تولید و ارزیابی نانو سلولز باکتریایی با استفاده از باکتری استوباکتر زایلینیوم

Abstract

سابقه و هدف: نانوسلولز باکتریایی به علت ساختارهای میکروسکوپی مناسب، قابلیت‌های بسیاری در مصارف خاص (مانند مصارف پزشکی و بهداشتی) دارد. این ماده در برخی از خواص مانند خلوص زیاد، بلورینگى و درجه پلیمریزاسیون با سلولز‌ گیاهی تفاوت دارد. در مطالعه حاضر، تولید نانوسلولز باکتریایی با استفاده از باکتری استوباکتر زایلینیوم و ارزیابی مشخصات آن انجام شده است. مواد و روشها: برای تهیه نانوسلولز باکتریایی در این تحقیق، باکتری در محیط کشت مایع و در شرایط بستر استاتیک و دینامیک کشت داده شد و سلولز به دست آمده، شستشو و خالص‌سازی شد. ریزساختارها با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، ساختار بلورینگی با آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، درصد وزنی، اندازه و نحوه پراکنش نانوسلولز با آنالیز عنصری اشعه ایکس پراکنش‌گرای انرژی (EDX)، تعیین ویسکوزیته و وزن مولکولی با روش انحلال سلولز در محلول کوپر دی اتیلن آمین (CED) و بازده نانوسلولز با روش توزین نمونه مرطوب و خشک آنها مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد بازده نانو سلولز در محیط کشت استاتیک نسبت به محیط کشت دینامیک آن بیشتر است. مقایسه تصاویر FE-SEM نشان داد که نحوه کشت تاثیر محسوسی بر ساختار ریخت‌شناسی الیاف نانوسلولزهای تولیدی دارد. بطوری که مقایسه تصاویر FE-SEM دو روش کشت نشان داد ریخت‌شناسی نانوسلولز باکتریایی در کشت اساتیک، متخلخل و مشبک و در نانوسلولز باکتریایی در کشت دینامیک دارای ساختار به هم چسبیده است. اندازه‌ نانوذرات عموماً برای نانوسلولزهای تولید در محیط کشت دینامیک و استاتیک زیر 60 نانومتر می‌باشد. نتایج آزمون XRD نشان داد میزان بلورینگی نانوسلولز باکتریایی در محیط کشت استاتیک حدود 49/72 درصد محاسبه شد، در حالی‌که این مقادیر برای محیط کشت دینامیک، 29/14 درصد اندازه‌گیری گردید. همچنین میزان ویسکوزیته سلولز باکتریایی تولید شده در محیط کشت استاتیک 7/110 سانتی پوآز و میزان ویسکوزیته سلولز باکتریایی تولید شده در محیط کشت دینامیک 97 سانتی پوآز محاسبه شد. نتیجه‌گیری: به‌طور کلی با در نظر گرفتن خصوصیات نانوسلولز باکتریایی تولید شده و مقایسه آن با سایر تحقیقات انجام شده، می‌توان نتیجه گرفت نانوسلولز باکتریایی مناسب تولید شده است که این مسئله به لحاظ نیاز تحقیقاتی موجود در این زمینه در کشور و کاربردهای پزشکی و مهندسی آن حائز اهمیت است.سابقه و هدف: نانوسلولز باکتریایی به علت ساختارهای میکروسکوپی مناسب، قابلیت‌های بسیاری در مصارف خاص (مانند مصارف پزشکی و بهداشتی) دارد. این ماده در برخی از خواص مانند خلوص زیاد، بلورینگى و درجه پلیمریزاسیون با سلولز‌ گیاهی تفاوت دارد. در مطالعه حاضر، تولید نانوسلولز باکتریایی با استفاده از باکتری استوباکتر زایلینیوم و ارزیابی مشخصات آن انجام شده است. مواد و روشها: برای تهیه نانوسلولز باکتریایی در این تحقیق، باکتری در محیط کشت مایع و در شرایط بستر استاتیک و دینامیک کشت داده شد و سلولز به دست آمده، شستشو و خالص‌سازی شد. ریزساختارها با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، ساختار بلورینگی با آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، درصد وزنی، اندازه و نحوه پراکنش نانوسلولز با آنالیز عنصری اشعه ایکس پراکنش‌گرای انرژی (EDX)، تعیین ویسکوزیته و وزن مولکولی با روش انحلال سلولز در محلول کوپر دی اتیلن آمین (CED) و بازده نانوسلولز با روش توزین نمونه مرطوب و خشک آنها مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد بازده نانو سلولز در محیط کشت استاتیک نسبت به محیط کشت دینامیک آن بیشتر است. مقایسه تصاویر FE-SEM نشان داد که نحوه کشت تاثیر محسوسی بر ساختار ریخت‌شناسی الیاف نانوسلولزهای تولیدی دارد. بطوری که مقایسه تصاویر FE-SEM دو روش کشت نشان داد ریخت‌شناسی نانوسلولز باکتریایی در کشت اساتیک، متخلخل و مشبک و در نانوسلولز باکتریایی در کشت دینامیک

Keywords

• باکتری استوباکتر زایلینیوم
• کشت استاتیک
• کشت دینامیک
• نانوسلولز باکتریایی