مرک
آلمان
۳-۲- روش تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره
در این بررسی از دو روش بر مبنای روش تبخیر حلال ( Solvent Casting ) برای تولید نانو کامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره استفاده شد، که یکی از روش ها با بهره گرفتن از کلوئید نانو نقره و دیگری با بهره گرفتن از پودر نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم با پوشش ۵% نانو ذرات نقره انجام شد.
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
۳-۲-۱- تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره با بهره گرفتن از کلوئید نانو نقره
در این روش از تولید نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره، گرانول های PLA را با بهره گرفتن از ترازوی دیجیتال ۰٫۰۰۰۱ ( با دقت ۰٫۱ میلی گرم، ژاپن) وزن کرده و سپس برای تهیه محلول ۵% وزنی-حجمیPLA و کلروفرم،PLA در کلروفرم حل شد. به منظور تهیه تیمارهای نانو کامپوزیت مورد نظر ( ۰٫۵%، ۱% و ۲%)، محلول ۵% PLA را با مقدار تعیین شده کلوئید نقره بر اساس پلیمر پایه(PLA) ترکیب کرده و روی شیکر (مدلHeidolph / Mr Hei-standard، آلمان) با دور ۱۴۰۰دور بر دقیقه قرار داده تا کاملا مخلوط شد. به منظور جدا کردن فاز آبی ناشی از کلوئید نقره در محلول حاوی نانو ذرات نقره و PLA، محلول مورد نظر در دستگاه سانتریفوژ ( /Hettich UNIVERSAL 320، آلمان) به مدت ۱۵ دقیقه با دور ۳۴۰۰ قرار گرفته شد و پس از گذشت زمان مدنظر محلول کاملا دو فاز شد. این مرحله جهت شستشو و جدا کردن کامل فاز آبی از کلوئید نقره چند بار با اضافه کردن آب دو بار تقطیر تکرار شد. پس از جداسازی کامل فاز آبی از کلوئید نقره به همان مقدار آبی که از محلول کسر شده، کلروفرم اضافه شد و دوباره برای انحلال بهتر روی شیکر و اولتراسوند ( مدلPARSONIC 7500S ، ایران) گذاشته شد. در آخر محلول نهایی در ظروف پتری دیش ریخته شد. قابل به ذﮐﺮ است که ﺑﺮای ﺑﺪﺳﺖ آوردن ﻓﯿﻠﻢ ﻫﺎﯾﯽ ﺑﺎ ﺿﺨﺎﻣﺖ ﯾﮑﺴﺎن و ﯾﮑﻨﻮاﺧﺖ، ظروف پتری دیش برای خشک شدن ﺑﺮ ﺳﻄﺤﯽ ﺻﺎف ﮐﻪ صافی آن ﺗﻮﺳﻂ ﺗﺮاز تایید شده اﺳﺖ قرار گرفتند. پس از تبخیر حلال و خشک شدن کامل فیلم، لبه های فیلم به آرامی از جداره های پتری دیش جدا شد تا برای آزمون های مورد نظر مورد بررسی قرار گیرد.
شکل ۳-۱ : تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره با بهره گرفتن از کلوئید نانو نقره
۳-۲-۲- تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره با بهره گرفتن از پودر نانو نقره
در این روش برای تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره در ابتدا همانند روش قبل محلول ۵% PLA و کلروفرم تهیه شد. برای تهیه تیمارهای نانوکامپوزیت، مقدار مشخص شده از نانو ذرات نقره بر اساس PLA به محلول ۱۰% وزنی-حجمی PEG (پلی اتیلن گلایکول) و کلروفرم اضافه شد. شات های حاوی نانو ذرات نقره و PEG روی شیکر با دور ۱۴۰۰ دور بر دقیقه قرار گرفت. محلول ۵% PLA و کلروفرم را به محلول نانوذرات نقره و PEG اضافه شد و تا زمانی که از اختلاط آن ها اطمینان حاصل شد روی شیکر و در اولتراسوند قرار گرفت. در نهایت مشابه روش قبل محلول نهایی در پتری دیش ریخته شد و پس از خشک شدن کامل از آن جدا شد.
PEG به منظور جلوگیری از انباشتگی و توزیع یکنواخت نانو ذرات نقره در ماتریس پلیمر اضافه شد.
شکل(۳-۲) : تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره با بهره گرفتن از پودر نانو نقره
پس از چندین بار تکرار آزمایش و بکارگیری امولسیفایرهایی همچون توئین و پلی اتیلن گلایکول و انجام آزمایش با غلظت های مختلفی از کلوئید و پودر نانو ذرات نقره، روش تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره با بهره گرفتن از پودر نانونقره و پلی اتیلن گلایکول، به علت داشتن ظاهری بهتر و بافتی یکنواخت تر نسبت به روش تهیه نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره با بهره گرفتن از کلوئید نانو ذرات نقره، روش بهتری در نظر گرفته شد و بقیه آزمایشات با این روش تولید ادامه یافت.
