تحصيلات تکميلي

نام و نام خانوادگي : سعيد سمپوري

دانشکده : فني و مهندسي

استاد راهنما : دکتر فخري سيدين آزاد- دکتر ايران عالم زاده

تاريخ دفاع : 28/7/86

رشته و گرايش : مهندسي شيمي- بيوتکنولوژي

استاد مشاور : -

سنتز و شناسايي ماده نانوحفره 41-MCM و استفاده از آن در تثبيت آنزيم‌ها

چکيده

تخريب‌پذيري و قيمت بالاي آنزيم‌ها سبب شده است كه قبل از به‌كارگيري صنعتي آنزيم‌ها آنها را تثبيت كنند. سطح بالا، توزيع بسيار يكنواخت حفره‌ها از نظر اندازه، حجم زياد و قرار داشتن قطر حفره‌ها در دامنه اندازه آنزيم‌ها، خواص منحصر به فرد مواد مزوپور سيليكاتي مي‌باشند كه آنها را مناسب جهت استفاده در تثبيت آنزيم‌ها مي‌نمايد. ماده مزوپور 41-MCM يكي از گزينه‌هاي مناسب جهت انجام تثبيت آنزيم‌‌ها است.

در اين تحقيق، ابتدا نانوپورهاي سيليكاتي و روش‌هاي تثبيت آنزيم بر روي آنها به شكلي خلاصه معرفي شده و سپس روش تجربي توليد 41-Al-MCM به عنوان حاملي مناسب شرح داده مي‌شود. اين غربال مولكولي به روش هيدروترمال با استفاده از اسيد سيليسيك به عنوان منبع سيليكا، نيترات آلومينيوم به عنوان منبع آلومينا، سود به عنوان منبع بازي، سورفكتانت ستيل تري متيل آمونيوم برمايد به عنوان عامل شكل‌دهنده و آب دو بار تقطير به عنوان حلال سنتز شد. ماده سنتزي با استفاده از پراش اشعه X مورد شناسايي قرار گرفت و توزيع اندازه حفرات و سطح و حجم آنها با استفاده از تكنيك جذب نيتروژن در دماي 77 كلوين تعيين شد.

جذب فيزيكي آنزيم‌هاي ليزوزيم سفيده تخم‌مرغ و پراكسيداز ترب كوهي (HRP) روي 41-Al-MCM مورد بررسي قرار گرفت. براي اين كار محلول‌هاي بافري فسفات و بي‌كربنات جهت تنظيم pH محيط مورد استفاده قرار گرفتند. مطابق نتايج بدست آمده جذب ليزوزيم بسيار بيشتر از HRP بود. به نظر مي‌رسد كه چون اندازه مولكول‌هاي ليزوزيم از حفره‌هاي حامل كوچك‌تر است، در نتيجه اين مولكول‌ها مي‌توانند به داخل حامل نفوذ كنند. اين در حالي است كه مولكول‌هاي HRP تقريباً به اندازه خلل و فرج حامل هستند و به همين دليل بيشتر روي سطح خارجي جذب مي‌شوند. با توجه به تثبيت بسيار اندك HRP، تنها تاثير pH بر روي جذب آن مورد مطالعه و بهينه‌سازي قرار گرفت. اما در مورد ليزوزيم ابتدا فاكتورهاي pH محيط، غلظت آنزيم و زمان انجام تثبيت با روش يك فاكتور در زمان بررسي شد. سپس، با استفاده از روش تاگوچي و طراحي 9-L اثر پارامترهاي مذكور به علاوه فاكتور دما مورد تحقيق و بهينه‌سازي قرار گرفت. مطابق نتايج بدست آمده، مقدار تثبيت با افزايش غلظت اوليه آنزيم و همچنين با افزايش زمان به يک حد اشباع مي‌رسد. pH برابر 10 و دماي 35 درجه سانتيگراد مقادير بهينه بدست آمده در تثبيت ليزوزيم بودند. با استفاده از اين نتايج، دور همزن به هنگام تثبيت هم مورد مطالعه قرار گرفت و دور 150 rpm كه بالاترين دور همزن مورد استفاده در آزمايشگاه بود، بهترين نتايج را بدست داد. در ادامه، جهت تاييد بهينه بودن شرايط بدست آمده، دو آزمايش در شرايط بهينه و دماي 4 درجه سانتيگراد جهت تاييد نتايج فوق انجام شد.