فایل بررسی زئولیت نانوحفره کلینوپتیلولایت به عنوان فاز ثابت جهت استخراج پاراکوات از خون

توضیحات

فایل بررسی زئولیت نانوحفره کلینوپتیلولایت به عنوان فاز ثابت جهت استخراج پاراکوات از خوناین پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد چکیده:در تحقیق حاضره از خاصیت تبادل کاتیونی کلینوپتیلولایت به دلیل داشتن بار منفی درساختمان خود استفاده می شود. ارتباط موضوع این پژوهش با نانوفناوری پزشکی، به دلیل نانوحفره و متخلخل بودن کلینوپتیلولایت و سطح جذب بالای این زئولیت طبیعی می باشد. بار منفی فراوانی که به دلیل بیشتر بودن تعداد اتمهای آلومینیوم نسبت به اتمهای سیلیسیوم در این آلومینوسیلیکات طبیعی ایجاد می شود در سرتاسر حفرات و کانالهای این زئولیت پراکنده می باشد، که میتواند در جذب سطحی کاتیونها مورد استفاده قرار بگیرد. با توجه به اینکه پاراکوات (یک علف کش از دسته بی پیریدیلها) یک کاتیون دو ظرفیتی دی والان میباشد.به دلیل ارتباط غلظت خونی این سم با علائم بالینی ،تعیین مقدار این سم در خون میتواند کمک بسیار زیادی به سم شناسان در درمان به موقع و موثر مسمومیت با این سم بکند.اما استخراج این سم از خون با حلالهای آلی به دلیل حلالیت بالای آن در محیط آبی به شدت مشکل است و بازیابی کمی دارد.در این پژوهش میزان جذب و رهایش پاراکوات از کلینوپتیلولایت با رزین تبادل کاتیونی پروپیل کربوکسیلیک اسید(PCA)مقایسه خواهد شد.پارامتر های بازیابی،LOD (Limit Of Detection) یا کمترین حد تشخیص ،(Limit Of Quantification) LOQیا کمترین حد اندازه گیری ،وWRE (Within Run Error) یا خطای درون آزمایش ،برای استخراج پاراکوات از خون توسط کلینوپتیلولایت به ترتیب 81.7± 3.4،0.58 µgr/ml ،1.93 µgr/ml ،7.1% بود.و برای استخراج پاراکوات ازخون توسط رزین پروپیل کربوکسیلیک اسید (PCA) به ترتیب 83.6 ± 3.2 ،0.49 µgr/ml ،1.63 µgr/ml ،6.3% بود. نتایج نشان داد که کلینوپتیلولایت میتواند به طور موثری به عنوان یک ماده جاذب با خاصیت تبادل کاتیونی در استخراج پاراکوات از خون مورد استفاده قرار بگیرد..اندازه روزنه درکلینوپتیلولایت0.7nm) 5×7 Å× (0.5میباشدوظرفیت تبادل کاتیونی کلینوپتیلولایت درحدودmeq/gr) 1.6- (1.4 و ظرفیت تبادل کاتیونی پروپیل کربوکسیلیک اسید10 meq/gr است. با توجه به ظرفیت تبادل کاتیونی کلینوپتیلولایت و پروپیل کربوکسیلیک اسید،پیش بینی میشود که هر گرم از این مواد بتوانند بترتیب meq/gr) 1.6-1.4) پاراکوات (معادل 130-149 mg ) و meq/gr) (10پاراکوات (معادل 931 mg )را استخراج کنند.سطح ویژه (BET)کلینوپتیلولایت با استفاده از دستگاهNano SORD)) اندازه گیری شد.اندازه ذرات کلینوپتیلولایت با استفاده ازدستگاه پارتیکل سایزآنالایزر (Master sizer) اندازه گیری شد.مقدارپتانسیل زتا با استفاده از دستگاه (Zetasizer)، −27.9mV اندازه گیری شد. عکسهای میکروسکوپ الکترونی روبشی ((SEM کلینوپتیلولایت،با استفاده ازدستگاهField-emission scanning electron microscope بدست آمد.آزمایشات با پارتیکل سایز انالایزر اندازه ذرات 11-40میکرومتر را برای این پودر تایید میکند. فصل اول(مقدمه) چکیده فارسی..............................................................................................................................................................2 کلید واژه...........................................................................................................................................................................2 1-1 بیان مساله..............................................................................................................................................................3 1-2 اهداف پژوهش.......................................................................................................................................................4 1-2-1 اهداف اصلی......................................................................................................................................................4 1-2-2 اهداف اختصاصی.............................................................................................................................................4 1-2-3 اهداف کاربردی................................................................................................................................................4 1-3 سوالات و فرضیه ها..............................................................................................................................................5 1-3-1 فرضیات.............................................................................................................................................................5 1-3-2 پرسش اصلی....................................................................................................................................................5 1-4 تعریف واژه ها........................................................................................................................................................6 1-4-1 نانو چیست.................................................................................................................................. 5-1تاریخچه نانو فناوری.............................................................................................................................................6 1-5-1 خواص نانوذرات................................................................................................................................................7 1-5-2 نانوتکنولوژی چیست......................................................................................................................................8 1-5-3 نانو فناوری پیشرفته.......................................................................................................................................9 1-5-4 نانو پزشکی......................................................................................................................................................9 1-6 کاربردهای نانو پزشکی....................................................................................................................................10 1-6-1 دارورسانی.....................................................................................................................................................10 1-6-2 نانوداروها......................................................................................................................................................10 1-6-3 سامانه های دارورسانی و دارو درمانی....................................................................................................10 1-6-4 نانوتکنولوژی در دارو رسانی زیستی.......................................................................................................11 1-6-5 حمل دارو.....................................................................................................................................................12 1-6-6 حاملین عملکردی و هدفمند دارو...........................................................................................................12 1-6-7 کشف دارو.....................................................................................................................................................12 1-7 روشهای تشخیصی...........................................................................................................................................12 1-7-1 روشهای برون تن........................................................................................................................................13 1-7-2 روشهای درون تن.......................................................................................................................................14 1-7-3 تصویربرداری پزشکی.................................................................................................................................15 1-7-4 پزشکی باز رویشی......................................................................................................................................16 1-8زیست مواد..........................................................................................................................................................18 1-9 کاشتنی های فعال .........................................................................................................................................18 1-.1 موقعیت نانوپزشکی در مجموعه خدمات پزشکی....................................................................................18 1-11 نگاهی به آینده نانوپزشکی........................................................................................................................19 1-12 نانوفناوری و مسائل بهداشت محیط زیست...........................................................................................20 1-13 ابزارهای مورد استفاده در نانوتکنولوژی جهت برسی خصوصیات فیزیکو شیمیایی نانوذرات.....21 1-14 طبقه بندی روشهای تعیین مشخصات مواد و نانوذرات بر اساس نحوه عملکرد............................22 1-14-1 روشهای میکروسکوپی..........................................................................................................................22 1-14-2 روشهای بر اساس پراش........................................................................................ ...............................22 1-14-3 روشهای طیف سنجی...........................................................................................................................22 1-14-4 طیف سنجی جرمی...............................................................................................................................23 1-14-5 روشهای جداسازی................................................................................................................................23 1-15 زئولیت چیست............................................................................................................................................23 1-16 انواع زئولیت.................................................................................................................................................24 1-16-1 زئولیتهای طبیعی.................................................................................................................................24 1-16-2 زئولیتهای مصنوعی..............................................................................................................................24 1-16- 3 استفاده ها و کاربرد های زئولیت........................................................................................................25 1-16-4 استفاده های پزشکی...............................................................................................................................25 1-16-5 استفاده در دروسازی و دارورسانی.......................................................................................................25 1-16-6 استفاده به عنوان مکمل غذایی............................................................................................................25 1-16-7 استفاده در دامپروری..............................................................................................................................25 1-16-8 استفاده در مراقبت ازحیوانات خانگی.................................................................................................26 