2-2- دستگاهوری………………………………………………………………………………………….45 2-3- سنتز مونومر…………………………………………………………………………………………46 2-3-1- سنتز 5،1- ‌بیس‌(2-نیترو-4-تری‌فلوئورومتیل‌فنوکسی)نفتالن(BNFPN)……………………46 2-3-2- سنتز 5،1- ‌بیس‌(2-آمینو-4-تری‌فلوئورومتیل‌فنوکسی)نفتالن(BAFPN)……………………47 2-4- سنتز پلی‌(آمید-اتر)ها………………………………………………………………………………48 2-5- تعیین حل پذیری پلیمرها……………………………………………………………………………48 2-6- تعیین گرانروی درونی محلول پلیمرها…………………………………………………………49 2-7- سایر آنالیزها……………………………………………………………………………………….49 فصل سوم: نتایج و بحث 3-1- سنتز مونومر………………………………………………………………………………………..50 3-1-1- سنتز5،1- بیس( 2- نیترو-‌4-‌تری‌فلوئورومتیل‌فنوکسی)نفتالن(BNFPN)………………….50 3-1-2- سنتز5،1- بیس(2- آمینو-4-‌تری‌فلوئورومتیل‌فنوکسی)نفتالن(BAFPN)…………………..54 3-2- سنتز پلی(آمید-اتر)ها…………………………………………………………………………….59 3-3- بررسی برخی خواص پلیمرها…………………………………………………………………….64 فصل چهارم: نتیجه گیری 4-1- نتیجه گیری………………………………………………………………………………………..70 پیوست…………………………………………………………………………………………………..71 فهرست منابع…………………………………………………………………………………………..74 چکیده: دسته‌ی جدیدی از پلی(آمید-اتر)های فلوئوردار کاملا آروماتیک، بوسیله پلیمریزاسیون تراکمی مستقیم یک دی آمین بر پایه نفتالن به نام 5,1- بیس(2-آمینو-4-تری­فلوئورومتیل­فنوکسی)نفتالن (BAFPN) با چهار دی اسید مختلف شامل ترفتالیک اسید(TPA)، ایزوفتالیک اسید (IPA)، 2،5-پیریدین دی کربوکسیلیک اسید(2,5-PDA) و 6،2-پیریدین دی کربوکسیلیک اسید (2,6-PDA) با موفقیت سنتز شدند و تاثیر حضور گروههای فلوئوردار CF3 و حلقه های صلب نفتالن بر خواص پلیمرها از قبیل حل پذیری، بلورینگی و پایداری گرمایی مورد بررسی قرار گرفت. ساختار مونومر و پلیمرهای سنتز شده توسط طیف سنجی FT-IR و NMR بررسی و تایید شدند. میزان بلورینگی پلیمرها با مطالعاتXRD بررسی شد که نتایج حاصل نشان داد گروههای CF3 متصل به زنجیره ها نظم ساختاری پلیمرها را به مقدار زیادی مختل کرده و منجر به کاهش بلورینگی شده است. همچنین پلیمرها از حل پذیری خوبی در حلال های آلی برخوردار بودند. بررسی مورفولوژی پلیمرها بوسیله تصاویر SEM به وضوح نشان داد که ساختار ماکرومولکولها به صورت میکروپلیت بودند. ترموگرام TGA پلیمرBAFPN/2,6-PDA ، نشان داد که این پلی(آمید-اتر) دارای پایداری گرمایی بسیار خوبی است. همچنین مقدار Tg این پلیمر نیز با استفاده از نمودار DSC تعیین و مشخص شد. مقدمه: پلیمرهای با عملکرد بالا طبقه­ی مهمی از پلیمرها هستند که کاربردشان پیوسته در حال گسترش است که این کاربردها اغلب خواستار ترکیباتی مناسب و دارای خواصی مثل استحکام بالا، فرایندپذیری بالا ، چقرمگی، پایداری شیمیایی و حرارتی برجسته و ثابت دی­الکتریک کم می­باشند. پلی­آمیدها، پلی­ایمیدها و پلی(آمید-ایمید)ها به خاطر داشتن چنین خواصی توجه هستند اما این دسته از پلیمرهای آروماتیک در سنتز و فراورش مشکل حل پذیری کم و دمای انتقال شیشه­ای (Tg) بالا را دارند. امروزه پژوهش های عملی و بنیادی روی افزایش فرایندپذیری و انحلال پذیری پلی‌آمیدهای آروماتیک متمرکز شده است تا کاربرد حرفه ای و صنعتی این پلیمرها افزایش یابد که از جمله این اصلاحات می توان به واردسازی اتصالات انعطاف‌پذیر در زنجیره‌های پلیمری، تعبیه گروههای حجیم در پیکره پلیمرها، حضور حلقه های هتروسیکل و همچنین حلقه های آویزان هتروآروماتیک در ساختار پلیمرها اشاره کرد. همچنین قرارگرفتن گروههای فلوئوردار در پیکره پلیمر، حل پذیری و عملکرد الکتریکی و دی الکتریکی پلیمر را افزایش میدهد که این افزایش به علت قطبش پذیری کم ، دوقطبی جزیی پیوندهای C-F و افزایش حجم آزاد می باشد. وجود گروههای هالوژنی مثل كلر و فلوئور پلیمرها را در برابر شعله، حلال، اسید و باز مقاوم می سازد كه باعث افزایش كاربرد آنها می شوند. از مهمترین این گروهها می توان به گروههای CF3 اشاره نمود که حضور این گروه برهمکنش های بین زنجیری را کاهش داده و با ایجاد سد چرخشی در پلی‌آمیدها حلالیت را تغییر می دهد. همچنین وجود واحدهای نفتالنی که گروههای آزادکننده الکترون مثل اتر یا آمین دارند و به عنوان یک بخش سخت با خواص فتواکتیو مطرح هستند، خواص ویژه ای به پلیمر می دهند و می توانند حل پذیری و فرایندپذیری پلیمرهای مقاوم حرارتی را بدون كاهش قابل توجه مقاومت حرارتی افزایش بدهند. 1-1- پلی‌آمیدهای آروماتیک با عملکرد بالا توسعه پلیمرهای با عملکرد بالا از سال 1950 به منظور استفاده در صنایع هوافضا و الکترونیک آغاز شد. اصطلاح عملکرد بالا به پایداری غیرعادی به هنگام قرار گرفتن در شرایط نامساعد و ویژگی هایی که پلیمرهای معمول را بهبود میدهند، اطلاق می‌شود. عمومی ترین مشخصات پلیمرهای باعملكرد بالا و مقاوم در برابر دما ماندگاری طولانی مدت (بیشتر از 1000 ساعت در˚ C177) ، دمای تجزیه حرارتی بالای ˚ C450، سرعت کم افت وزنی در دماهای بالا، دمای انحراف گرمایی بالا، داشتن ساختارهای آروماتیک، خواص مکانیکی عالی و وجود بخش های سخت که باعث افزایش (بیشتر از ˚ C200) می‌شوند، می‌باشد. بطور کل پلیمرهای مقاوم حرارتی برای استفاده در دماهای بالا، باید دارای ویژگی های زیر باشند: الف- دمای ذوب )نرم شدگی) بالا ™ این مطلب را هم بخوانید : ب- مقاومت در برابر تخریب اکسایشی در دمای بالا ج- پایداری در برابر عوامل شیمیایی و تابشی د- مقاومت در برابر دیگر فرآیندهای حرارتی تخریبی )غیر اکسایشی( مهمترین فاکتورهایی که باعث عملکرد بالا و مقاومت گرمایی پلیمرها می‌شوند عبارتند از استحکام پیوندهای اصلی، پایدارسازی رزونانسی، نیروهای پیوندی ثانویه ( پیوند هیدروژنی، واندروالس، برهمکنش های قطبی و غیره)، توزیع وزن مولکولی، تقارن مولکولی، اتصالات عرضی، خلوص، مکانیسم شکافتگی پیوند، ساختارهای بین زنجیری سخت و افزودنی ها یا تقویت كننده ها ( فیبرها، خاك رس، نانوذرات مختلف) [25]. پلی‌آمیدها در طبیعت بصورت پروتئین‌ها و الیاف طبیعی مانند ابریشم و پشم و بصورت سنتزی در الیاف مصنوعی و پلاستیك‌ها یافت می‌شوند. اولین توسعه مربوط به پلی‌آمیدها با كار كاروترز پدر شیمی پلیمر در آمریكا، در سال 1935 میلادی آغاز شد. كاروترز، با استفاده از واكنش هگزا متیلن دی‌‌آمین و آدیپیك اسید موفق به تهیه پلی‌(هگزا‌متیلن‌آدیپامید) شد كه بعدها توسط کمپانی دوپونت[1] نام تجاری نایلون6،6[2] بر روی این پلی‌آمیدها نهاده شد.[19] پلیمرهای با عملکرد بالا بواسطه معیارهایی مثل میزان مقاوت گرمایی، استحکام مکانیکی، چگالی مخصوص پایین، قابلیت هدایت بالا، خواص گرمایی و الکتریکی بالا، و عایق بودن در برابر صدا و مقاومت شعله بالا توصیف می‌شوند. از اینرو پلی‌آمیدهای آروماتیک به دلیل خواص مکانیکی و گرمایی بالایشان به عنوان پلیمرهای با عملکرد بالا مطرح می‌شوند که در تکنولوژی

