از روش های مختلفی برای تعیین میزان اثر ضدمیکروبی یک ماده بر روی باکتری ها استفاده می کنند که مهمترین آنها استفاده از روش حداقل غلظت بازدارنده (^[۲۲]MIC) می باشد. در میکروب شناسی، حداقل غلظت بازدارنده (MIC)، کمترین غلظت یک آنتی بیوتیک که بتواند رشد قابل مشاهده میکروارگانیسم را پس از یک شب نگهداری در انکوباتور مهار کند می باشد. حداقل غلظت بازدارندگی در آزمایشگاه های تشخیصی برای تایید مقاومت میکروبی به یک عامل ضدمیکروبی و نیز برای نظارت بر فعالیت های عامل های ضدمیکروبی جدید مهم است. MIC به طور کلی اساسی ترین اندازه گیری آزمایشگاهی فعالیت یک عامل ضدمیکروبی در برابر یک اورگانیسم را در نظر می گیرد [۷۰]

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

۱-۹- مروری بر کارهای انجام شده
هلن^[۲۳] و همکاران در سال ۲۰۱۱ از کمپلکس کیتوسان-آهن به عنوان جاذب برای حذف آرسنیک (III) از محلول های آب استفاده کردند. نتایج نشان دادند داده های تعادلی بخوبی با ایزوترم های لانگمویر، فروندلیچ و لانگمویر-فروندلیچ پردازش شدند ولی ایزوترم لانگمویر پردازش بهتری داشت. حداکثر ظرفیت جذب کیتوسان-آهن برای یون As(III) حدود ۴/۱۳ میلی گرم بر گرم بدست آمد. اندازه گیری سنتیکی نشان داد که واکنش سریع بود و از مدل سنتیکی شبه مرتبه اول تبعیت می کند. نتایج این مطالعات نشان دادند که هیچ فرایند اکسیداسیون و کاهشی در سطح جذب صورت نمی گیرد [۷۱] .
دونگ وان^[۲۴] و همکاران در سال ۲۰۱۲ از نانوکامپوزیت (CCM) chitosan/clay/magnetitie برای حذف آرسنیک(V) و مس(II) از محلول های آبی استفاده کردند. نسبت جرم بهینه کیتوسان، نانومگنتیت و هولاندیت برای حذف هر دو یون به ترتیب ۱: ۱: ۲ بدست آمد. نتایج بدست آمده نشان داد که فرایند جذب برای مس(II) سریع تر از آرسنیک(V) می باشد و تعادل جذب در ۷۰ و ۱۲۰ دقیقه به ترتیب برای مس(II) و آرسنیک (V) بدست آمد. مشخص شد که مدل سنتیکی شبه مرتبه دوم مدل بهتر برای توصیف رفتار جذب هر دو یون می باشد. ظرفیت جذب CCM برای یونAs(V) در غلظت اولیه ۳۳۶ میلی گرم بر لیتر ۵٫۹ mg/g بدست آمد. از مدل های ایزوترمی لانگمویر و فروندلیچ برای محاسبه ثابت های تعادل استفاده گردید. نتایج نشان داد که حذف آرسنیک پنج ظرفیتی از هر دو مدل ایزوترمی لانگمویر و فروندلیچ تبعیت می کند. همچنین ظرفیت جذب نانوکامپوزیت برای As(V) و Cu(II) با افزایش درجه حرارت از ۲۵ به ۴۵ درجه سانتیگراد، افزایش یافت که نشان می دهد فرایند جذب گرماگیر و از نظر ترمودینامیکی مطلوب است. ظرفیت جذب CCM برای مس(II) با افزایش pH محلول از ۳ به ۹ افزایش می یابد ولی برای As(V) مخالف این روند نشان داده شد [۷۲].
غلامی و همکارانش در سال ۲۰۰۹ از فرایند غشایی اسمز معکوس برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی استفاده کردند به این منظور تاثیر پارامترهای مختلف، نظیر غلظت آرسنیک، فشار، pH، و دمای آب ورودی را بررسی کردند. نتایج حاصل نشان داد در بین غشاهای مختلف، اسمز معکوس بهترین راندمان را برای حذف آرسنیک دارا می باشد و راندمان حذف آرسنیک در شرایط بهینه عملکرد سیستم (فشار psi190، دمای ۲۵ درجه سانتی گراد و pH 9/6 ) تا بیش از ۹۹ درصد می باشد [۷۳].
ورا^[۲۵] و همکاران در سال ۲۰۰۸ ویژگیهای جذب آرسنیک(III) و آرسنیک(V) روی کامپوزیت کیتوسان/آلومینا در تعادل وشرایط پویا مورد بررسی قرار دادند. حداکثر ظرفیت جذب تک لایه آرسنیک(III) و آرسنیک(V) در pH= 4.0 به ترتیب ۵/۵۶ و ۵/۹۶ میلی گرم برگرم بدست آمد. نتایج بدست آمده نشان داد جذب آرسنیک(III) و آرسنیک(V) بر روی جاذب کامپوزیت کیتوسان/آلومینا از هر سه مدل ایزوترم لانگمویر، فروندلیچ و ردلیخ-پترسون تبعیت می کند. همچنین مشخص شد که جاذب بدست آمده دارای قابلیت بازیافت توسط سدیم هیدروکسید (۰٫۱M) را دارد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که جاذب تازه توسعه یافته کیتوسان پوشش داده روی آلومینا دارای پتانسیل کافی برای استفاده در حذف آرسنیک از آب آشامیدنی می باشد [۷۴] .