1-16-9 استفاده های تجاری و بومی.................................................................................................................26 1-16-10 استفاده در صنایع پتروشیمی............................................................................................................26 1-16-11 استفاده در صنایع هسته ای...............................................................................................................26 1-16-12 استفاده درسیستم های سرمایشی وگرمایشی...............................................................................26 1-16-13 استفاده به عنوان دترژان....................................................................................................................26 1-16-14استفاده در صنایع راه و ساختمان......................................................................................................26 1-16-15 استفاده به عنوان آنتی اکسیدان.......................................................................................................26 1-16-16 استفاده به عنوان تست سخت افزارهای فضانوردی.......................................................................26 1-17 کلینوپتیلولایت چیست...............................................................................................................................27 1-17-1 ساختمان حفره ای کلینوپتیلولایت....................................................................................................28 1-18 کوات ها چیستند.........................................................................................................................................29 1-18-1 انواع کوات ها...........................................................................................................................................29 1-18-2 ساختمان شیمیایی کوات های مختلف..............................................................................................30 1-19 پاراکوات دی کلراید.....................................................................................................................................31 1-19-1 شکل شماتیک احیا پاراک وات توسط سیتوکرومp450 ردوکتاز....................................................32 1-19-2 ساختمان شیمیایی پاراکوات دی کلراید............................................................................................33 فصل دوم (مروری بر پژوهش های انجام شده) 2-1 استخراج سریع پاراکوات از پلاسما با استفاده از تکنیک جفت یونی...................................................35 2-2 زمان بین جذب پاراکوات و تست دی تیونیت منفی ادرار، به عنوان ریسک فاکتور مستقل جهت مرگ و نقص عضو در مسمومیت حاد پاراکواتی....................................................................................35 2-3 استخراج کمی پاراکوات و دی کوات از خون.............................................................................................35 2-4 مقایسه روشهای استخراج پاراکوات از نمونه های خونی افراد پس از مرگ........................................36 2-5 رهایش کنترل شده پاراکوات از سطوح اصلاح شده زئولیتY..............................................................36 2-6 تخلیص زئولیت کلینوپتیلولایت طبیعی برای کاربردهای پزشکی جهت استخراج سرب..................36 2-7 روشی ساده برای تععین پاراکوات در پلاسما و سرم افراد بیمار توسط HPLC (کروماتوگرافی با کارایی بالا).....................................................................................................37 2-8 کروماتوگرافی گازی-اسپکترومتری جرمی; روشی برای تعیین علف کش پاراکوات و دی کوات در نمونه های پلاسما و ادرار...............................................................................................................37 2-9 تعیین پاراکوات در نمونه های بیولوژیک توسط روش ساده شده استخراج فاز جامد و اسپکتروفوتومتری..............................................................................................................38 2-10 تخمین اورژانسی پاراکوات در پلاسما ،مقایسه روش RIA (رادیوایمونو اسی )و روش رنگ سنجی جفت یونی..............................................................................................................................38 2-11 یک روش ساده و مختصر برای تعیین پاراکوات در پلاسما .............................................................38 2-12مقایسه روش شناسایی پاراکوات در خون توسط زئولیت با روش معمول شناسائی پاراکوآت در ادرار..................................................................................................................................................39 2-13 نمای شماتیک استخراج یک کاتیون توسط یک رزین تبادل کاتیونی.......................................40 فصل سوم (مواد و دستگاههای مورد نیاز و روشهای پژوهش) 3-1 وسایل و دستگاههای مورد نیاز................................................................................................................42 3-2 مواد.................................................................................................................................................................42 3-3 خلاصه روش اجرای آزمایش.....................................................................................................................43 3-4 تهیه پودر میکرونیزه کلینوپتیلولایت........................................................................................................43 3-5 روش کلی انجام آزمایش.............................................................................................................................43 3-6 مشخصات ابزار جمع آوری اطلاعات و نحوه جمع آوری آن................................................................45 