۳-۳- آزمایشات
آزﻣﻮن ﻫﺎی انجام شده در اﯾﻦ پژوهش ﺷﺎﻣﻞ بررسی ﭘﯿﻮﻧﺪﻫﺎی ﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ و حضور نانو لایه ها در ﻓﯿﻠﻢ ﭘﻠﯽ ﻻﮐﺘﯿﮏ اﺳﯿﺪ و ﻧﺎﻧﻮ ﮐﺎﻣﭙﻮزﯾﺖ های آن و همچنین بررسی اثر فعالیت ضد میکروبی فیلم های مورد نظر بر سنتیک رشد باکتری گرم منفی اشرشیا کلی می باشد.
۳-۳-۱- بررسی فعالیت ضد میکروبی فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره
۳-۳-۱-۱- باکتری مورد استفاده و روش فعالسازی آن
برای فعالسازی باکتری اشرشیا کلی (ATCC 25922)، باکتری در محیط کشت اختصاصی مایع نوترینت براث[۹۷]کشت داده و به مدت ۲۴ ساعت در انکوباتور( پارس طب نوین، ایران) ۳۷ قرار گرفت. بعد از ۲۴ ساعت از باکتری مورد نظر روی محیط کشت جامد نوترینت آگار[۹۸] کشت خطی چهار منطقه ای داده شد و در انکوباتور ۳۷ به مدت ۲۴ ساعت قرار گرفت. سپس یک کلنی از باکتری به آب مقطر استریل اضافه شد و با استاندارد ۰٫۵ مک فارلند مقایسه شد، آنقدر از کلنی باکتری به آب مقطر استریل اضافه شد تا زمانی که کدورتی معادل ۰٫۵ مک فارلند داشته باشد.
به منظور تهیه استاندارد ۰٫۵ مک فارلند مقدار دقیق ۱٫۱۷۵ گرم از کلرید باریم و ۱ گرم از اسید سولفوریک غلیظ را بصورت جداگانه در ارلن ۱۰۰ سی سی به حجم رسانده، سپس ۰٫۰۵ سی سی از محلول کلرید باریم را با ۹٫۹۵ سی سی از محلول اسید سولفوریک غلیظ ترکیب کرده و در نهایت استاندارد ۰٫۵ مک فارلند حاصل شد که مطابق استاندارد در nm 625 باید جذبی برابر۰٫۰۸ تا ۰٫۱۳ داشته باشد و همچنین کدورت آن برابر ۱۰۸ ۱٫۵ است.
۳-۳-۱-۲- بررسی فعالیت ضد میکروبی
برای بررسی فعالیت ضد میکروبی نانو کامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره، ۴ عدد برش فیلم در ابعاد ۱٫۵×۲ سانتی متر به منظور استریل کردن کامل سطوح فیلم ها در معرض اشعه UV قرار گرفته شد و سپس در زیر هود و کنار شعله بصورت کاملا استریل قطعات فیلم در هر یک از ارلن های حاوی محیط کشت نوترینت براث ریخته شد و یک سی سی از سوش میکروبی معادل شده با محلول استاندارد ۰٫۵ مک فارلند به هر یک از ارلن ها بجز ارلن های بلانک که بعنوان نمونه شاهد در هر غلظت در نظر گرفته شده اند، اضافه شد. خواندن جذب در دستگاه اسپکت (WPA ، آلمان) در طول موج ۶۰۰ نانومتر با ریختن نمونه بلانک کمترین غلظت مورد نظر آغاز شد و پس از آن جذب غلظت آن بدست آمد. به همین ترتیب جذب نمونه ها از کمترین غلظت تا بالاترین غلظت بدست آمد. بعد از خواندن جذب توسط دستگاه، نمونه ها به مدت یک ساعت در شیکر انکوباتور (Meidolth unimax 1010، آلمان) در دمای ۳۷ درجه سانتی گراد و ۱۵۰ دور در دقیقه انکوبه شد. پس از گذشت یک ساعت از انکوبه شدن نمونه ها خواندن دوباره جذب انجام شد. به همین ترتیب در فواصل منظم ( ۱ ساعت) داده های جذب بدست آمد ( جوکار و همکارانش، ۲۰۱۲).
در نهایت داده های جذب با معادله های گومپرتز[۹۹] اصلاح شده توسط زویترینگ[۱۰۰]و همکارانش (۱۹۹۰) و لجستیک[۱۰۱] به منظور برآورد پارامترهای رشد میکروبی مدل سازی شدند (زویترینگ و همکاران، ۱۹۹۰).
باید توجه کرد که تمام قسمت های آزمایش میکروبی باید در کنار شعله و بصورت استریل انجام گیرد تا در داده های حاصل از آزمایش ها اشتباهی صورت نگیرد.
شکل (۳-۳) : بررسی تاثیر ضدمیکروبی بر پارامترهای رشد باکتر اشرشیاکلی با روش dynamic-Flask test
۳-۳-۲- طیف سنجی مادون قرمز با تبدیل فوریر ( FTIR)[102]
طیف سنجی مادون قرمز، روشی برای شناسایی مولکول ها و بخصوص گروه عاملی مولکول ها است. هر ماده‌ای، طیف مادون قرمز مخصوص به خود دارد.
از این رو طیف پیوندهای شیمیایی فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/ نقره به منظور بررسی پیوندهای تشکیل شده میان پلی لاکتیک اسید با غلظت های مختلف نانو ذرات نقره توسط طیف سنج FTIR (Thermo Nicolet 6700، آمریکا) مورد بررسی قرار گرفت. پراکنش منبع نوری در محدوده متوسط مادون قرمز ۴۰۰۰ – ۴۰۰ بود. دقت آشکارساز مورد استفاده ۴ بود.
شکل (۳-۴) : دستگاه مادون قرمز با تبدیل فوریر
۳-۳-۳- آزﻣﻮن ﭘﺮاش ﭘﺮﺗﻮ اﻳﻜﺲ (XRD)[103]
ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر فیلمﻫﺎی ﻧﺎﻧﻮﻛﺎﻣﭙﻮزﻳﺖ پلی لاکتیک اسید/نقره، از آزﻣﻮن ﭘـﺮاش ﭘﺮﺗﻮ ایکس اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. شناسایی مواد و تعیین ساختار بلوری، مهم ترین کاربرد پراش پرتو ایکس در حوزه علم مواد است.
پراش اشعه X یک روش غیر تخریبی با چند کاربرد است که اطلاعات جامعی درباره ترکیبات شیمیایی و ساختار کریستالین مواد طبیعی و صنعتی ارائه می‌دهد. هر کریستال طرح اشعه Xمنحصر به فرد خود را داراست که برای تعیین هویت آن استفاده می شود. گسترده‌ترین استفاده ازXRD در شناسایی ترکیبات کریستالین بر اساس طرح پراش آن ها است.
آنالیز XRD به دو صورت کمی و کیفی صورت می گیرد که در یکی از آن ها مواد تشکیل دهنده کریستال و در دیگری مقدار هر یک از مواد تشکیل دهنده نمونه محاسبه می شود. به عبارت سادهتر این دستگاه با آنالیز داده ها، مواد تشکیل دهنده در یک ساختار کریستالی را مشخص می کند. داده های مورد نیاز در این دستگاه به صورت منحنی پیک داری ارائه می شود. در این منحنی هر پیک نمایانگر یک عنصر است که در ساخت کریستال مورد بررسی دخالت دارد.
نحوه ی قرار گیری ماده مورد بررسی (کریستال) در دستگاه بسیار مهم است. ماده مورد بررسی در دستگاه باید به صورت پودر در محفظه ای از جنس آمورف جای گیرد. علت آمورف بودن محفظه دستگاه این است که ماده ی آمورف ساختار کریستالی ندارد و باعث تفرق نمی شود.
در این قسمت با بهره گرفتن از دستگاه دیفراکتومتری اشعه X (D8 ADVANCE-Bruker، آلمان) با هدف شناسایی، تجزیه کیفی و همچنین شناسایی فازهای کریستالی، به بررسی حضور نانو ذرات نقره و دی اکسید تیتانیوم در نانوکامپوزیت تولید شده پرداخته شده است.
شکل (۳-۵) : دستگاه ﭘﺮاش ﭘﺮﺗﻮ اﻳﻜﺲ (XRD)
۳-۴-تجزیه و تحلیل آماری
محاسبه پارامترهای رشد میکروارگانیسم با بهره گرفتن از Solver Modeling و نرم افزار Excel انجام شد، سپس داده ها تحت آنالیز واریانس یکطرفه قرار گرفت.
فصل چهارم :
نتایج و بحث
فیلم پلی لاکتیک اسید حاوی نانوذرات نقره با روش ریخته گری محلول در سه سطح غلظت نانوذرات تولید گردید ظاهر فیلم حاکی از توزیع یکنواخت نانوذرات در بستر پلیمر بود. فیلم پلی لاکتیک اسید و نانوکامپوزیت های مربوطه تحت آنالیز میکروبی قرار گرفت که نتایج آن به شرح زیر گزارش شده است.
۴-۱- آنالیز فعالیت ضد میکروبی فیلم نانوکامپوزیت پلی لاکتیک اسید/نقره
فعالیت ضد میکروبی فیلم پلی لاکتیک اسید و نانوکامپوزیت های پلی لاکتیک اسید/ نقره با محاسبه پارامترهای رشد میکروارگانیسم شامل A ( حداکثر رشد میکروارگانیسم) و µmax ( رشد میکروارگانیسم در فاز لگاریتمی) و ? ( مدت زمان فاز تاخیر) بوسیله دو مدل ریاضی گومپرتز و لجستیک که در منابع بعنوان مدل های معتبر اشاره شده است انجام گرفت (زویترینگ و همکاران، ۱۹۹۰).