آنجالی گوپتا^[۲۶] و همکاران در سال ۲۰۰۹ کامپوزیت iron–chitosanرا تهیه و مناسب بودن آن برای حذف هر دو یون As(V) و As(III) از آب های زیرزمینی در تعادل و شرایط دینامیکی و pH=7 مورد بررسی قرار دادند. مشخص شد که داده های تعادلی با مدل ایزوترم لانگمویر پردازش بهتری دارند و پارامترهای مختلف مدل مورد ارزیابی گرفت. ظرفیت جذب تک لایه از مدل لانگمویر برای فلس های کیتوسان آهن (ICF) ( 22.47 mg/g برای As(V) و ۱۶٫۱۵ mg/g برای As(III) ) بطور قابل ملاحظه ای بالاتر از ظرفیت بدست آمده برای دانه های کیتوسان آهن (ICB) ( 2.24 mg/g برای As(V) و ۲٫۳۲ mg/g برای As(III) ) بود. همچنین نتایج نشان داد که حضور آنیون های متداول از جمله سولفات، فسفات، و سیلیکات در سطح آب های زیرزمینی دخالت جدی در رفتار جذب ایجاد نمی کند. مطالعات جذب و واجذب توسط راکتور ستون نشان داد که جاذب قابلیت استفاده مجدد را دارد. بنابرین استفاده از جاذب در pH خنثی برای حذف هر دو یون As(V) و As(III) از نمونه آب های زیرزمینی زندگی واقعی همانند یک فیلتر جذاب برای حذف آرسنیک است [۷۵] .
کوهپایه زاده و همکاران در سال ۲۰۱۱ میزان حذف آرسنیک از آب توسط نانوذرات آهن صفر ظرفیتی مورد ارزیابی قرار دادند. عوامل مهم مورد بررسی در این تحقیق pH، مقدار نانوذرات، زمان اختلاط، و میزان آرسنیک است. همچنین تاثیر یون های سولفات، کلرات، کروم، فسفات وکربنات بر روی حذف آرسنیک مورد مطالعه قرار دادند. در این تحقیق مشخص گردید که ۰۵/۰ گرم نانوذره آهن توانایی جذب ۱ میلی گرم در لیتر آرسنیک از آب آشامیدنی در مدت زمان حداکثر ۸ دقیقه را داراست و همچنین با بررسی تاثیر یون های رقیب در این روش، مشخص گردید که علاوه بر حذف کامل آرسنیک پنج ظرفیتی از آب توسط نانوذره آهن صفر ظرفیتی و رسیدن به حد استاندارد، تغییرات شرایط فیزیکی و شیمیایی مانند تغییرات pH و حضور بسیاری از یون ها تاثیر بسزایی بر کارایی حذف توسط این روش ندارد که این قابلیت از مزایای مهم آن است [۷۶].
ساها^[۲۷] و همکاران در سال ۲۰۱۲ جاذب آرسنیک شامل نانوذرات آلومینا پراکنده شده در ماتریس پلیمر کیتوسان پیوند داده شده با پلی آکریل آمید^[۲۸] را تهیه کرده و پتانسیل آن را برای حذف مورد مطالعه قرار دادند. مطالعات جذب دسته ای به عنوان یک تابع از زمان تماس، غلظت آرسنیک اولیه، pH و حضور آنیون های رقابت کننده انجام شد. مشخص شد که داده های تعادلی جذب تطابق بهتری با ایزوترم فروندلیچ دارند. نتایج بدست آمده نشان داد که جذب ممکن است به دلیل تعاملات فیزیکی و شیمیایی باشد. اگرچه فسفات و سولفات تاثیر اندکی در جذب آرسنیک داشت ولی حضور نیترات و کلرید نشان داد هیچ تغییری در پدیده جذب آرسنیک ندارند. همچنین با مطالعه FTIR آرسنیک جذب شده در جاذب تایید شد. مکانیسم جذب آرسنیک توسط جاذب پلیمری جدید مطرح شد. سه مزیت متمایز این جاذب جدید، شرایط کارکرد ملایم در درجه حرارت ۲۵^۰ C وpH = 7.2 ، ظرفیت جذب بالا و قابلیت بازیافت حداقل برای ۵ بار، این جاذب را یک ماده ایده آل برای حذف آرسنیک از آب آشامیدنی ایجاد کرده است [۷۷] .
