27730

ساخت ميكروقيف‌هاي تركيبي پليمر- سلولز با روش الكتروريسي و كاربرد آن در حذف تركيبات دارويي

كارشناسي ارشد

شيمي - تجزيه

1398

1401/7/30

دكتر افسانه ملاحسيني

شيمي

در دهه‌هاي اخير ورود محصولات بهداشتي و دارويي تحت عنوان آلاينده‌هاي نوظهور به منابع آبي، اثرات زيان‌باري براي محيط‌زيست، سلامت انسان و موجودات زنده‌ي ديگر به همراه داشته است. حضور لووفلوكساسين در محيط‌هاي آبي نيز به عنوان نمونه‌اي از آنتي‌بيوتيك‌ها مي‌تواند باعث ايجاد باكتري‌هاي مقاوم به آنتي‌بيوتيك و صدمات جبران‌ناپذير در انسان‌ها شود. بنابراين لازم است كه بتوان اين دارو را از محيط آبي حذف نمود. در پايان‌نامه‌ي حاضر به حذف داروي لووفلوكساسين با استفاده از ميكروقيف تركيبي سلولز- پلي‌آكريلونيتريل/گرافن‌ اكسيد (CE@PAN/GO) پرداخته شده است. كاغذ صافي سلولزي موجود در ساختار ميكروقيف تهيه شده، با يك مرحله پيش‌تصفيه، مولكول‌هاي درشت و مزاحمت‌هاي محيطي را تا حدودي فيلتر مي‌كند. بعد از آن نانوالياف پلي‌آكريلونيتريل/ گرافن اكسيد ريسيده شده بر روي كاغذ صافي، به عنوان جاذب اصلي و با استفاده از روش جذب سطحي، لووفلوكساسين را از محيط آبي حذف مي‌كند. ويژگي‌هاي ميكروقيف تهيه شده با روش‌هاي ميكروسكوپ الكتروني روبشي- نشر ميداني، نقشه‌برداري عنصري، طيف‌سنجي مادون قرمز- تبديل فوريه، الگوي پراش پرتوي ايكس، آزمون تخلخل‌سنجي و پتانسيل زتا مورد بررسي و شناسايي قرار گرفت. حذف داروي لووفلوكساسين با توجه به عوامل مختلف از جمله pH، غلظت اوليه‌ي دارو و زمان تماس و با استفاده از طراحي آزمايش مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج نشان داد بيشترين مقدار بازده با pH برابر 4/8، غلظت اوليه‌ي 3 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر، زمان تماس 4 ساعت و مقدار جاذب 2 ميلي‌گرم در 30 ميلي‌ليتر محلول لووفلوكساسين به دست آمد. داده‌هاي جذب تطابق خوبي با الگوي منحني همدماي لانگموير دارند. داده‌هاي سينتيكي نشان مي‌دهند كه جذب دارو از الگوي سينتيك شبه مرتبه‌ي دوم پيروي مي‌كند. با توجه به نتايج به دست آمده، ظرفيت جذب داروي لووفلوكساسين 5/1880 ميلي‌گرم بر گرم به دست آمد و 8/41 درصد دارو در محلول‌هاي آبي تحت شرايط بهينه حذف شد. جذب دارو به وسيله‌ي ميكروقيف تهيه شده با برهمكنش‌هاي π-π، آبگريز و همچنين برهمكنش‌هاي الكترواستاتيكي بين گرافن اكسيد و زوج‌ الكترون‌هاي ناپيوندي صورت گرفت. نتايج به‌دست‌آمده نشان داد كه ميكروقيف تركيبي CE@PAN/GO جاذب مناسبي براي حذف داروي لووفلوكساسين از محلول‌هاي آبي است.

1401/10/27

Fabrication of combined polymer-cellulose microfunnels by electrospinning method and its application in the removal of pharmaceutical compounds

10/22/2023 12:00:00 AM

In recent decades, disposing of health and pharmaceutical products under the title of emerging pollutants into water sources has brought harmful effects to the environment, human health, and other living organisms. The presence of levofloxacin in water environments, as an example of antibiotics, can cause the creation of antibiotic-resistant bacteria and irreparable damage to humans. Therefore, it is necessary to be able to remove this drug from the aqueous medium. In this thesis, the removal of levofloxacin drug using CE@PAN/GO combined microfunnel is discussed. The cellulose filter paper in the prepared microfunnel form, with a pre-filtration step, filters big molecules and environmental disturbances to some extent. After that, nanofiber/polyacrylonitrile/graphene oxide spun on the filter paper, as the main adsorbent, removes levofloxacin from the aqueous medium using the surface absorption method. The characteristics of the prepared microfunnel were investigated and identified by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller test (BET), and zeta potential. Levofloxacin drug removal was studied according to various factors including pH, initial drug errors, and contact time. The results indicated that the highest yield was obtained with a pH of 8.4, an initial concentration of 3 μg/ml, a contact time of 4 hours, and an adsorbent amount of 2 mg/30 ml of levofloxacin solution. The absorption data are in good agreement with the Langmuir isothermal curve pattern. Kinetic data show that drug absorption follows a pseudo-second-order kinetic model. According to the results, the absorption capacity of the levofloxacin drug was 1880.5 mg/g and 41.8% of the drug was removed in aqueous solutions under optimal conditions. The drug was absorbed by the prepared microfunnel with π-π interactions and hydrophobic interactions. In addition, electrostatic interactions between graphene oxide and non-bonding electron pairs also contributed to the absorption process of levofloxacin molecules. The results showed that the combined CE@PAN/GO microfunnel is a suitable adsorbent for the removal of levofloxacin from aqueous solutions.

ميكروقيف CE@PAN/GO، ميكروفيلتراسيون، جذب سطحي، لووفلوكساسين

Combined CE@PAN/GO microfunnel, microfiltration, surface adsorption, levofloxacin.

Mohadeseh Farnia Shayegh

Dr. Afsaneh Mollahosseini