3-7 روش محاسبه حجم نمونه و تعداد آن......................................................................................................45 3-8 روش محاسبه Limit Of Detection ((LOD...............................................................................45 3-9 روش محاسبه Limit Of Quantification((LOQ.....................................................................45 3-10 روش محاسبه خطای درون آزمایش یا (Within-Run Erorr)WRE...................................45 3-11 روش محاسبه درصد بازیابی(Recovery).........................................................................................46 3-12روش کار............................................................................................................................................... .........45 3-13 طریقه ساخت محلول stock.................................................................................................................46 3-14انواع آزمایشات.............................................................................................................................................46 3-15رسم منحنی استاندارد پاراکوات دی کلراید در آب.............................................................................47 3-16رسم منحنی استانداردپاراکوات دی کلراید بعد ازمشتق سازی با معرف دی تیونیت سدیم0.1% در سود 1مولار...............................................................48 3-17 اندازه گیری پاراکوات در خون بدون استخراج....................................................................................49 3-18 استخراج پاراکوات از محلول آبی با استفاده از رزین تبادل کاتیونی پروپیل کربوکسیلیک اسید(PCA).....................................................................................50 3-19 استخراج پاراکوات از محلول آبی با استفاده از کلینوپتیلولایت......................................................51 3-20 ستخراج پاراکوات از خون با استفاده از رزین PCA........................................................................52 3-21 استخراج پاراکوات از خون با استفاده از زئولیت کلینوپتیلولایت....................................................53 3-22 اندازه گیری پاراکوات در پلاسما به روش معمول..............................................................................54 3-23 مشتق سازی بیشتر:.................................................................................................................................55 3-24 استفاده از حلالهای مختلف جهت استخراج پاراکوات از خون........................................................55 فصل چهارم ) نتایج( 4-1 طیف ماوراء بنفش پاراکوآت با غلظت 10 μg/ml در آب مقطر......................................................58 4-2 منحنی کالیبراسیون پاراکوات در آب مقطر بعد از مشتق سازی با معرف دی تیونیت سدیم.............................................................................................59 4-3 طیف مرئی پاراکوآت با غلظت 10 μg/ml در معرف دی تیونیت سدیم.......................................60 4- منحنی کالیبراسیون پاراکوات در سرم بعد از مشتق سازی با دی تیونیت سدیم در طول موجnm 394.5..............................................................................................................................................61 4-5 منحنی کالیبراسیون پاراکوات – دی تیونیت سدیم در طول موجnm603.......................................62 4-6 طیف مرئی پاراکوآت با غلظت 2 μg/ml بعد از استخراج از سرم در معرف دی تیونیت سدیم ...................................................................................................63 4-7 منحنی پتانسیل زتا ذرات الک شده کلینوپتیلولایت...............................................................................64 4-8 آزمون آماری.....................................................................................................................................................64 4-9 جدول مقایسه انواع روش استخراج پاراکوات (اندازه گیری خطاهای درون آزمایش، حد تشخیص، حد اندازه گیری، و درصد بازیابی)..........................................................................................................................65 4-10 روش تجزيه و تحليل اطلاعات.....................................................................................................................66 4-11 گزارش آنالیز BET تک نقطه ای...........................................................................................................67 4-12 اندازه متوسط ذرات کلینوپتیلولایت با استفاده از دستگاه پارتیکل سایز آنالایزر...........................................................................................................67 4-13 تصویر ذرات کلینوپتیلولایت با استفاده از میکروسکوپSEM ..........................................................68 4-14توضیح نقش بیشتر نانوتکنولوژی در این پایان نامه................................................................................69 فصل پنجم (بحث و نتیجه گیری) 5-1 بحث.......................................................................................................................... ....................71 5-2 نتیجه گیری.................................................................................................................................73 فهرست منابع و مآخذ (فارسی و غیر فارسی مورداستفاده) فهرست منابع فارسی........................................................................................................................................74 فهرست منابع انگلیسی.....................................................................................................................................75 