استخراج فاز جامد آنتی بیوتیک ها با استفاده از پلیمرهای قالب گیری شده مولکولی
Abstract
هدف از این تحقیق، استفاده از پلیمرهای قالب گیری شده به عنوان بسترهای انتخابی برای استخراج و اندازه گیری آنتی بیوتیک ها از نمونه های غذایی و نیز طراحی حسگرهایی مبتنی بر تکنولوژی قالب گیری مولکولی برای اندازه گیری آنتی بیوتیک ها در نمونه های غذایی بوده است. در بخش نخست این مطالعه، پلیمر قالب گیری شده ای (mip) جهت استخراج فاز جامد انتخابی فلورفنیکول (ff) سنتز شد. به این منظور از فلورفنیکول به عنوان مولکول هدف و از 4-وینیل پیریدین (4-vp) به عنوان منومر عاملی استفاده شد. جهت مقایسه، یک پلیمر قالب گیری نشده (nip) نیز تحت شرایطی مشابه اما بدون حضور مولکول هدف سنتز شد. بسترهای تازه تهیه شده توسط طیف سنجی مادون قرمز (ir)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) و روش های آنالیزهای حرارتی (dta, tga) مورد بررسی قرار گرفتند. کارآیی بستر آماده شده در استخراج فاز جامد قالب گیری شده به شیوه ستونی و با اندازه گیری های اسپکتروفتومتری ارزیابی شد و نشان داد که بستر قالب گیری شده در مقایسه با بستر قالب گیری نشده از ظرفیت جذب بالاتری برخوردار است. حداکثر ظرفیت جذب فلورفنیکول توسط بستر قالب گیری شده و قالب گیری نشده به ترتیب 4/32 و mg g-1 2/88 بدست آمد. سینتیک جذب فلورفنیکول توسط بستر قالب گیری شده سریع بوده و در30 دقیقه نخست به ماکزیمم مقدار خود می رسد. کلرامفنیکول به عنوان ترکیبی با ساختاری مشابه مولکول هدف، مزاحمت عمده ای در جداسازی فلورفنیکول نشان داد. از روش معرفی شده با موفقیت برای اندازه گیری فلورفنیکول در نمونه های ماهی، مرغ و عسل استفاده شد. در بخش دوم، با تلفیق تکنیک قالب گیری در سطح و فرآیند سل-ژل، یک جاذب فاز جامد قالب گیری شده جهت استخراج انتخابی فلورفنیکول تهیه شد. بستر قالب گیری شده با استفاده از فلورفنیکول به عنوان مولکول هدف، 3-آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (aptes) به عنوان منومر عاملی، تترا اتوکسی سیلان (teos) به عنوان اتصال دهنده عرضی و در تتراهیدروفوران به عنوان حلال سنتز شد. بستر قالب گیری نشده نیز تحت شرایط مشابه اما در غیاب مولکول هدف سنتز شد. بستر سیلیکای قالب گیری شده جدید به عنوان جاذب در سیستم ستونی مورد ارزیابی قرار گرفت و اثر پارامترهای متعددی همانند حجم و ph محلول نمونه، سرعت بارگیری، نوع و سرعت حلال واجذب کننده بررسی شد. برای بستر قالب گیری شده ظرفیت جذبmg g-1 64/9، و گزینش پذیری بهتری در مقایسه با بستر قالب گیری نشده (mg g-1 11/5) بدست آمد. در بررسی مزاحمت ها، اریترومایسین نشان داد که اثر قابل توجهی در بازداری مولکول هدف داشته است. از بستر سیلیکای قالب گیری شده تحت شرایط بهینه برای استخراج و اندازه گیری فلورفنیکول در نمونه های گوشت مرغ و ماهی استفاده شد. در بخش سوم، نقاط کوانتومی سولفید روی دوپه شده با منگنز (zns:mn) با لایه ای از پلیمر قالب گیری شده با فلورفنیکول اصلاح شدند و از آن برای اندازه گیری فلورفنیکول به روش فلورسانس استفاده شد. لایه پلیمر قالب گیری شده، به روشی ساده و از طریق فرآیند قالب گیری در سطح به روش سل-ژل سنتز شد. نقاط کوانتومی اصلاح شده توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری (tem)، طیف سنجی مادون قرمز و نیز اندازه گیری های جذبی و فلورسانس مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور تشریح سودمندی قالب گیری مولکولی، نقاط کوانتومی اصلاح شده با پلیمر قالب گیری نشده نیز به شیوه ای مشابه اما در غیاب مولکول هدف سنتز شدند. از نقاط کوانتومی اصلاح شده، به عنوان حسگر نوری جهت اندازه گیری فلورفنیکول به روش اسپکتروفلوریمتری استفاده شده و نتایج نشان داد که در حضور مولکول هدف، سیگنال فلورسانس نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری شده تقویت قوی تری نسبت به سیگنال فلورسانس نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری نشده دارد که این حاکی از توانایی تشخیص انتخابی مولکول هدف توسط کامپوزیت قالب گیری شده است. تحت شرایط بهینه، تغییرات در سیگنال فلورسانس در حضور مولکول هدف، گستره غلظتی در محدوده µm 700-30 با حد تشخیص µm 24 را نشان داد. از روش پیشنهاد شده برای اندازه گیری فلورفنیکول در نمونه های گوشت استفاده شد. در بخش چهارم، نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری شده جهت شناسایی انتخابی مترونیدازول (mn) تهیه شد. به این منظور لایه پلیمر قالب گیری شده از طریق واکنش سل-ژل در سطح نقاط کوانتومی cdse/cds سنتز شد. نتایج بررسی ها نشان داد که سیگنال فلورسانس نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری شده در حضور مولکول هدف، خاموشی قابل توجهی دارد که در مقایسه با نقاط کوانتومی پوشیده شده با پلیمر قالب گیری نشده خیلی بیشتر است. این نشان می دهد که کامپوزیت تازه تهیه شده توانایی تشخیص انتخابی مولکول هدف را دارد. تحت شرایط بهینه، برای مترونیدازول گستره خطی µm 700-10 با حد تشخیص µm 3/3 بدست آمد. بستر تازه سنتز شده، گزینش پذیری بالای تکنولوژی قالب گیری مولکولی را با خواص فلورسانس نقاط کوانتومی تلفیق کرده و می تواند برهمکنش های ویژه میان مولکول هدف و مکان های اتصالی را به تغییرات آشکار در سیگنال فلورسانس تبدیل نماید.