دوره 34، شماره 236 - ( شهریور 1403 )
جلد 34 شماره 236 صفحات 56-42 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Firouzeh N, Pasban A, Ghasemzadeh-moghaddam H, Fani M, Besharati R, Asadzadeh S N. The Antibacterial and Catalytic Activity of Iron Magnetite Nanoparticles in the Removal of Ciprofloxacin. J Mazandaran Univ Med Sci 2024; 34 (236) :42-56
URL: http://jmums.mazums.ac.ir/article-1-20126-fa.html
URL: http://jmums.mazums.ac.ir/article-1-20126-fa.html
فیروزه نیما، پاسبان علی، قاسم زاده مقدم حامد، فانی مونا، بشارتی رضا، اسدزاده سیده نسترن. بررسی فعالیت کاتالیستی و ضدباکتریایی نانوذرات مگنتیت آهن در حذف سیپروفلوکساسین. مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران. 1403; 34 (236) :42-56
چکیده: (242 مشاهده)
سابقه و هدف: آنتی‌بیوتیک‌ها یکی از پرمصرف‌ترین ترکیبات دارویی در علوم مختلف مانند پزشکی و دامپزشکی می‌باشند. در میان این دسته دارویی، سیپروفلوکساسین آنتی‌بیوتیکی پرمصرف در درمان عفونت‌ها است که تقریباً بخش عمده آن به‌صورت غیرمتابولیزه دفع می‌شود و در نهایت از طریق تخلیه فاضلاب‌ها و پساب‌ها به منابع آبی وارد می‌شود. حضور حتی مقادیر بسیار پایین سیپروفلوکساسین در فاضلاب و پساب‌ها می تواند آسیب‌های اکولوژیکی در پی داشته و عامل تهدید جدی برای سلامت انسان باشد، از این رو یافتن راهکارهای عملی جهت حذف این آنتی بیوتیک امری ضروری است. در بین روش‌های حذف آتی‌بیوتیک‌ها در محیط‌های آبی، فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته جایگاه ویژه‌ای دارد. در این مطالعه خاصیت ضدباکتریایی و کاتالیستی نانوذرات مگنتیت (MNPs) (Fe3O4) سنتز شده در حذف سیپروفلوکساسین مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی نانوذرات مغناطیسی آهن Fe3O4 (MNPs) به روش هم ترسیبی سنتز شدند. سپس بعد از تهیه نانو ذرات، مشخصات فیزیکی و ساختاری این نانوذرات با استفاده از روش‌های استاندارد میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM:Scanning Electron Microscope)، پراش اشعه ایکس(X-ray powder diffraction: XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM:Transmission Electron Microscopy) و اندازه‌گیری سطح ویژه (Brunauer, Emmett and Teller: BET) مشخص گردید. در گام اول خاصیت کاتالیستی نانوذرات برای سیپروفلوکساسین طی فرایند سونو فنتون مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه پارامترهای تجربی مانند دوز کاتالیست Fe3O4، pHاولیه محلول و غلظت پراکسید هیدروژن، زمان واکنش و غلظت اولیه آنتی‌بیوتیک بررسی شدند. بررسی کارایی فرایندهای مختلف جهت حذف سیپروفلوکساسین شامل اولتراسوند/پراکسید هیدروژن/ نانوذرات مگنتیت در مقابل فرایندهای اولتراسوند به تنهایی(US)، پراکسید هیدروژن به تنهایی(hydrogen peroxide)، نانوذرات مگنتیت به تنهایی (MNPs)، اولتراسوند/پراکسید هیدروژن (hydrogen peroxide/US)، پراکسید هیدروژن/ نانوذرات مگنتیت (MNPs/hydrogen peroxide) و نانوذرات مگنتیت/ اولتراسوند(MNPs/US)در شرایط مشابه آزمایشات جداگانه انجام شد. در گام دوم خاصیت ضدباکتریایی نانوذره به روش ماکرو دیلوشن براث بر روی باکتری اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس تعیین گردید. در انتها نتایج حاصل از این مطالعه با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه(ANOVA) و نرم‌افزار SPSS نسخه 22تجزیه و تحلیل شدند.
یافته‌ها: یافته‌های مشخصات نانوذرات سنتز شده مشخص کرد که میانگین اندازه نانوذرات مگنتیت تقریبا30-20 نانومتر می‌باشد. یافته‌های TEM ،یکنواخت بودن سایز و ساختار نانوذرات سنتز شده را تایید کرد. بالاترین راندمان حذف، مربوط به فرایند تلفیقی MNPs/hydrogen peroxide/US با راندمان حذف88/36 درصد بوده است که این راندمان بالا ناشی از اثر مستقیم واکنش بین عوامل فنتون با امواج اولتراسونیک بوده که منجر به تولید رادیکال‌های هیدروکسیل بسیار زیادی می‌شود. حداکثر حذف سیپروفلوکساسین در غلظت 0/5گرم در لیتر کاتالیست،3 pH=، غلظت 5 میلی‌مولار پراکسیدهیدروژن، قدرت اولتراسونیک 550 وات و زمان واکنش 60 دقیقه به دست آمد. برای اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس حداقل غلظت مهارکنندگی و کشندگی به ترتیب3/125 ، 6/25 و 1/56 ،3/125 میکروگرم بر میلی‌لیتر به‌دست آمد.