1-6- دیابت و عوارض آن …………………………………………………………………………….14
1-6-1- عوارض حاد …………………………………………………………………………………..14
1-6-1-1- کتواسیدوز دیابتی ………………………………………………………………………..14
1-6-1-2- سندروم هایپراسمولار غیرکتونی ……………………………………………………… 15
1-6-2- عوارض مزمن………………………………………………………………………………….16
1-6-2-1- عوارض میکروواسکولار ………………………………………………………………….. 16
1-6-2-1-1- رتینوپاتی ……………………………………………………………………………… 16
1-6-2-1-2- نفروپاتی…………………………………………………………………………………..17
1-6-2-1-3- نوروپاتی………………………………………………………………………………….18
1-6-2-2- عوارض ماکروواسکولار ………………………………………………………………….. 18
1-7- کبد ……………………………………………………………………………………………… 18
1-7-1- تست های عملکردی کبدی ………………………………………………………………. 19
1-7-1-1- موارد استفاده از تست های آسیب کبدی LFTs …………………………………..
1-7-1-2- محدودیت های LFTs …………………………………………………………………..
1-7-1-3- دسته بندی تست های عملکرد کبد …………………………………………………… 20
1-8- آلانین آمینوترانس………………………………………………………………………………. 20
1-9- آسپارتات ترانس آمیناز  ……………………………………………………………………… 21
1-9-1- عوامل تداخل کننده در اندازه گیریALT و AST …………………………………………
1-10- آلکالن فسفاتازALP …………………………………………………………………………
1-11- درمان گیاهی دیابت ……………………………………………………………………….. 23
1-11-1- چای سبز …………………………………………………………………………………. 23
1-11-1-1- ترکیب شیمیایی و خواص دارویی چای سبز ……………………………………….. 23
1-11-1-2- مکانیسم اثر چای سبز ……………………………………………………………….. 24
1-12- شنبلیله ………………………………………………………………………………………. 24
1-12-1- خواص دارویی شنبلیله ………………………………………………………………….. 25
1-12-2- مکانیسم اثر شنبلیله ……………………………………………………………………. 25
1-13-  کلپوره ………………………………………………………………………………………. 26
1-13-1- ترکیب شیمیایی و خواص دارویی کلپوره …………………………………………….. 26
1-13-2- مکانیسم اثر کلپوره ……………………………………………………………………… 26
1-14- موسیر‎  …………………………………………………………………………………….
1-14-1-  طبقه‌بندی علمی ………………………………………………………………………… 27
1-14-2- خواص دارویی موسیر …………………………………………………………………….. 29
1-15- بافت پانکراس ………………………………………………………………………………….. 30
1-15-1- سلول های آلفا …………………………………………………………………………….. 31
1-15-2- سلول های بتا …………………………………………………………………………….. 31
1-15-3- سلول های دلتا …………………………………………………………………………… 31
1-15-4- سلول های C …………………………………………………………………………….
1-15-5- سلول های F …………………………………………………………………………….
1-16- هورمون های تولید شده در بخش درون ریز …………………………………………….. 32
1-16-1- انسولین …………………………………………………………………………………… 32
1-16-1-1- ساختمان شیمیایی انسولین ………………………………………………………… 33
1-17- کلیه …………………………………………………………………………………………… 34
1-17-1- ساختمان کلیه …………………………………………………………………………….. 34
1-17-1-1-  کورتکس ………………………………………………………………………………… 35
1-17-1-2-  مدولا …………………………………………………………………………………… 35
1-17-1-3- نفرون …………………………………………………………………………………….. 35
فصل دوم: مواد و روش ها
2-1- وسایل و مواد مورد استفاده در آزمایش های بیوشمیایی و پاتولوژی ………………….. 38
2-2 حیوانات مورد آزمایش و محل نگهداری آنها ………………………………………………….39
2-3- عصاره گیری …………………………………………………………………………………… 40
2-4 طرح آزمایش و نمونه گیری ……………………………………………………………………. 40
2-5- خون گیری و اندازه گیری برخی فاکتورهای بیوشیمیایی ………………………………… 41
2-5-1- اندازه گیری قند خون ………………………………………………………………………. 41
2-6- مطالعات بافت شناسی ……………………………………………………………………..41
2-6-1- پاساژ بافت ……………………………………………………………………………….. 41
2-6-1-1- ثابت کردن …………………………………………………………………………… 41
2-6-1-2- آبگیری ………………………………………………………………………………… 41
2-6-1-3- آغشتگی با پارافین …………………………………………………………………… 42

