ورود اطلاعات
1402/10/21
عنوان به انگليسي
Synthesis of magnetic gel for separation of Penicillin G as hydrophobic biomolecule
تاريخ بهره برداري
10/21/2024 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ريحانه پورگوهري
چكيده به لاتين
Hydrogels are a type of three-dimensional network polymer that can be widely swollen in water and are efficient in adsorption with their flexible network. Hydrogels are generally biocompatible and can be synthesized and modified in different ways. Also, the presence of nanoparticles in their structure creates properties such as strength, networking, antibacterial and magnetism. Most of the biomolecules in the biological culture have amphiphilic properties. Including penicillin G, which is one of the most common beta-lactam antibiotics and has hydrophobic properties due to the presence of the beta-lactam ring and positive log p. In this research, the synthesis of magnetic hydrogel based on alginate by sol-gel method with the combination of Fe3O4 magnetic nanoparticles synthesized by co-precipitation method, with alginate precursor and its functionalization with CTAB surfactant by two methods of coating nanoparticles and presence in The structure of the gel is done. The presence of surfactant, due to its bivalent nature in the gel structure, adds hydrophobicity to the hydrogel. The use of affected surfactant improves hydrogel properties such as pore size, water retention, tensile strength and uniformity. The properties and structure of magnetic hydrogels have been evaluated with different analyzes of FT-IR, XRD, SEM and zeta potential. The magnetic hydrogel synthesized by the method of combining surfactant with the gel precursor showed increased pore porosity and relative hydrophobicity. In order to investigate the adsorption of biomolecule on hydrogel synthesized from penicillin G antibiotic, it has been evaluated as a model biomolecule. The effect of 4 factors, the mass ratio of penicillin G to magnetic hydrogel, temperature, time and pH, was investigated using General Factorial Design method at levels 8, 3, 3 and 3 respectively on the amount of antibiotic adsorption on magnetic hydrogel. According to the pKa of penicillin G (2.75), the adsorption rate has increased at pH=2. Adaptation of absorption data with kinetic models revealed that adsorption is multi-stage with physical connections and penetration. Also, adsorption follows the Langmuir isotherm. The maximum adsorption capacity of penicillin G is 126.26 mg/g, which is a good adsorption capacity compared to other adsorbents.
كليدواژه هاي فارسي
هيدروژل مغناطيسي , آلژينات , ماده فعال سطحي , پني سيلين جي , جذب سطحي
كليدواژه هاي لاتين
Magnetic hydrogel , Alginate , surfactant , Penicillin G , Surface adsorption
Author
Reyhaneh pourgohari
SuperVisor
Dr. Prisa Hejazi