استنتاج: براساس یافته‌های مطالعه حاضر نانوذرات آهن مگنتیت سنتز شده دارای خواص ضدباکتریایی بالایی علیه سویه‌های باکتریایی می‌باشند و هم‌چنین دارای ویژگی کاتالیستی بسیاری در فرایند سونوفنتون برای حذف سیپروفلوکساسین بودند، بنابراین این فرایند می‌تواند روشی موثر برای حذف فاضلاب بیمارستانی و دارویی باشد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه تجربی نانوذرات مغناطیسی آهن Fe3O4 (MNPs) به روش هم ترسیبی سنتز شدند. سپس بعد از تهیه نانو ذرات، مشخصات فیزیکی و ساختاری این نانوذرات با استفاده از روش‌های استاندارد میکروسکوپ الکترونی رویشی (SEM:Scanning Electron Microscope)، پراش اشعه ایکس(X-ray powder diffraction: XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM:Transmission Electron Microscopy) و اندازه‌گیری سطح ویژه (Brunauer, Emmett and Teller: BET) مشخص گردید. در گام اول خاصیت کاتالیستی نانوذرات برای سیپروفلوکساسین طی فرایند سونو فنتون مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه پارامترهای تجربی مانند دوز کاتالیست Fe3O4، pHاولیه محلول و غلظت پراکسید هیدروژن، زمان واکنش و غلظت اولیه آنتی‌بیوتیک بررسی شدند. بررسی کارایی فرایندهای مختلف جهت حذف سیپروفلوکساسین شامل اولتراسوند/پراکسید هیدروژن/ نانوذرات مگنتیت در مقابل فرایندهای اولتراسوند به تنهایی(US)، پراکسید هیدروژن به تنهایی(hydrogen peroxide)، نانوذرات مگنتیت به تنهایی (MNPs)، اولتراسوند/پراکسید هیدروژن (hydrogen peroxide/US)، پراکسید هیدروژن/ نانوذرات مگنتیت (MNPs/hydrogen peroxide) و نانوذرات مگنتیت/ اولتراسوند(MNPs/US)در شرایط مشابه آزمایشات جداگانه انجام شد. در گام دوم خاصیت ضدباکتریایی نانوذره به روش ماکرو دیلوشن براث بر روی باکتری اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس تعیین گردید. در انتها نتایج حاصل از این مطالعه با استفاده از آنالیز واریانس یک طرفه(ANOVA) و نرم‌افزار SPSS نسخه 22تجزیه و تحلیل شدند.
یافته‌ها: یافته‌های مشخصات نانوذرات سنتز شده مشخص کرد که میانگین اندازه نانوذرات مگنتیت تقریبا30-20 نانومتر می‌باشد. یافته‌های TEM ،یکنواخت بودن سایز و ساختار نانوذرات سنتز شده را تایید کرد. بالاترین راندمان حذف، مربوط به فرایند تلفیقی MNPs/hydrogen peroxide/US با راندمان حذف88/36 درصد بوده است که این راندمان بالا ناشی از اثر مستقیم واکنش بین عوامل فنتون با امواج اولتراسونیک بوده که منجر به تولید رادیکال‌های هیدروکسیل بسیار زیادی می‌شود. حداکثر حذف سیپروفلوکساسین در غلظت 0/5گرم در لیتر کاتالیست،3 pH=، غلظت 5 میلی‌مولار پراکسیدهیدروژن، قدرت اولتراسونیک 550 وات و زمان واکنش 60 دقیقه به دست آمد. برای اشرشیاکلی و استافیلوکوکوس اورئوس حداقل غلظت مهارکنندگی و کشندگی به ترتیب3/125 ، 6/25 و 1/56 ،3/125 میکروگرم بر میلی‌لیتر به‌دست آمد.
استنتاج: براساس یافته‌های مطالعه حاضر نانوذرات آهن مگنتیت سنتز شده دارای خواص ضدباکتریایی بالایی علیه سویه‌های باکتریایی می‌باشند و هم‌چنین دارای ویژگی کاتالیستی بسیاری در فرایند سونوفنتون برای حذف سیپروفلوکساسین بودند، بنابراین این فرایند می‌تواند روشی موثر برای حذف فاضلاب بیمارستانی و دارویی باشد.
نوع مطالعه: پژوهشي-کامل |
موضوع مقاله:
بهداشت محیط زیست
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
Articles Copyright © The Author(s). Owned by Mazandaran University of Medical Sciences.
تماس با ما
ساری- میدان معلم- ساختمان شماره2 دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی مازندران- طبقه سوم- معاونت تحقیقات و فناوری- دفترمجله
تلفن: 01134484874
پست الکترونیکی : jmums
mazums.ac.ir