2-6-1-4- قالب گیری ……………………………………………………………………………… 42
2-6-2- تهیه مقاطع بافتی ………………………………………………………………………..42
2-6-2-1- برش گیری ………………………………………………………………………………. 42
2-6-3- رنگ آمیزی …………………………………………………………………………………… 43
2-6-3-1- رنگ آمیزی هماتوکسلین- ائوزین ……………………………………………………. 43
2-6-4- چسباندن برش روی لام ……………………………………………………………….. 44
2-6-5-عکس برداری ………………………………………………………………………………… 44
2-7- درجه بندی فاکتورهای مورد بررسی در نمونه ها …………………………………………… 45
2-8- روش انجام آنالیزهای آماری …………………………………………………………………. 45
فصل سوم: نتایج
3-1- نتایج حاصل از آزمایشات بیوشیمیایی ……………………………………………………. 48
3-1-1- مقایسه وزن ………………………………………………………………………………… 48
3-1-2- مقایسه گلوکز ………………………………………………………………………………. 50
3-1-3- مقایسه انسولین …………………………………………………………………………… 54
3-1-3-1- جهت مقایسه انسولین در گروهها …………………………………………………… 54
3-1-4- مقایسه ALT ……………………………………………………………………………….
3-1-5-مقایسه AST ……………………………………………………………………………….
3-1-6- مقایسه ALP ………………………………………………………………………………
3-2- نتایج حاصل از مشاهدات پاتولوژیك ……………………………………………………….. 67
3-2-1- بافت پانکراس …………………………………………………………………………….. 78
3-2-1-1 پارامتر پرخونی ………………………………………………………………………….. 78
3-2-1-2 پارامتر كاهش تعداد جزایر …………………………………………………………… 79
3-2-1-3 پارامتر فیبروز ……………………………………………………………………………. 79
3-2-1-4  پارامتر التهاب سلولهای انسولین …………………………………………………… 80
3-2-1-5  پارامتر نكروز سلولهای پانکراس ……………………………………………………… 81
3-2-1-6  پارامتر واكوئلی شدن …………………………………………………………………. 81
3-2-1-7 پارامتر آتروفی…………………………………………………………………………….. 82
3-2-2 بافت کبد ……………………………………………………………………………………. 83
3-2-2-1  پارامتر هایپرپلازی مجاری صفراوی …………………………………………………. 83
3-2-2-2- پارامتر نكروز……………………………………………………………………………… 83
3-2-2-3-  پارامتر واكوئلی شدن ………………………………………………………………… 83
3-2-2-4- پارامتر آماس و تورم سلولی ………………………………………………………… 83
3-2-2-5- پارامتر پرخونی ………………………………………………………………………….. 84
3-2-3- بافت کلیه …………………………………………………………………………………… 84
3-2-3-1- پارامتر کست سلولی ……………………………………………………………….. 84
3-2-3-2-  پارامتر نکروز مجاری ……………………………………………………………….. 84
3-2-3-3-  پارامتر تخریب اپیتلیال مجاری …………………………………………………….. 85
3-2-3-4- پارامتر خونریزی ………………………………………………………………………….. 85
3-2-3-5- پارامتر پرخونی ……………………………………………………………………….. 85
فصل چهارم: بحث، نتیجه گیری و پیشنهادها
4-1-بحث و نتیجه گیری …………………………………………………………………………. 87
4-2- پیشنهادها ………………………………………………………………………………….. 91
چکیده:
بیماری دیابت قندی یکی از مهمترین عوامل خطر برای ایجاد برخی بیماری های دیگر محسوب می شود. استفاده از گیاهان دارویی در کاهش گلوکز و برخی از فاکتورهای بیوشیمیایی که در اثر دیابت افزایش می یابند، از اهمیت بالینی زیادی برخوردار است. موسیر با نام علمی Allium hirtifolium  گیاهی بومی سرزمین ایران می باشد. لذا این مطالعه با هدف بررسی خصوصیات ضد دیابتی گیاه موسیر انجام شده است. این مطالعه تجربی بر روی 40 سر رت نر نژاد ویستار به وزن 25± 225گرم انجام گردید که به 4 گروه کنترل مثبت دیابتی، کنترل منفی غیر دیابتی، کنترل دریافت کننده موسیر و گروه دیابتی تحت درمان با گیاه موسیرتقسیم شدند،. دو گروه دریافت کننده موسیر، عصاره این گیاه را روزانه از طریق گاواژ به میزان 3 میلی گرم عصاره به ازای کیلوگرم وزن به مدت 7 هفته دریافت نموده و گروه های کنترل مثبت و منفی نیز به همین میزان آب مقطر از طریق گاواژ روزانه  دریافت کردند. برای دیابتی نمودن رت ها از پودراسترپتوزوتوسین (STZ) به میزان 60 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن رت ها استفاده شد. . میزان گلوکز مرتب اندازه گیری و  تغییرات وزن نیز ثبت می شد. سپس در 4 نوبت از رت ها خونگیری و میزان انسولین، گلوکز و همچنین آنزیم های کبدی آسپارتات آمینو ترانسفراز(AST)، آلانین آمینوترانسفراز (ALT) به روشهای آنزیمی متداول اندازه گیری و گروهها با هم مقایسه شدند. بافت های کبد، کلیه و پانکراس در داخل فرمالین 10% قرار گرفته و بعد از تهیه مقاطع بافتی، از نظر ضایعات بررسی شدند.
یافته ها: وزن در گروه کنترل مثبت دیابتی به طور معنی دار کاهش p<0.05 یافته که در گروه دیابتی تحت درمان این کاهش معنی دار نمی باشد. میزان گلوکز . میزان آنزیم های ALT  و AST نیز کاهش معنی داری را در روز 3 آزمایش و هنگام دیابتی شدن نشان میدهد (p<0.05) اما تفاوت معنی داری در گروه کنترل مثبت وجود ندارد.در بافت پانکراس در برخی از آسیب ها، تفاوت معنی داری در گروه درمان وجود داشت که در بافت کبد و کلیه ضایعات تفاوت معنی داری نداشتند.
مقدمه:

دیابت ملیتوس یک اختلال متابولیکی مزمن بوده که به عنوان مهمترین بیماری اندوکراین در جهان مطرح می باشد و سبب افزایش نرخ مرگ و میر شده است. کمبود و یا کاهش نسبی میزان انسولین در این بیماری با عوارض متابولیکی حاد و مزمن همراه است. هایپرگلیسمی ناشی از دیابت باعث تخریب و نقص ارگان های مختلف و

این مطلب را هم بخوانید :

 آسیب های طولانی مدت می گردد .داروهای سنتتیک که به منظور پیشگیری و یا درمان دیابت استفاده می شوند همگی دارای عوارض جانبی متعددی هستند. با توجه به این عوارض زیاد و همچنین هزینه بالای این داروها، امروزه توجه محققان به یافتن ترکیبات طبیعی موثر افزایش یافته و مطالعات زیادی بر روی خواص درمانی گیاهان مختلف صورت گرفته است و گیاهان به عنوان عوامل طبیعی در درمان بسیاری از بیماری ها بخصوص دیابت مطرح شده اند.

