تولید نانو پودر از کراتین پشم به روش الکترواسپری

کراتین پشم پروتئینی است که از ویژگی های زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری برخوردار بوده و با توجه به این ویژگی ها، پروتئین پشم مورد توجه محققین قرار گرفته است. کراتین پشم در زمینه های آرایشی و بهداشتی، فیلتراسیون، تولید داربست در کشت سلولی و سیستم رهایش دارو کاربرد پیدا کرده است. با کاهش ابعاد ذرات به زیر میکرومتر و به ویژه به ابعاد نانو، خواص و عملکرد ذرات کراتین مثل هر نوع ماده دیگری به صورت قابل ملاحظه تغییر می کند. تا به حال، نانوذرات زیستی از پلی ساکاریدها و مواد مصنوعی و همچنین پروتئین هایی نظیر آلبومین، ژلاتین، فیبروئین، سریسین و کراتین پر تولید شده اند. از بین روش های تولید نانوذرات ( امولسیون سازی، نامحلول کردن و الکترواسپری) روش الکترواسپری نسبت به دیگر روش ها، مزایایی چون تولید ذرات کروی شکل، کوچک و یکنواخت را دارد. به منظور تولید نانوذرات به روش الکترواسپری، ابتدا پلیمر مورد نظر در حلال یا مخلوطی از حلال های مناسب حل شده و محلول پلِیمری حاصل به دستگاه الکترواسپری تغذیه می شود. در حین الکترواسپری حلال تبخیر شده و قطرات اولیه پس از شکل گیری انفجار های پی در پی کولمبیک در میدان الکتریکی به صورت نانوذرات جامد با اندازه ای که می تواند به چند تا چند ده نانو متر برسد روی صفحه جمع کننده جمع آوری می گردند. در این تحقیق، تولید نانوذرات کراتین پشم به روش مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور ابتدا پشم در مرکاپتواتانول حل گردید و سپس کراتین آن استخراج شد و نانوپودر آن به روش الکترواسپری کردن محلول کراتین در فرمیک اسید تهیه گردید. در ادامه تاثیر پارامترهای موثر مانند غلظت محلول کراتین، ولتاژ اعمال شده، فاصله بین نازل تا جمع کننده و نرخ تغذیه محلول بر اندازه نانوذرات کراتین مورد بررسی قرار گرفت. محدوده انتخاب شده برای فاصله نوک سوزن تا صفحه جمع کننده، 10 تا 20 سانتی متر، ولتاژ 15 تا 25 کیلوولت و نرخ تغذیه 02/0 تا 04/0 میلی لیتر بر ساعت بود. این محدوده ها با انجام آزمایشات به صورت سعی و خطا با درنظر گرفتن امکان پذیر بودن الکترواسپری کردن محلول کراتین مشخص شدند. همچنین این آزمایشات در غلظتُ های 5/0، 5/1 و 5/2 درصد وزنی-حجمی انجام شد که نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تولید نانوذرات کراتین به روش الکترواسپری فقط در غلظت حدود 5/0 درصد وزنی- حجمی کراتین در فرمیک اسیدامکان پذیر بود. در غلظت های بالاتر محلول، ذرات درشت و به هم چسبیده تولید شدند. همچنین نتایج حاصل از بررسی دیگر پارامترهای موثر بر فرایند الکترواسپری نشان داد که کاهش نرخ تغذیه و افزایش فاصله سوزن تا صفحه جمع کننده و افزایش ولتاژ (در محدوده های به کار گرفته شده) میانگین اندازه نانو ذرات پودر کراتین پشم را کاهش می دهند. میانگین اندازه نانوذرات کراتین پشم تولید شده در این تحقیق کمتر از 65 نانومتر می باشد. کوچکترین نانوذره های تولید شده دارای اندازه ای در حدود 10 نانومتر می باشند.