دانلود تحقیق با موضوع توتون و تنباکو، حمل ونقل، استرس

مثال تولید نانوذرات نقره به وسیله باسیلوس سوبتیلیس58تحت تاثیر اشعه ماکروویو در غلظت 1 میلی مولار از نیترات نقره بررسی شده است. با تحت تاثیر قرار گرفتن در معرض مدت زمان کوتاه از اشعه در حین فرایند تولید نشان داده شده است که نانوذرات در ابعاد کمتر از 25-5 نانومتر قابل تولید می باشند. با این حال چنانچه تحت شرایط غیر کنترل شده اشعه به سلول ها داده شود، نانوذرات بزرگتر شده (حدود 50 نانومتر ) و حتی ایجاد توده می نمایند2009) et al ., Mokhtar). همچنین تاثیر نور مرئی بر روی سلول های کلبسیلا پنومونی59نشان داده است که در حضور نور مرئی توده هایی از نانوذرات تولید می شوند. پارامتر دیگر به هم زنی محیط کشت است به طوریکه این فاکتور نیز در اندازه نانوذرات موثر می باشد. نشان داده شده است که در تولید نانوذرات توسط کلبسلاپنومونیچنانچه محیط در حین فرایند به هم زده شود اندازه نانوذرات نسبت به حالتی که محیط کشت به هم زنی نمی شود، 15 مرتبه کوچکتر خواهد بودMokhtariet al., 2009) ).
2-5-خواص نانوذرات فلزی نقره
خواص ضد میکروبی نانوذرات نقره امروزه بسیار مورد توجه است. مطالعات بیانگر این است که نقره به صورت کریستالین در اشکال متساوی الاضلاع، مثلثی و شش گوش با اندازه ذراتی تا کمتر از 200 نانومتر در فضای پری پلاسمی60 باکتری سودوموناس استودزری61AG259رسوب می یابد.
همچنین این باکتری، ذرات ریزی از کریستال های سولفید نقره62(Ag2S) را با نسبت 2:1 از نقره و سولفور می سازد(Feng et al., 2007; Joerger et al., 2000 ). جذب و احیاء بیولوژیکی Ag(I) بر روی سطح سلول توسط باکتری لاکتوباسیلوس اس پی63 سویه A09 در دمای30 درجه سلسیوس و pH 4.5 طی مدت 24 ساعت گزارش شده است (et al., 1999 Klaus).
به صورت مشابه، سلول های خشک شده از باکتری کورینه باکتریوم اس پی64 سویه SH09 نانوذرات نقره را در 60 درجه سلسیوس در طول مدت 72 ساعت بر سطح دیواره سلولی خود رسوب می دهد که ذرات حاصله دارای ابعادی در حدود 10 تا 15 نانومتر بوده است و این عمل با استفاده از کمپلکس دی آمین نقره [Ag(NH3)2]+ انجام پذیر می باشد (et al., 2000 Fu) .به صورت معمول، سمیت زدایی نقره توسط پروتئین های پری پلاسمی مسئول سمیت زدایی انجام می شود که این پروتئین ها به ذرات نقره در سطح سلول وصل شده و سمیت زدایی انجام می شود. همچنین روش دیگر از سمیت زدایی خروج یون های نقره به وسیله پمپ های efflux از سلول می باشد. به این ترتیب این پروتئین های متنوع، از سیتوپلاسم در مقابل اثرات سمی نقره دفاع می نمایند. ( et al., 1997 Liet al., 2005 Zhang)
علاوه بر این، حضور ماتریکس آلی حاوی پروتئین های متصل شونده به نقره در برخی از باکتری ها گزارش شده است که ماتریکس فوق ایجاد زیرواحدهای آمینواسیدی را می نماید که این زیر واحدها به عنوان هسته ای جهت رشد نانوذرات نقره عمل می نمایند. پپتیدهای65 رسوب دهنده نقره، مانند AG3 و AG4 دارای توانایی رسوب نقره از محلول های آبکی حاوی یون های نقره می باشند که به این ترتیب نقره را در اشکال مختلف به صورت کریستال رسوب می دهند(Gupta, 1998).
اخیرا سویه ای از جنس باسیلوس از هوا جداسازی شده است که می تواند یون های Ag+ را به صورت فلز نقره رسوب دهد. این باکتری نقره فلزی را در اندازه 5 تا 15 نانومتر در فضای پری پلاسمی رسوب می دهد(et al., 2002 Naik). برخی از باکتری ها توانایی احیاء و رسوب فلزات به صورت نانوذرات را دارند با این تفاوت که می توانند آلیاژهایی از فلزات را رسوب دهند. برای مثال سویه ای از جنس لاکتوباسیلوس کریستال هایی از طلا، نقره و آلیاژ طلا- نقره را با مرفولوژی کاملا شناخته شده در درون سلول رسوب می دهد بدون اینکه حیات باکتری به خطر بیافتد .