گیاه موسیر (Allium hirtifolium boiss) گونه ای از خانواده بزرگ لاله سانان می باشد که از حدود 500 گونه مختلف شناخته شده تشكیل می شود. مهمترین گونه های این جنس شامل پیاز، تره فرنگی، پیاز كوهی، سیر و موسیر می باشند. از زمان های قدیم این گیاهان به عنوان چاشنی غذا و دارو مورد استفاده قرار میگرفتند. در ایران مسیر بیشتر به صورت ماست موسیر یا ترشی موسیر مصرف می شود.
به علت عوارض ناشی از این داروها و هزینه های بالای درمان، و همچنین یافتن گیاهی با اثرات ضد دیابتی به عنوان جایگزینی برای داروهای شیمیایی، در این مطالعه بر آن شدیم تا اثرات ضد دیابتی و کاهندگی گلوکز خون و تاثیر بر روی آنزیم های کبدی گیاه موسیر را مورد بررسی قرار دهیم. همچنین تاثیر این گیاه بر روی ضایعات احتمالی در بافت های کبد ، کلیه و پانکراس نیز مورد بررسی قرار گرفت.
فصل اول: مروری بر تحقیقات انجام شده
1-1- کلیات
1-1-1- دیابت
2-1-1- تاریخچه دیابت
اولین مدارک تاریخی درمورد بیماری دیابت به 1500 سال پیش از میلاد مسیح بازمی گردد که در لوحه ای در اهرام ثلاثه مصر توسط یک باستان شناس انگلیسی کشف شد. در لوحه، بیماری های مختلفی شرح داده شده است که یکی از آنها دیابت می باشد. این لوحه تمام علائم بیماری را به طور دقیق شرح داده و ذکر کرده است که این بیماران زیاد آب می نوشند، بیش از حد ادرار می کنند، آب بدنشان تحلیل می رود و طول عمر کوتاه تری نسبت به سایر افراد دارند. پس از این سند، قدیمی ترین نوشته ای که در مورد این بیماری وجود دارد مربوط به یونان است. آری تیاس[1] در قرن دوم میلادی نام این بیماری را دیابت گذاشت.
دیابت در زبان یونانی به معنی سیفون است یعنی آبی که از بالا می آید و از پایین خارج می شود که نشان دهنده مصرف زیاد آب و ادرار بیش از حد افراد دیابتی بود. پس از آن، دو دانشمند هندی با چشیدن ادرار دریافتند که ادرار مبتلایان به این بیماری شیرین است. این دو پزشک برای نخستین بار تشخیص دادند که بیماران دیابتی دو نوع هستند یک نوع چاقند و نوع دیگر لاغر. پس از پزشکان هندی، پزشکان چینی در مورد بیماری قند مطالعات زیادی انجام دادند و دریافتند که در افراد دیابتی، عفونت های پوستی بسیار شایع است. در تاریخ دیابت پس از پزشکان چینی، بیشترین تحقیقات متعلق به پزشکان ایرانی است. احمد خوینی بخاری در بخش های مختلف کتاب خود (الهدایه) به ویژه در فصول مربوط به کلیه و تشنگی در مورد این بیماری سخن به میان آورده است. ابوعلی سینا نیز در بخش های مختلف کتاب خود، قانون، به این بیماری اشاره کرده است. او نخستین کسی بود که در مورد دو عارضه بسیار مشهور دیابت یعنی ناتوانی های جنسی و گانگرن توضیح داده و استفاده از گیاهان مختلفی را برای کاستن شدت بیماری پیشنهاد کرده است. در قرن 16 میلادی، یک پزشک سوئیسی که برروی ادرار بیماران قندی کار می کرد پس از جوشاندن آن متوجه وجود ماده سفید رنگی در ادرار این افراد شد. در قرن 17 میلادی، توماس ویلیس[2] پزشک انگلیسی، با جوشاندن ادرار افراد دیابتی، متوجه شیرین بودن این ماده سفید شد و این حقیقت هزار ساله را که ادرار بیماران دیابتی شیرین است با انجام دوباره این آزمایش به اثبات رساند. در قرن 18، پزشک و فیلسوف انگلیسی به نام متیو دابسن[3]برای اولین بار شرح داد که علاوه بر ادرار، سرم بیماران یعنی خون آنها نیز شیرین است. در همین زمان جان روله[4] لغت

1-7- شیمی نانولوله‌های‌کربن……………………………………………………………………….. 13
1-8- شیمی کروسین……………………………………………………………………………….. 14
1- 9- شیمی تیونین و سلستین……………………………………………………………………. 15
1- 10-  شیمی سل-ژل………………………………………………………………………………. 16
1-10-1-  الکترود های ساخته شده براساس سل-ژل……………………………………………….16
1-11-  الکترود های کربن شیشه ای……………………………………………………………….16
1-12-  فعال سازی سطح الکترود و انواع آن…………………………………………………………17
1-12-1-   روش قرار دادن اصلاحگر بر سطح الکترود………………………………………………..18
1-12-2-  ساختار اصلاح کننده های سطح………………………………………………………….18
1-13- اهداف کار پژوهشی حاضر………………………………………………………………………20
فصل دوم (مروری بر کارهای انجام­شده در زمینه الکترودهای اصلاح­شده،NADHو پریدات)…….21
2-1- مروری بر کارهای انجام شده در زمینه اندازه­گیری ترکیبات مختلف بر پایه الکترودهای اصلاح­شده با لوله کربن و مولکول های کروسین…22
2-2- مروری بر استفاده از نانو ذرات اکسید روتنیم برای اصلاح سطح الکترود………………….22
2-3- مروری بر کارهای انجام گرفته برای تعیین  NADHبه روش الکتروشیمیایی……………… 24
2-4- مروری بر کارهای انجام گرفته برای تعیین پریدات با استفاده از الکترودهای اصلاح­شده…24
فصل سوم (تعیین آمپرومتری نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید اسید با الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با نانولوله کربن و مولکول های کروسین)……………….26
1-3- مقدمه………………………………………………………………………………………… 27
3-2- بخش تجربی……………………………………………………………………………………28
3-2-1- مواد ومعرف­ها…………………………………………………………………………………28
3-2-2- دستگاه­ها و وسایل مورد نیاز……………………………………………………………..29
3-2-3-  روش تهیه الکترود کربن سرامیک Bare و اصلاح شده با نانولوله کربن به روش سل-ژل…29
3-2-3-1- روش تهیه الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با مولکول های کروسین………….29
3-3- بررسی الکتروشیمی فیلم نانولوله کربن-کروسین تشکیل شده در سطح الکترود……31
3-4- تاثیر استفاده از نانولوله کربن در رفتار الکتروشیمیایی کروسین جذب شده در سطح الکترود…32
3-5- فعالیت الکتروشیمیایی الکترود CCE/CNTs/Cro در سرعت­های روبش مختلف……….33
3-6- محاسبه ضریب انتقال بار و ثابت سرعت انتقال الکترون برای الکترود اصلاح­شده…. 34
3-7- محاسبه غلظت  سطحی کروسین در سطح الکترود…………………………………..36
3-8- بررسی میزان پایداری فیلم کروسین جذب شده  تشکیل شده در سطح الکترود…..36
3-9- بررسی رفتار الکتروشیمیایی فیلم کروسین جذب شده در سطح الکترود در pH های متفاوت….37
3-10- خواص الکتروکاتالیزوری فیلم CNTs/Cro برای اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری NADH…..
3-11- بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با نانولوله کربن و کروسین در غلظت های متفاوتی از NADH
3-12- محاسبه ثابت سرعت کاتالیزوری برای اکسیداسیون   NADH توسط الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با CNTs/Cro
3-13-بررسی تاثیر PH محلول روی اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری NADH …………
3-14- تعیین محدوده خطی NADH با الکترود کربن سرامیک اصلاح شده با نانولوله کربن و کروسین…42
3-15- تعیین حساسیت و حد تشخیص الکترود اصلاح­شده برای اندازه‌گیری NADH ……..
3-16- بررسی پایداری پاسخ الکترود اصلاح­شده نسبت به اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری NADH……
3-17- نتیجه ­گیری …………………………………………………………………………46
فصل چهارم (تعیین آمپرومتری پریدات با استفاده از الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانو ذرات اکسید روتنیم)…47
4- 1- مقدمه ……………………………………………………………………………….48
4 -2- بخش تجربی…………………………………………………………………………48
4- 2- 1-  مواد و معرف ها……………………………………………………………48