فهرست مقالات.....................................................................................................................................................80 صفحه تایید هیئت داوران....................................................................................................................................... فرم امضای هیئت قضات......................................................................................................................................... خلاصه انگلیسی...................................................................................................................................................81 فهرست مندرجات فهرست جداول عنوان صفحه جدول 4-1 : جدول حد تشخیص،حد اندازه گیری،خطای درون آزمایش و درصد بازیابی انواع روشهای اندازه گیری و استخراج پاراکوات...............................................................................................64 فهرست اشکال شکل1-1: ساختمان حفره ای کلینوپتیلولایت................................................................................................29 شکل1-2: ساختمان شیمیایی کوات های مختلف..........................................................................................31 شکل 1-3: شکل شماتیک احیا پاراکوات توسط سیتوکرومp450 ردوکتاز..............................................33 شکل 1-4 : ساختمان شیمیایی پاراکوات دی کلراید....................................................................................34 شکل 2-1 : نمای شماتیک استخراج کاتیون توسط یک رزین تبادل کاتیونی........................................38 شکل 4-1: طیف ماوراء بنفش پاراکوآت با غلظت 10 μg/ml در آب مقطر..........................................56 شکل 4-2 : منحنی کالیبراسیون پاراکوات در اب مقطر بعد از مشتق سازی با معرف دی تیونیت سدیم .............................................................................................................................58 شکل 4-3 .طیف مرئی پاراکوآت با غلظت 10 μg/ml در معرف دی تیونیت سدیم.........................59 شکل 4-4. منحنی کالیبراسیون پاراکوات در سرم بعد از مشتق سازی با دیتیونیت سدیم در طول موجnm 394.5..................................................................................................................................60 شکل4-5. منحنی کالیبراسیون پاراکوات - دیتیونیت سدیم در طول موجnm630...........................61 شکل 4-6. .طیف مرئی پاراکوآت با غلظت 2 μg/ml بعد از استخراج از سرم در معرف دی تیونیت سدیم..............................................................................................................................................62 شکل 4-7. منحنی پتانسیل زتا ذرات الک شده کلینوپتیلولایت............................................................63 شکل 4-8. اندازه متوسط ذرات کلینوپتیلولایت با استفاده از دستگاه پارتیکل سایز آنالایزر..........66 شکل 4-9.: تصویر زئولیت نانوحفره ای کلینوپتیلولایت توسط میکروسکوپSEM .........................67 فهرست ضمائم خلاصه مقاله..........................................................................................................................................................82 فهرست اختصارات Molecular Nanotechnology: MNT............................................................................................................8 SEM: Scanning electron microscope........................................................................................... ............2 Fe SEM: Field-emission scanning electron microscope.................................................................2 CE-SPE: cation exchange solid phase extraction...............................................................................2 AFM: Atomic Force Microscope...............................................................................................................7 STM: Scanning Transmission Microscope...........................................................................................7 TEM: Transmission Electron Microscope......................................................................................... 22 CdSe: Cadmium Selenide.............................................................................................................................8 MRI: Magnetic Resonance Imaging......................................................................................................14 XRD: X-ray Diffraction...............................................................................................................................22 NMR: Nucleic Magnetic Resonance.....................................................................................................22 HPLC: High Performance Liquid Chromatography......................................................................23 GC: Gas Chromatography ........................................................................................................................23 LD50: Lethal Dose Fifty..............................................................................................................................33 PCA: Propyl Carboxylic Acid...................................................................................................................2 LOQ: limit of Quantification......................................................................................................................2 LOD: limit of Detection..............................................................................................................................