2-6- تولید نانوذرات فلزی توسط باکتری ها
همانطوریکه اشاره شد، تولید نانوذرات فلزات مختلف بر اساس اینکه جزء مسئول احیاء فلزات در کدام بخش از سلول قرار گرفته باشد، می تواند به صورت درون یا برون سلولی رخ دهد. هنگامیکه آنزیم های احیاء کننده در دیواره سلولی قرار داشته باشند و یا آنزیم های محلول مسئول عمل احیاء کنندگی باشند، این حالت مشخصه تولید نانوذرات فلزات در خارج از سلول خواهد بود. تولید خارج سلولی نانوذرات فلزات نسبت به حالت تولید درون سلولی، دارای کاربردهای گسترده تری می باشد.در زیر به برخی از مثال های کاربرد میکروارگانیسم ها از دیدگاه برخی دانشمندان در تولید نانوذرات نقره اشاره می شود. شانکر و همکارانش اظهار داشتند که ترپنوئیدهای موجود در عصاره گیاه فوق موجب احیاء یون های نقره میشود.
جلبک ها نیز همانند قارچ ها درساخت نانوذرات فلزی موثر می باشند(Shankar et al., 2004). برای مثال وایتیل اظهار داشت که نوعی جلبک دریایی توانایی ساخت نانوذرات بسیار پایدار طلا را در یک دوره کوتاه دارا می باشد (et al., 2007 Singaravelu) علاوه بر این ویروس ها نیز در تولید نانوذرات (نانوبلورها ) دخیل اند. برای مثال ویروس موزائیک توتون و تنباکو موجب تولید موفقیت آمیز سولفید سرب (PbS) وکادمیوم های بلوری (Cd)در مقیاس نانو می شود( et al., 1999 Shenton)از جمله باکتری های قادر به تولید نانوذرات نقره می توان به سودوموناس استودزریAG259 اشاره نمود .
.این باکتری توسط سیستم های الکترونی وحمل ونقل غشای سیتوپلاسمی66 می تواند موجب احیاء یون های فلزی نقره شود( et al., 1992 Slawson). به طور کلی قابلیت تولید نانوذرات فلزی بخصوص نانوذرات بلوری نقره دراین باکتری در محدوده نانومتر می باشد. احیاء یون های فلزی چه توسط باکتری و قارچ (بامدت زمان کم تر) وچه توسط روش های شیمیایی با (مدت زمان بیشتر ) حتی در تراکم های زیاد به صورت کریستال های پایدارنانوذرات نقره رخ می دهد . برخی از باکتری ها و قارچ ها به منظور عمل احیاء،یون های نقره را گاها با مولکول های آمین کمپکس کرده که احیاءاین یون ها با تولید انرژی سلول همراه می باشد .پس از تعامل یون های نقره با گروه شیمیایی فعال واقع در سطح میکرو ارگانیسم و یا انتقال آن به داخل سلول، هسته فلز در سلول رسوب نموده وکمپلکس فوق به عنوان یک هسته مرکزی موجب تسریع و تشکیل ذرات معدنی کریستالی می شود.
عمل احیاء فلزات توسط میکروارگانیسم ها به منظور سمیت زدایی از یون های فلزی انجام می شود، زیرا یون های نقره برای باکتری ها سمی بوده ولی ترکیب نانوذرات آن دارای مسمومیت کمتری است .همچنین فلزات سنگین موجب القا پاسخ های خاص از جمله تغییر بیان در ژن شده که سبب ساخت پروتئین های استرس می گردد. همچنین در باکتری هایی که توان احیاء یونهای فلزی را دارند،سیستم های مقاومت در برابر یون های فلزی از جمله پلاسمیدها67، کروموزوم ها68 وترانسپوزونها69 یافت شده است Trevors et al., 1990) Haefeliet al., 1984;).
2-6-1-مثال هایی از تولید درون سلولی نانوذرات فلزی نقره توسط باکتریها
سلولز یکی از پرمصرف ترین مواد طبیعی جهت تولید کاغذ ،منسوجات و … است و به علت محدودیت سلولز خالص ، تلاش برای تولید سلولز،از روش های شیمیاییحائز اهمیت بوده و جایگزین نمودن روش تولیدآن از اهداف مهم محسوب می شود. از جمله روش های جالب تولید سلولز خالص روش تولیدمیکروبی آن است. تولید سلولز به عنوان بیوپلیمر از لحاظ اقتصادی مهم بوده و در ساخت آن از پنبه حدود (94%) و چوب (50%) استفاده می شود. با این حال سلولز میکروبی آسیب رسانی به منابع چوبی را کاهش داده وسبب صرفه جویی درمصرف زمان، هزینه و انرژی می شود.در میان میکروارگانیسم های تولید کننده سلولز، جنس’گلوکونوباکترها از جمله باکتری هایی است که از طریق فرآیند بیولوژیکی تخمیر، با استفاده از گلوکز و یا انواع قند های موجود و مواد آلی دیگر به تولید سلولز می پردازد. سلولز توسط این باکتری در محیط کشت مایع تحت شرایط هوازی و عاری از دو ناخالصی اصلی سلولز گیاهی یعنی لیگنین و همی سلولز تولید می شود.ترکیب فوق دارای درجه پلیمریزاسیون بالایی بوده و نیاز به پخت و سفیدگری ندارد.علاوه بر این امکان تولید سلولزرنگی، مشتقات سلولزو سلولز با قابلیت های خاص وجود دارد(قهرمانلو و خواجوی، 1391).