4-2- 2- دستگاهها و تکنیک‌های اندازه‌گیری……………………………………………49

4-2-3- روش تهیه نانوذرات اکسید روتنیم در سطح الکترود کربن شیشه‌ای…………49
4-2- 4- روش تهیه الکترود اصلاح شده با نانوذرات اکسید روتنیم وسلستین بلو…….51
4-3-  محاسبه سطح موثر الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانوذرات اکسید روتنیم…51
4- 4-  بررسی الکتروشیمی فیلم  نانوذرات اکسید روتنیم- سلستین بلو در سطح الکترود کربن شیشه‌ای….52
4-5-  تأثیر استفاده از نانوذرات اکسید روتنیم در رفتار الکتروشیمیایی سلستین بلو جذب شده در سطح الکترود…53
4-6-  فعالیت الکتروشیمیایی الکترود  CB- RuOx/GC در سرعت‌های روبش مختلف… 54
4-7- محاسبه ضریب انتقال بار و ثابت سرعت انتقال الکترون برای الکترود اصلاح شده..56
4-8- محاسبه غلظت سطحی سلستین بلو جذب شده در سطح نانوذرات اکسید روتنیم…57
4- 9-  بررسی میزان پایداری فیلم‌ سلستین بلو تثبیت شده بر سطح نانوذرات اکسید روتنیم…58
4- 10-  بررسی رفتار الکتروشیمیایی فیلم نانو ذرات اکسید روتنیم- سلستین بلو جذب شده در سطح الکترود…58
4-11-  بررسی رفتار الکتروشیمیایی فیلم سلستین بلو جذب شده در سطح الکترود در  PHهای مختلف….60
4- 12- بررسی خواص الکتروکاتالیزوری فیلم RuOx- Celestine blue برای احیای الکتروکاتالیزوری پریدات..61
4-13-  بررسی تاثیرpH محلول روی احیای الکتروکاتالیزوری پریدات……………….  63
4-14-  بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود GC/RuOx- CB  در غلظت‌های متفاوت…63
4- 15- محاسبه ثابت سرعت کاتالیزوری برای پریدات………………………………..64
4- 16- استفاده از روش آمپرومتری برای اندازه‌گیری پریدات  توسط الکترود کربن شیشه‌ای شده اصلاح شده با فیلم RuOx-  CB و تعیین محدوده کالیبراسیون خطی………..65
4-17-  تعیین حساسیت و حد تشخیص الکترود GC/RuOx- CB  برای تشخیص پریدات…66
4- 18-  بررسی پایداری پاسخ الکترود GC/RuOx- CB  برای اندازه‌گیری پریدات…….67
4-19- نتیجه گیری…………………………………………………………………………. 68
فهرست منابع………………………………………………………………………………..69
چکیده:

در بخش اول این پروژه، نوع جدیدی حسگر برای اندازه گیری نیکوتین آمید دی نوکلئوتید اسید (NADH)  با استفاده از تکنیک سل-ژل و اصلاحگر کروسین و نانولوله کربن ساخته شده است. این الکترود اصلاح شده خاصیت الکتروکاتالیزوری خوبی نسبت به اکسیداسیون NADH در pH=7 از خود نشان می دهد. (پتانسیل اکسایش 25/0 ولت نسبت به الکترود مرجع ). از آمپرومتری هیدرودینامیک برای اندازه گیری NADH در سطح الکترود کربن سرامیک اصلاح‌ شده استفاده شد. حد تشخیص ، 

این مطلب را هم بخوانید :

حساسیت و محدوده کالیبراسیون خطی نسبت به NADH به ترتیب µM 2، nA.µM-1 4/2، 2-2500 میکرو مولار در زمان پاسخ دهی کمتر از یک ثانیه محاسبه شد.

در بخش دوم این پروژه، یک روش جدید برای اکسیداسیون الکتروکاتالیزوری پریدات با استفاده از الکترود کربن شیشه­ای اصلاح­شده با نانوذرات اکسید روتنیم انجام شده است. نانوذرات اکسید روتنیم نیز به وسیله­ی روش الکتروشیمیایی در سطح الکترود کربن شیشه­ای سنتز شده­اند. حدتشخیص، حساسیت و ثابت سرعت کاتالیزوری الکترود اصلاح­شده برای –IO4 به ترتیب µM 1/6، nA.µM-1 7/9 و محدوده غلظت خطی تا 4 میلی مولار محاسبه شد. الکترود اصلاح­شده پاسخ الکتروشیمیایی، حساسیت، پایداری و تکرارپذیری خوبی را نشان می­دهد.
فصل اول: مقدمه

2-4- روش تولید نانومواد و پیش ماده…………………………………. 24
2-4-1- تهیهA- α -Na8HPW9O34.xH2O……………………………….
2-4-2- تهیه K9(NH4)H2[(OCe)3(A- α -PW9O34)2]. 20H2O……..
2-4-3- تهیه نانوکامپوزیتهای  Ln = ( Pr, Nd, Sm, Eu, Tb)-TiO2…..
2-4-4- تهیه نانو کامپوزیت­های PWCe  Ln = ( Pr, Nd, Sm, Eu, Tb)- TiO2/با نسبت جرمی پلی اکسو­متالات بار­گذاری شده به بستر 20،10 و 30 درصد…………..25
2-5- بررسی خاصیت فوتوکاتالیزگری نانوکامپوزیتهای تهیه شده…26
2-5-1- اثر pH بر فعالیت فوتوکاتالیزگر………………………………. 26
2-5-2- اثر نسبت جرمی پلی­اکسومتالات به بستر بر فعالیت فتوکاتالیزگری….27
2-5-3- اثر مقدار فوتوکاتالیزگر بر فعالیت فوتوکاتالیزگری……………27
2-5-4- اثر بارگذاری پلی­اکسومتالات­ها بر فعالیت فوتوکاتالیزگری…….27
2-5-5-  فوتولیز و اثر دوپه کردن عناصرلانتانیدی بر فعالیت فوتوکاتالیزگری…28
2-6- بررسی سنتیک واکنش­های فوتوکاتالیزگری………………….. 28
2-7- بازیابی فوتوکاتالیزگر……………………………………………. 28
2-8 – بررسی تخریب نوری آمینو آزو بنزن (زرد آنیلین) …………… 29
2-8-1- بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوکاتالیزگری آمینو آزو بنزن…29
2-9- اکسایش سولفیدها…………………………………………… 29
فصل سوم: نتایج و بحث…………………………………………….. 31
3-1- مقدمه……………………………………………………………. 31
3-2- شناسایی و تعیین خواص نانومواد تهیه شده……………….. 31
3-2-1- طیف سنجی FT-IR…………………………………………..
3-2-2- طیف سنجی الکترونی روبشی(SEM) …………………….34
3-2-3- الگوپراش پرتو (XRD)X…………………………………..
3-2-4- طیف سنجی پراش انرژی پرتو X( EDX)…………………
3-2-5- طیف سنجی بازتاب نفوذی (DRS)………………………… 40
3-3- واکنش فوتوکاتالیزگری تخریب متیل اورانژ با نانوکامپوزیت­های تهیه شده…41
3-3-1- بررسی اثر pH بر فعالیت فوتوکاتالیزگر……………………… 42
3-3-2-  بررسی اثر نسبت جرمی پلی­اکسومتالات به بستر بر فعالیت فتوکاتالیزگری….44
3-3-3- بررسی اثر مقدار فوتوکاتالیزگر بر فعالیت فوتوکاتالیزگری……45
3-3-4- بررسی اثر دوپه کردن عناصرلانتانیدی و فوتولیز بر فعالیت فوتوکاتالیزگری….47
3-3-5- بررسی اثر بارگذاری پلی­اکسومتالات­ها بر فعالیت فوتوکاتالیزگری….50
3-4- بررسی سنتیک واکنشهای فوتوکاتالیزگری…………………. 53
3-5- بازیابی فوتوکاتالیزگر…………………………………………… 59

