تثبیت پروتئین متالوتیونین بر نانوذرات اکسیدآهن به منظور توسعه یک جاذب جدید برای حذف کادمیوم

وجود فلزات سنگینی همچون کادمیوم در پساب صنایع صنعتی باعث بروز مشکلات زیست محیطی متعدد و تهدید سلامت عمومی شده است. در بین روش هایی که برای حذف آلودگی های فلزی مورد استفاده قرار می گیرند، روش جذب به دلیل سادگی و هزینه کم عمومیت بیشتری دارد. امروزه از جاذب هایی در مقیاس نانو به ویژه نانوذرات مغناطیسی مثل نانوذرات اکسید آهن که قابلیت جداسازی مغناطیسی دارند، استفاده می شود. با بهره گیری از قابلیت تثبیت پروتئین بر نانوذرات می توان پروتئین های کلاته کننده فلزات سنگین، مثل متالوتیونین را بر سطح این نانوذرات تثبیت کرد و انتظار داشت که قابلیت جذب فلز در آنها بهبود یابد. در این مطالعه یکی از متالوتیونین های گیاهی بر سطح نانوذرات اکسید آهن پوشش دار شده با سیلیکا تثبیت شد و ازاین سامانه برای جذب کادمیوم در محیط های آبی استفاده گشت. پروتئین متالوتیونین به صورت نوترکیب در باکتری تولید شد. به منظور تثبیت پروتئین از نانوذرات آمین دار شده به وسیله ان - ( 2-آمینواتیل) - 3- آمینوپروپیل تری متوکسی سیلان استفاده شد. بعد از فعال سازی سطح نانوذرات آمیندار شده به وسیله گلوتارآلدئید، پروتئین به صورت کوالانسی بر سطح نانوذرات تثبیت و درصد ظرفیت بارگذاری پروتئین (w/w%) بر نانو ذرات 1/5 ± 40/4٪ محاسبه شد. برای جذب کادمیوم، نانوذرات حاوی پروتئین و بدون پروتئین در معرض غلظت های مختلف کادمیوم قرار گرفتند و بعد از گذشت دو ساعت به وسیله آهن ربا از محیط واکنش جدا شدند. غلظت کادمیوم باقیمانده در محیط با استفاده از طیف سنجی جذب اتمی اندازه گیری و ظرفیت جذب هر کدام از نانوذرات محاسبه شد. با افزایش غلظت کادمیوم، ظرفیت جذب افزایش یافت، مدل لانگمیر با داده های آزمایشگاهی توافق بهتری داشت و با استفاده از این مدل مقدار حداکثر ظرفیت جذب نانوذرات حاوی پروتئین و نانوذرات بدون پروتئین به ترتیب 474/88mg/g و 315/8mg/g محاسبه شد.

کلیدواژه ها:

نانوذرات اکسید آهن ، تثبیت پروتئین ، متالوتیونین ، مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم ، مدل لانگمیر