در تولید سلولز سه فرایند مهم از جمله پلیمریزاسیون، تبلور198 و اکستروژن199به ترتیب انجام شده که دو عمل کاتالیزوری و پلیمریزاسیون هر دو در سیتوپلاسم صورت می گیرد(Emons,1991).
2-13-تولیدسلولز
تولید سلولز به 2 صورت انجام می پذیرد : 1- تولید سلولز در محیط ایستا200(ساکن) که میزان تولیداین نوع از سلولز بالا است 2- تولید سلولز در محیط متحرک که میزان تولید این نوع سلولز نسبت به حالت اول کمتر است ولی دارای خواص مطلوب تری می باشد.
از معروف ترین گونه های تولید کننده سلولز می توان به نمونه های
گلوکونوباکترزایلینوسAtcc ( 53582) ، گلوکونوباکترزایلینوسBPR2001 (Sucro) ، گلوکونوباکتر فرمانتس201 ، گلوکونوباکترزایلینوس BPR(3001 E)، گلوکونوباکتر (Atcc) (23769)اشاره نمود(قهرمانلو و خواجوی،1391).
هم چنین تولید سلولز توسط باکتری هایی نظیرآگروباکتریوم202، گلوکونوباکتر زایلینوس203، سالمونلا204، اشرشیا کلای، کلبسیلاپنومونی ، ریزوبیوم لگومینوساروم205، سارسینا ونتری کلای206، تومفسینس207، اکتینومایست208 و گونه های مختلف سیانوباکترها گزارش شده است.
( Deinema and Zevenhuizen, 1971; Matthysse et al., 1995; Napoli et al., 1975 ) ، (et al., 1999; Nobles et al., 2001; Ross et al., 1991; Updegraff, 1969 ;Ausmees)از مهم ترین قـارچ هابا توانایـی تولیدآنزیـم سلولاز می توان به آسپرژیلوس و تریکودرما رسئی209اشاره نمود .
هدف از تولید سلولز توسط میکروب ها تجمع این میکروب ها در سطح است .از میان باکتری هایی که تولید سلولز در آن ها به خوبی بررسی شده است می توان به گلوکونوباکتر زایلینوس اشاره نمود که در ساخت سلولز بیش از یک اپرون210 دارد . سلولز در شرایط آزمایشگاهی توسط یکی از آلکانوات ها ساخته می شود(Brown, 1995 and Saxena). اولین ژن درگیر در روند تولید سلولز باکتریایی توسط گلوکونوباکتر زایلینوس، ژنbcsA می باشدکه نام های دیگری هم چون acsA و یا celA دارد .bcsA زیر واحد کاتالیزوری بوده و تولید سلولز توسط ژن bcsA در خارج سیتوپلاسم و غشاء خارجی صورت می گیرد . دومین ژن درگیر در فرآیند تولید سلولز به نام bcsB نام گذاری شده است(Kimuraet al., 2001) ژن سوم در گلوکونوباکتر زایلینوس،bcsZ است etal., 1994 ) Standal )در شرایطآزمایشگاهی211 ژن bcsCدر تولید سلولز در گلوکونوباکترزایلینوس، انتروباکتر212 وسودوموناس دخیل است. bcsD ژنی است که موجب ساخت سلولز در شرایط زنده می شود(et al., 1994 Wong et al., 1990; Saxena) .چهار ژن bcsABZC نیز در بورخولدریا سودومالئی213در یک زمان در ساخت درگیر می باشند (et al1989 Amikam ).
در انتروباکترها نشان داده اند که، تولید سلولزیک بار در چرخه زندگی باکتری رخ داده که در تشکیل بیوفیلم حائز اهمیت است و موجب تعامل سلول – سلول می شود ((Standal et al., 1994. بیشترین فعالیت ساخت سلولز در سودوموناس ها می باشد.
در انتروباکتریاسهها سلولز توسط اپرون bcsABZC و در ارگانیسم های خاک توسط اپرون های اسید آمینه ای و نوکلئیکی سلولز تولید می شود(et al., 1989 Amikam )گاهی در تولید سلولز اختلال پدید می آید که می تواند ناشی از جهش در ژن گلیکوزیل ترانسفراز214،اندو 4 ?1 گلوکاناز215، آنزیم های های مختلف در N گلیکوزیلاسیون و آنزیم های های دخیل در کنترل کیفیت مسیر اندوپلاسم باشد. گلیکوزیل ترانسفراز آنزیم هایی است که در ساخت غشاء پلاسمایی دخالت دارد.
سلولز کماکان قبل از تشکیل میکروفیبرهای طولانی با شروع ساخت

دیدگاهتان را بنویسید