3-6 – بررسی تخریب فوتوکاتالیزگری آمینو آزو بنزن (زرد آنیلین)…61

3-6-1- بررسی سنتیک واکنش تخریب فوتوکاتالیزگری آمینو آزو بنزن…..62
3-7- اکسایش سولفیدها …………………………………………..63
3-8- نتیجه گیری…………………………………………………….. 66
فهرست منابع ……………………………………………………….
چکیده:
در این پژوهـش، نانـو ذرات تیـتانیوم دی­اکسـید دوپـه شـده با تعدادی از عناصر لانتانیدی (Pr, Nd, Sm, Eu, Tb)  به روش سل-ژل تهیه گردیدند. یک سری از نانو کامپوزیت­های جدید شامل درصدهای جرمی مختلف از ترکیب پلی­اکسومتالات (%30-10) K9(NH4)H2[(OCe)3(A-α-PW9O34)2]. 20H2O (PWCe)  بارگذاری شده بر روی نانومواد دوپه شده با عناصر لانتانیدی مختلف با استفاده از روش ساده بارورسازی تهیه و به عنوان فوتوکاتالیزگرهایی موثر معرفی گردیدند. از روش­های مختلفی شامل طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR)، میکروسکوپ الکترونی روبشی با وضوح بالا (FESEM)، الگو پراش پرتو X (XRD)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو X ( EDX) و طیف سنجی بازتاب نفوذی (DRS) جهت شناسایی و تعین خواص نانوفوتوکاتالیزگرهای تهیه شده استفاده گردید. با استفاده از فنون به کاربرده شده مشخص شد که ترکیب PWCe با موفقیت بر روی نانوذرات TiO2 دوپه شده با عناصر لانتانیدی بار گذاری شده است و اندازه نانوکامپوزیت­های تهیه شده کمتر از nm 20 می­باشد. همچنین معلوم شد عناصر لانتانیدی دوپه شده شکاف انرژی TiO2 را کاهش داده و باعث جابه­جایی قابل ملاحظه جذب به سمت ناحیه مرئی شده اند. فعالیت فوتوکاتالیزگری این نانوکامپوزیت­ها در تخریب فوتوکاتالیزگری متیل اورانژ و آمینوآزوبنزن تحت نور UV مورد بررسی قرار گرفت. اثر پارامترهای مختلفی مانند درصد جرمی PWCe ، مقدار فوتوکاتالیزگر و pH محلول بررسی شد. نتایج نشان داد فعالیت فوتوکاتالیزگری نانوذرات TiO2 به طور قابل ملاحظه­ ایی با دوپه کردن عناصر لانتانیدی و حضور ترکیب PWCe افزایش می­یابد. افزایش فعالیت فوتوکاتالیزگری با نهش ترکیب PWCe  به تاثیر متقابل ترکیب PWCe و TiO2 به روی یکدیگر ربط داده می­شود. مشخص شد که سنتیک واکنش تخریب فوتوکاتالیزگری متیل اورانژ و آمینو آزوبنزن از سنتیک ظاهری مرتبه اول پیروی می­کند و کاتالیزگرها به راحتی جدا و بازیابی شدند.
فصل اول: بررسی منابع
1-1- مقدمه
بخش بزرگی از تركیبات آلی كه باعث ایجاد آلودگی در آب­های طبیعی می­گردند، مواد رنگزای شیمیایی هستند كه به صورت صنعتی و خانگی مورد استفاده قرار می­گیرند. از بین همه مواد رنگی، رنگ­های آزو  وسیع­ترین کاربرد را به­­دلیل تنوع در ساختمان شیمیایی و تولید آسان دارا هستند. رنگ­های آزو برای رنگی نمودن پلی­ آمید­ها، پلی­استر­ها، آکریلیک­ها، پلی­اولفین­ها و الیاف سلولز و نیز برای رنگی نمودن روغن جلا، پلاستیک­ها، جوهر چاپگر، لاستیک و لوازم آرایشی کاربرد دارند. بنابراین به­دلیل تنوع کاربرد این رنگ­ها، وجود این ترکیبات در آلودگی پساب­های صنایع و محیط قابل انتظار است[6-1].

آزاد شدن این مواد در طبیعت، بزرگ­ترین منبع آلودگی برای اکوسیستم‌های طبیعی می ‌باشد. مواد رنگزا در مقابل تخریب زیستی مقاوم بوده و نه تنها رنگ نامطلوبی به آب می­دهند، بلكه در بعضی موارد خود تركیبات مضری بوده و ممکن است طی فرایند‌های مختلف از قبیل هیدرولیز، اكسایش، یا واكنش­های شیمیایی دیگر كه در آب 

این مطلب را هم بخوانید :

اتفاق می­افتد، به آمین‌های آروماتیک تبدیل می ‌شوند که یکی از عوامل سرطان‌زا می‌­باشند. حضور مواد رنگزای شیمیایی علاوه بر آنكه بر روی آلودگی منابع آبی تأثیر مـی­گذارند، با مـتوقف كردن تولیـد اكسیژن و جـلوگیری از نفوذ خورشـید موجـب مـرگ مـوجودات زنـده و وارد آوردن صدمـات جـدی به محیـط زیسـت می­گردند[9-7]. ترکیبات آلی که سبب بروز رنگ حقیقی می­شوند ممکن است موجب افزایش نیاز کلر آب شده و درنهایت موجب کاهش اثر گذاری کلر بر آب به عنوان یک ماده گندزدا شود، شاید مهم­تر از این محصولاتی باشد که در اثر ترکیب این مواد با کلر به وجود می­آیند.  كاربرد مواد رنگزا به علت توسعه صنعتی و تقاضای روزافزون، افزایش می­یابد. امروزه حدود 10 هزار مادة رنگزا و رنگدانه در صنایع مختلف استفاده می­گردد كه تولید سالانه آن­ها بالغ بر700 هزار تن بوده و حدود  50 درصد از آن­ها رنگ­های آزو می­ باشند. حدود 20 درصد رنگ­های تولید شده در جهان در طی فرایند­های رنگرزی و پرداخت، هدر می­روند و به صورت پساب وارد محیط زیست می­شوند[12-10]. بنابراین لزوم حذف این آلاینده­ها ضروری به نظرمی­­رسد.

