تهیه و تعیین مشخصات نانوذره کاتالاز

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر ، ایران

2 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه خلیج فارس، بوشهر، ایران

چکیده

در این مطالعه نانوذرات کاتالاز با روش حلال زدایی تهیه شدند. فاکتورهای مؤثر بر فرآیند سنتز مانند اتانول (عامل حلال‌زدا )، گلوتارآلدهید (عامل اتصال دهنده عرضی)، سرعت چرخش و زمان سنتز بهینه شدند. ویژگی‌های نانوذرات حاصل شامل اندازه ذرات، ریخت شناسی سطح و تغییرات ساختاری آن‌ها با استفاده از روش‌های مرئی – فرابنفش (UV-Visible)، پراکندگی نور دینامیکی ( DLS)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه ( FT-IR) تعیین شدند. هم چنین، پارامترهای سینتیکی نانوذرات براساس معادله میکائیلس – منتن تعیین شدند. نتایج حاصل از بهینه‌سازی شرایط سنتز نانوذرات نشان داد که نانوذرات حاصل از برهم‌کنش 1 میلی‌لیتر کاتالاز 1میلی گرم/ میلی‌لیتر ، 4 میلی لیتر اتانول و گلوتار آلدهید ۱۲/۰میلی‌گرم بر میلی‌لیتر در محیط بافر فسفات ۵۰ میلی مولار و ۰/7 pH ، تا ۷۰٪ فعالیت آنزیمی باقی می‌ماند. در این شرایط شعاع متوسط نانوذرات سنتز شده 8/53 نانومتر می‌باشد. بررسی‌ طیف‌های فرابنفش-مرئی و مادون قرمز نشان داد که تغییرات ساختاری نانوذرات در سطح ساختار سوم و دوم صورت می‌پذیرد. بررسی پارامترهای سینتیکی آنزیم طبیعی و نانوذره آنزیمی نشان داد که در مقایسه با آنزیم کاتالاز، ضمن افزایش Km مقدار Vmax برای نانوذره سنتز شده ثابت می ماند. پایداری فیزیکی نانوذرات کاتالاز نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بعد از 72 ساعت نگهداری نمونه‌ها در دمای 4 درجه سانتی‌گراد، نانوذره کاتالاز فقط 20 درصد از فعالیت خود را از دست می‌دهد در صورتی که کاتالاز طبیعی در همان شرایط 55 درصد از فعالیت خود را از دست می‌دهد که دلالت دارد بر این که نانوذرات کاتالاز پایدارتر از مولکولهای کاتالاز هستند. بنابراین نانوذرات کاتالاز توان بالقوه زیادی در تولید آنزیم‌های پایدار برای کاربردهای مختلف دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات