تولید زیستی نانوذرات سوپر پارامغناطیس توسط باکتری‌های تجزیه‌ کننده اوره

کاربرد نانوذرات مغناطیسی در صنایع مختلف مانند سیالات مغناطیسی، ذخیره‌ی اطلاعات، سنسورها و همچنین مصارف پزشکی مانند حمل دارو، رهاسازی دارو، شناسایی تومورهای سرطانی، تصویر برداری مغناطیسی (mri) و... باعث شده تا مطالعات وسیعی بر روی تولید و کنترل ابعاد، ساختار و خواص ویژه‌ی این نوع مواد صورت گیرد. اما تجمع ذرات، توزیع ابعادی وسیع و عدم پایداری شیمیایی نانوذرات مغناطیسی تولیدی به روش های شیمیایی متداول باعث شده تا مطالعات به سمت تولید زیستی این دسته از نانوذرات سوق پیدا کند در این مقاله با استفاده از روش همرسوبی شیمیایی و متابولیسم باکتری‌های تجزیه کننده اوره، فرآیندی با بازدهی بالا نسبت به روش‌های زیستی متداول جهت تولید نانوذرات مغناطیسی معرفی می‌شود. در این فرآیند از محلول آهن حاوی یون‌های fe2+ و fe3+ و باکتری‌های bacillus subtilis، bacillus pasteurii وbacillus licheniformis استفاده شده است. آنالیزهای dls، vsm و tem جهت اثبات محدوده‌ی ابعاد و مغناطیس پذیری نانوذرات تولیدی، به کارگیری شده‌اند. نتایج نشان داد که سرعت تولید نانوذرات مغناطیسی در این پژوهش در مقایسه با روشهای زیستی متداول بیشتر بوده و کارایی بالاتری را نشان می دهند. نتایج حاصل از آنالیز dls نشان داد که نانوذرات تولید شده توسط باکتری bacillus subtilis اندازه کوچکتری در مقایسه با نانوذرات تولیدی توسط روش شیمیایی دارند. آزمایشات vsm نشان داد که مغناطیس پذیری نانوذرات تولیدی توسط باکتری bacillus licheniformis بیشتر از نمونه تولید شده به روش شیمیایی است. نتایج تصویربرداری tem وجود ساختارهای کریستالی سیدریت نانوذرات تولیدی توسط باکتری های bacillus pasteurii و bacillus subtilis را نشان داد. این پژوهش پتانسیل صنعتی شدن سنتز نانوذرات مغناطیسی به روش ارائه شده را نشان می دهد. چرا که این روش از نقطه نظر اقتصادی در مقایسه با روشهای شیمیایی صرفه بیشتری دارند. همچنین این روش توانایی تولید نانوذرات با ابعاد و میزان مغناطیس پذیری متناسب با نوع کاربرد در صنعت مورد نظر را نیز در اختیار قرار می دهد.

synthesis of bio-nano-super paramagnetic using urease-positiveng bacteria

a straightforward, highly efficient, and low-cost biological route was introduced for the synthesis of super para magnetic nanoparticles. three urease-positive bacteria namely, bacillus subtilis, b. pasteurii, and b. licheniformis were used to biosynthesize ammonia and biosurfactants required for the nanoparticle production. also, the features of the applied biological approach was compared with a chemical co-precipitation method. dynamic light scattering (dls), vibrating-sample magnetometer (vsm), and transmission electron microscopy (tem) were applied to characterize the synthesized nanoparticles. from dls results, it is found that the mean particle size was in the range of 37 to 97 nm. the vsm analysis shows that the magnetization of nanoparticles synthesized by bacillus licheniformis is more than the particles which were synthesized by chemical method. the results of tem analysis show that the nanoparticle which were synthesized by bacillus pasteurii and bacillus subtilis bacteria have crystalline structures. this research shows that synthesize of super para magnetic nanoparticles using the studied urease-positive bacteria can be a good alternative method in industrial applications. this method produces low cast, high efficient, and task specific magnetic nanoparticles compared with commonly chemical and biological methods.