1-10- مدل سینتیکی رشد میکروارگانیسم…………………………………………………..28
1-10-1- بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته……………………………………….31
1  -11- تعیین ضریب انتقال اکسیژن  دربیوراکتور………………………………………………33
1-11-1- روشهای اندازه گیری  ………………………………………………………………….33
1-12- استفاده پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها در صنایع ………………………………………………36
1-13- کاربرد بیوپلیمر ها در نانوکامپوزیتهای پلیمری…………………………………………39
1-13-1-  انواع نانوکامپوزیتهای پلیمری ………………………………………………………..39
1-13-2- روش های ساخت نانوکامپوزیتهای پلیمری …………………………………………41
فصل دوم- مواد و روش ها
2-1- میکروارگانیسم………………………………………………………………………………45
2-2- انتقال میکروارگانیسم از حالت یخ خشک به محیط كشت اولیه………………………47
2-3- محیط نگهداری……………………………………………………………………………….47
2-4- محیط کشت تلقیح…………………………………………………………………………48
2-5- محیط کشت تخمیر………………………………………………………………………….48
2-6- آماده سازی کشت تلقیح………………………………………………………………….49
2-7- شرایط تخمیر ونمونه برداری……………………………………………………………….49
2-8-  تهیه منحنی كالیبراسیون وزن خشك سلولی- جذب……………………………..50
2-9-  تهیه منحنی­های كالیبراسیون جهت تعیین مقادیر منابع کربن……………………….51
2-9-1-  طرز تهیه محلول معرف DNS……………………………………………………..
2-9-2- رسم منحنی كالیبراسیون قندهای قابل تبدیل…………………………………….51
2-10- شرایط کروماتوگراف­گازی برای اندازه­گیری پلی­هیدروکسی­آلکانوات­ها…………………52
2-10-1- تهیه استاندارد داخلی……………………………………………………………….53
2-10-2- تهیه منحنی­های کالیبراسیون متیل­هیدروکسی­بوتیرات، متیل هیدروکسی­والرات  و متیل­ هیدروکسی­ هگزانوات…53
2-10-3- استخراج بیوپلیمر و آماده سازی نمونه برای تزریق به دستگاه GC…………..
2-10-4- روش شناسائی و تایید بیوپلیمر توسط 13C NMR،1H NMR ،. FT-IR……….
2-10-4-1- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) ……………………………………………55
2-10-4-2- طیف بینی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) ……………………..55
2-11- فرایند بیولوژیکی جهت تولید بیوپلیمر درون سلولی در بیوراکتور………………56
2-11-1- فرایند کشت غیرپیوسته………………………………………………………….56
2-11-2- فرایندکشت نیمه پیوسته………………………………………………………….56
2- 11- 2- 1- فرایند کشت نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت منبع کربن ونیتروژن……57
2- 11- 2- 2- فرایند کشت نیمه پیوسته با خوراک دهی متغیر  منبع کربن ونیتروژن…..57
2-11-3- تعیین ضریب انتقال اکسیژن در بیوراکتور………………………………………..57
2-12- تولید نانو کامپوزیت پلی هیدروکسی بوتیرات هیدروکسی والرات /هیدروکسی اپتایت…59
فصل سوم- نتایج و بحث
3-1- میکروارگانیسم Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034………………….
3-1- 1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی………………………………………………62
3-1-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن………………………………………63
3-1-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن ……………………………………..65
3-1-3- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن ……………………………………..66
3- 2- میکروارگانیسم  Cupriavidus necator DSM 545…………………………..
3-2-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی ……………………………………………….68
3-2-1-2- بررسی تاثیر نسبت نیتروژن به کربن ………………………………………69
3-2-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن………………………………………73
3-2-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن………………………………………..74
3-2-4- استفاده ازملاس بعنوان تنها منبع کربن………………………………………..75
3-2-5- تاثیر استات بر رشد میکروارگانیسم و تولید بیوپلیمر………………………..77
3-2-5-1 -ترکیب ملاس و استات بعنوان منابع کربن……………………………………..77
3-3- میکروارگانیسم  Azotobacter beijerinckii DSMZ 1041………………………..
3-3-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی…………………………………………………..80

