جداسازی باکتری های تولیدکننده نانوذرات مغناطیسی به منظور ارزیابی در فرایندهای پاکسازی زیستی

باکتری های مگنتوتاکتیک و نانوذرات مغناطیسی آنها به دلیل پتانسیل کاربردی خوب آنها در زمینه های بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی دارای جاذبه های خاصی هستند. علی رغم پراکندگی همه جایی باکتری های مگنتوتاکتیک در محیط های آبی، ثابت شده است که جداسازی و کشت آنها به صورت خالص بسیار دشوار می باشد و تنها تعداد بسیار اندکی از این باکتری های مشکل پسند در کشت خالص جدا شده اند. هدف اصلی این مطالعه جداسازی و کشت سویه های جدیدی از باکتری های مگنتوتاکتیک از کشور ایران به منظور بکارگیری آنها در زمینهٴ فرایندهای پاکسازی زیستی بود. در این پژوهش تعداد 30 نمونه از زیستگاه های مختلف ایران نمونه برداری شد. بررسی ها ارتباطی را مابین فاکتورهای فیزیکو شیمیایی مانند ph و آهن با رشد باکتری های مگنتوتاکتیک در میکروکوزم ها نشان داد. در مرحله جداسازی از روش capillary racetrack و جداسازی مغناطیسی برای خالص سازی و غنی سازی باکتری های مگنتوتاکتیک استفاده شد، سپس انواع مختلفی از محیط های جداسازی به طور همزمان برای جداسازی آنها در کشت خالص استفاده گردید. نهایتاً در این تحقیق، دو سویهٴ جدید از باکتری های مگنتوتاکتیک به نام های mtb-ktn90 و mtb-ktn92 از تالاب انزلی در محیط کشت جداسازی اصلاح شده، جدا گردیده و سپس در محیط کشت رویشی مناسب کشت داده شدند. بررسی های فیلوژنتیکی بر اساس ژن 16s rrna نشان داد که این دو باکتری جدید متعلق به رده alphaproteobacteria هستند. توالی های جدید ژن 16s rrna باکتری های جدا شده در پایگاه اطلاعاتی genbank در ncbi تحت عدد دسترسی توالی نوکلئوتیدی kf623694 و kj852768 به ترتیب برای باکتری mtb-ktn90 و mtb-ktn92 ثبت شد. نانوذرات مغناطیسی تولید شده توسط این باکتری ها به وسیله میکروسکوپ های الکترونی، دستگاه های پراش اشعه x و الگوی پراش الکترونی مورد بررسی قرار گرفتند. در این پژوهش برای اولین بار دو باکتری مگنتوتاکتیک متعلق به alphaproteobacteria معرفی شدند که قادر به رشد و سنتز مگنتوزوم ها در دمای بالاتر از c ˚30 بودند. امروزه پاکسازی زیستی فلزات سمی به وسیله باکتری های مگنتوتاکتیک و جداسازی مغناطیسی آنها از پساب یکی از جالب ترین زمینه های تحقیق می باشد. در این مطالعه پتانسیل حذف cs, sb, se, sr و co توسط هر دو باکتری alphaproteobacterium mtb-ktn90 و alphaproteobacterium mtb-ktn92 مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصله، مطالعات بر روی حذف کبالت توسط باکتری mtb-ktn90 و جداسازی مغناطیسی کبالت از محلول ها متمرکز گردید. مشاهده شد که بیشترین مقدار جذب فلز کبالت به وسیله بیومس پیرامون ph6/5 تا 7 می باشد. هنگامیکه غلظت خشک بیومس از g/l 0/009 تا g/l0/09 افزایش می یابد، بازده جذب از % 13/87به % 19/22 افزایش یافت. بیشترین مقدار جذب کبالت در 15 دقیقه اول مجاورسازی می باشد (mg/g dry weight 859/17). هنگامیکه غلظت اولیهٴ کبالت از 1 تا mg/l 225 افزایش می یابد، مقدار جذب فلز کبالت نیز افزایش پیدا می کند. نتایج جذب زیستی توسط دو مدل فرویندلیش و لانگمویر نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار جذب فلز کبالت در شرایط بهینه شده برابر mg/g dry weight 15/42 ±1160/51 می باشد. همچنین نتایج نشان داد که %88/55 کبالت (در غلظت mg/l 1) می تواند بعد از فرایند جداسازی مغناطیسی زیست توده mtb-ktn90 بارگذاری شده با کبالت، از محلول خارج شود. مکانیسم جذب زیستی کبالت توسط میکروسکوپ الکترونی نگاره fesem، ftir و pixe مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.