لئورنت^[۲۹] و همکاران در سال ۲۰۰۰ به بررسی حذف آرسنیک (V) از محلول های آبی با بهره گرفتن از جاذب مولیبدات اشباع شده از دانه های کیتوسان (MICB) پرداختند. فرایند جذب جدید برای حذف یون As (V) با بهره گرفتن از MICB مورد مطالعه قرار گرفت. یون آرسنات به شدت در محدوده pH ۲ الی ۴ جذب شد. مشخص شد که مکانیسم جذب، تشکیل کمپلکس بین یون آرسنات و مولیبدات است. حتی در غلظت تعادل کم، ظرفیت جذب بالا بود، و اجازه می داد فرایند تا پایان درمان مورد استفاده قرار گیرد. نتایج نشان داد یون های فسفات به دلیل واکنش رقابتی با سایت های فعال به طور قابل توجهی جذب آرسنات را کاهش می دهد. همزمان با جذب آرسنات، یون مولیبدات تا حد زیادی آزاد می شود. این آزاد شدن با بهره گرفتن از درمان MICB با ارتوفسفریک کاهش می یابد ( MICB-PO₄ بدست می آید). مشخص شد که داده های تعادلی جذب AS(V) بر روی MICB-PO₄ در pH=3 تطابق بهتری با ایزوترم فروندلیچ دارند. همچنین چرخه جذب-واجذب سه بار تکرار شد و کاهش قابل توجهی در عملکرد جذب مشاهده نگردید [۷۸].
۱-۱۰- اهداف پروژه حاضر
یکی از آلودگی های رایج، سمی و خطرناک موجود در آب آشامیدنی، آلاینده آرسنیک می باشد. در کشور ایران نیز گزارش هایی از حضور آرسنیک در مقادیر بیش از حد مجاز در آب های زیر زمینی و سطحی برخی از نواحی گزارش شده است. ضروریست که این ماده تهدید کننده حیات موجودات زتده تا رسیدن به حد مجاز از آب آشامیدنی حذف گردد. بنابرین ابداع یک روش موثر برای حذف آرسنیک از آب از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از نانوجاذب ها راهی جدید، کارامد و کم هزینه برای حذف آرسنیک از آب می باشد. در پروژه حاضر از یک جاذب جدید با قابلیت های جذب بالا برای حذف آرسنیک استفاده شده است. سازگاری این جاذب با محیط زیست، درجه تخلخل بالا و نیز ظرفیت جذب قابل توجه آن از ویژگی های نانوجاذب ابداع شده می باشد از طرف دیگر جاذب تهیه شده دارای خاصیت ضدمیکروبی است. در این پروژه جاذب سنتز شده نانوکامپوزیت جدیدی از کیتوسان و نانوذرات آلومینا می باشد که با بهره گرفتن از یک فلز مانند مس اصلاح شده است. بطوری که نانوذرات آلومینا به عنوان پایه در نظر گرفته شده و کیتوسان روی آن نشانده شده است. حضور نانوذرات آلومینا باعث افزایش میزان تخلخل کیتوسان و نهایتا سطح تماس آن برای جذب آرسنیک از آب آشامیدنی می باشد.
هدف از انجام این پروژه ارزیابی حذف آرسنیک سه ظرفیتی از محیط آبی در pH خنثی (pH آبهای طبیعی) و دمای محیط توسط روش جذب سطحی می باشد. آرسنیک سه ظرفیتی بیشترین گونه آرسنیک تشکیل دهنده آب های زیرزمینی با میزان اکسیژن محلول پایین می باشد. حذف As(III) به مراتب سخت تر از As(V) با بهره گرفتن از فرایند جذب می باشد. در شرایط pH خنثی نیز عمل جذب As(III) به مراتب سخت تر می شود. از اینرو حذف موثر As(III) در شرایط pH خنثی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پروژه حذف آرسنیک سه ظرفیتی با بهره گرفتن از جاذب جدید کیتوسان/نانوآلومینای اشباع شده با Cu²⁺ مورد بررسی قرار گرفته است. جاذب ابداع شده با جاذب های کیتوسان خالص و کیتوسان/نانوآلومینا مقایسه شده است. بدین منظور، در فرایند حذف آرسنیک سه ظرفیتی توسط جذب سطحی پارامترهای مختلفی مانند غلظت اولیه آرسنیک، زمان مطلوب جذب، اثر یون های مزاحم، نسبت مس به کیتوسان در نانوکامپوزیت اصلاح شده و محتوای نانوآلومینا در کامپوزیت کیتوسان/نانوآلومینا بر ظرفیت جذب مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور تفهیم بهتر فرایند جذب، سنتیک جذب و ایزوترم های جذبی مانند لانگمویر و فروندلیچ بررسی گردید. همچنین خاصیت ضدمیکروبی جاذب کیتوسان/نانوآلومینای اشباع شده با Cu²⁺ نسبت به باکتری های مختلف با بهره گرفتن از روش حداقل غلظت بازدارنده (MIC) مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج آن با کامپوزیت کیتوسان/نانوآلومینا و کیتوسان خالص مقایسه شد.
فصل دوم
مواد و روش ها
۲-۱- مواد شیمیایی مورد استفاده
۱- کیتوسان (محصول سیگما آلدریچ)
جدول۲-۱- مشخصات مهم کیتوسان

۲- نانو ذرات آلومینا ( نانومحصول TECNAN)
جدول ۲-۲- مشخصات مهم نانو ذرات آلومینا