3-3-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن……………………………………………82

3-3-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن…………………………………………83
3-3-4- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن…………………………………………..84
3-4- میکروارگانیسم Azohydromonas lata DSMZ 1123………………………………….
3-4-1- بررسی شرایط فرایند بیولوژیکی………………………………………………………..85
3-4-2- استفاده از گلوکز بعنوان  تنها منبع کربن…………………………………………….87
3-4-3- استفاده ازفروکتوز بعنوان تنها منبع کربن ……………………………………………88
3-4-4- استفاده ازآب پنیر بعنوان تنها منبع کربن ………………………………………….89
3-5- نتایج کلی مقایسه چهار میکرو ارگانیسم در تولید بیوپلیمر ………………………….92
3-6- بررسی سینتیک رشد میکروارگانیسم در تولید بیوپلیمر…………………………..92
3-7- فرایند کشت غیر پیوسته در بیوراکتور…………………………………………………95
3-7-1- تعیین ضریب انتقال اکسیژن در بیوراکتور …………………………………………97
3-8- فرایند کشت نیمه پیوسته  با خوراک دهی ثابت در بیوراکتور……………………..98
3-9- فرایند کشت نیمه پیوسته  با خوراک دهی متغیر (پله ای) در بیوراکتور………….99
3-10- بازده بیومس …………………………………………………………………………..100
3-11- بهره دهی …………………………………………………………………………….102
3-12- بازده تولید ……………………………………………………………………………..103
3- 13- آزمایشهای تشخیصی جهت تایید بیوپلیمر تولید شده………………………105
3-13-1- طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR) ………………………………………………..105
3-13-2- طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته ای (NMR) ………………………….106
3-14- بررسی امکان استفاده از بیوپلیمر تولید شده در نانوکامپوزیتها………………..108
فصل چهارم-نتیجه گیری وپیشنهادات
4-1- نتیجه گیری…………………………………………………………………………….113
4-2- پیشنهادات………………………………………………………………………………116
مراجع …………………………………………………………………………………………117
چکیده انگلیسی ……………………………………………………………………………..127
پیوستها………………………………………………………………………………………….128
چکیده:
هدف از انجام این مطالعه تولید بیوپلیمر پلی­هیدروکسی­ آلکانوآتها با استفاده از منابع کربنی گلوکز، فروکتوز، ملاس و آب پنیر توسط میکرو ارگانیسم های   Azohydromonas lata  DSMZ 1123، Azotobacterbeijerinckii DSMZ 1041 ، Cupriavidus necator DSMZ 545، Hydrogenophaga pseudoflava DSMZ 1034  بوده است. در مرحله نخست جهت غربالگری میکروارگانیسم ها وانتخاب میکرو ارگانیسم هدف برای تولید بیوپلیمر، شرایط مناسب دما، سن تلقیح و شدت هم زدن برای هر میکروارگانیسم مشخص گردید. در شرایط بهینه هر یک از منابع کربنی به تنهایی مورد استفاده قرار گرفتند تا نوع و میزان بیوپلیمر تولیدی توسط هر یک تعیین گردد.  با توجه به نتایج به دست آمده C. necator  به لحاظ دارا بودن شرایط مطلوب (رشد مناسب وموثر بر روی محیطهای مورد نظر،ثبات  فعالیت بیولوژیکی نسبت به سایر میکروارگانیسم های مورد بررسی وبازده تولید قابل ملاحظه بیوپلیمر  ) به عنوان میکروارگانیسم مناسب جهت ادامه تحقیق انتخاب شد . در فرایند غیر پیوسته تولید بیوپلیمر در فلاسک با استفاده از C. necator  بر روی منابع گلوکز، فروکتوز و ملاس ، میزان تولید بیوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات به ترتیب 3/3 ، 9/5 ، 3/1 گرم بر لیتر ومیزان بهره دهی بهترتیب 07/0 ، 08/0 ، 03/0 گرم بر لیتر بر ساعت بوده است . علاوه براین از استات ( استات سدیم با غلظت بهینه 10 گرم بر لیتر ) به عنوان مکمل منبع کربنی به همراه ملاس جهت تولید بیوپلیمر استفاده شد که منجر به تولید میزان 2/7 گرم برلیتر کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات شد. از کوپلیمر تولید شده میزان پلی هیدروکسی بوتیرات و پلی هیدروکسی والرات به ترتیب 9/6 و 32/0 گرم بر لیتر بود. در مرحله دوم با بررسی سینتیک رشد در فرایند غیر پیوسته وپیش بینی روند رشد و تولید محصول، فرایند غیر پیوسته و نیمه پیوسته در بیوراکتور جهت تولید بیوپلیمر مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا در فرایند غیر پیوسته بر روی گلوکز،  میزان پلی هیدروکسی بوتیرات 2/4 گرم بر لیتر به ازای مصرف 16 گرم بر لیتر منبع کربنی بود و ضریب انتقال  اکسیژن 16/0 بر ثانیه وشدت رشد ویژه میکروارگانیسم 17/0 بر ساعت به دست آمد. سپس فرایند نیمه پیوسته با استفاده از دو روش خوراک دهی ثابت و متغیر پله ای منبع کربن و نیتروژن در غلظتهای 300 و 10 گرم بر لیتر بررسی شد. میزان تولید پلی هیدروکسی بوتیرات در خوراک دهی ثابت 2/8 گرم بر لیتر و در خوراک دهی متغیر 8/11 گرم بر لیتر به دست آمد که  حدود 40 درصد افزایش یافت . میزان بهره دهی فرایند های غیر پیوسته و نیمه پیوسته با خوراک دهی ثابت و متغیر به ترتیب 04/0 ، 085/0 ، 137/0 گرم بر لیتر بر ساعت بود. در مرحله سوم امکان تولید نانوکامپوزیتهای پلیمری با استفاده از بیوپلیمر تولید شده مورد بررسی قرار گرفت . با استفاده از روش تثبیت در حلال ، محلول کوپلیمر پلی هیدروکسی بوتیرات/ هیدروکسی والرات  در کلروفرم به همراه نانوذرات هیدروکسی اپتایت قرار گرفت.نتایج حاکی از آن بود که تولید نانوکامپوزت با استفاده از اولتراسونیک نتیجه بهتری در بر داشت و نانوذرات بصورت یکنواخت بر روی سطح بیوپلیمر تثبیت گشتند.
مقدمه:
 استفاده از پلیمرها و پلاستیك ها در اغلب وسایل انسان از ریزترین آنها گرفته تا بزرگترین آنها انكار ناپذیر است. دلیل این استفاده وافر پلیمرها و پلاستیك ها در زندگی  انسان خواص بسیار زیاد آنها می باشد. مصرف سرانه پلاستیك در اروپا 60 كیلوگرم و در آمریكا 80 كیلوگرم در سال است [1]. علیرغم فواید فراوان پلیمرها و پلاستیك ها، استفاده از آنها باعث معضلات زیست محیطی فراوان شده است و همین امر باعث شده است كه بشر به فكر تولید پلیمرهای زیست تخریب پذیر و تخریب زیستی پلیمرها و پلاستیك ها بیافتد.

مکانیسمهای درونی و توانایی خود تنظیمی طبیعت نمی توانند این آلاینده ها را تجزیه کنند چون با این مواد نا آشنا هستند. این امر موجب شده است بسیاری از کشورها شروع به توسعه پلاستیک های قابل تجزیه زیستی کنند. بر اساس یک تخمین، بیش از 100 میلیون تن پلاستیک هر ساله تولید می شوند. 40% از این مقدار به محل های 

این مطلب را هم بخوانید :

دفن زباله منتقل می شود و چند صد هزار تن هر ساله به محیط های دریایی ریخته می شوند و در مناطق اقیانوسی تجمع می یابند. سوزاندن پلاستیک ها  یکی از گزینه ها در دفع پلاستیک ها می باشد؛ اما علاوه بر پرهزینه بودن خطرناک نیز می باشد[1-2].

پلاستیک هایی که کاملا تجزیه پذیرند، نسبتاٌ جدید و نوید دهنده اند که به خاطر بهره گیری از باکتریها برای تشکیل بیوپلیمر می باشد که عمدتاٌ شامل پلی هیدروکسی آلکانویت ها[1]، پلی لاکتیک اسیدها[2]، پلی استرهای آلیفاتیک[3]، پلی ساکاریدها[4]،  و یا ترکیبی از این مواد می باشند[1].
1- انواع پلیمرهای زیست تخریب پذیر
پلیمرهای زیست تخریب پذیر زیادی شناسایی شده اند و یكی از مهمترین آنها پلی هیدروكسی آلكانوات ها می باشد. استفاده از این گروه پلیمرهای زیست تخریب پذیر در كشاورزی و صنایع دارویی و غیره بسیار مورد توجه قرار گرفته است كه دلیل آن سازگاری با محیط زیست و سامانه های حیاتی می باشد[2].
پلی هیدروكسی آلكانوات ها ،پلیمرهای زیست تخریب پذیر هستند و به صورت ذرات درون سلولی در میکروارگانیسم های مختلف تشکیل می شوند[3]. وزن مولکولی این پلیمرها در محدوده 105*2 تا  106*3 دالتون می باشد. وزن مولکولی بر حسب نوع میکروارگانیسم و شرایط رشد تغییر می کند[3].
یکی ازمهمترین پلی هیدروکسی آلکانوات ها، پلی هیدروكسی بوتیرات است. پلی هیدروكسی بوتیرات یك پلیمر خطی از 3-هیدروكسی بوتیرات است و در اندازه های مختلفی از ذرات در داخل سلول موجود است. پلی هیدروكسی بوتیرات به عنوان یك منبع ذخیره انرژی و كربن برای میكروارگانیزم می باشد و تحت شرایطی مثل محدودیت نیتروژن، فسفر، اكسیژن، یون ها و غیره در داخل سلول تجمع می یابد و با رفع این محدودیت ها پلی هیدروكسی بوتیرات تجزیه می شود. پلی هیدروكسی بوتیرات جامد به عنوان یك پلی استر ترموپلاستیك زیست تخریب پذیر مورد توجه قرار گرفته است زیرا خواص شبیه به خواص تعداد زیادی از پلاستیك های سنتزی معمولی دارد[4-6].