الهه حمدی، بهنام راسخ، الهه تاجبخش، فاطمه یزدیان، مریم قبه،
دوره ۱۳، شماره ۵۱ - ( ۴-۱۴۰۲ )
چکیده
سابقه و هدف: نیترات یکی از آنیونهای معدنی است که در نتیجه اکسیداسیون نیتروژن عنصری حاصل میشود. آلودگی آبهای زیرزمینی و سطحی به نیترات در بسیاری از مناطق دنیا به یک مشکل مهم تبدیل شده است. بنابراین دستیابی به تکنولوژیهای جدید برای حذف نیترات ضروری میباشد. هدف از این پژوهش بررسی مکانیسم مولکولی نیتراتزدایی زیستی توسط تیوباسیلوس دنیتریفیکانس در حضور نانوذره فلزی کربن کوانتوم دات (CQD-Fe۰) در بیوراکتور است.
مواد و روش ها: نانوذره Fe۰ بهروش کاهش در فاز مایع که روش کاهش بوروهیدرید نیز نامیده میشود، سنتز شده است و بهمنظور زیست سازگاری، توزیع یکنواخت و عدم کلوخه شدن، Fe۰ با کربن کوانتومدات پوششدار شد. مشخصهیابی نانوذرات توسط XRD،TEM، FESEM و FTIR تعیینگردید. فرآیند زیستی حذف نیترات در حضور و عدم حضور نانوذره بررسی شد. بیان ژنهای nirS، narH و recA با استفاده از real-time PCR نیز بررسی شد.
یافته ها: طیف FTIR، تشکیل پیوند CQD و Fe۰ را تأیید کرد. قطر متوسط نانوذرات CQD-Fe۰ درمحدوده ۳۲/۳۸-۳۱/۲۹ نانومتر مشاهده شد. نیتراتزدایی درحضور نانوذره CQD-Fe۰ با افزایش دما (۳۵ درجه سانتیگراد) ۴۳/۷۳% بود. در شرایط ناپیوسته نیتراتزدایی زیستی برای نانوذرات CQD-Fe۰ برابر ۸۳۱۲/۷۹% حاصل شد. در بیوراکتور نیتراتزدایی زیستی در حضور نانوذره CQD-Fe۰ مقدار ۹۵% حاصل شد. بررسی بیان ژن نشان داد، بیان هر سه ژن nirS، narH و recA در سلولهای تیمار شده با نانوذره نسبت به گروه کنترل افزایش قابل توجهی داشته، که نشاندهنده تأثیر بالای نانوذرات در نیتراتزدایی زیستی میکروارگانیسم میباشد.
نتیجه گیری: بنابراین با آزمایشهای بیشتر میتوان امیدوار به حذف زیستی نیترات در حضور نانوذرات آهن صفر ظرفیتی از منابع آب بود.
