ارائه راهکاری برای تصفیه آنتی‌بیوتیک آموکسی‌سیلین از آب

به گزارش خبرگزاری صداوسیما: سمیه سهرابی شاهسواری فارغ‌التحصیل دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «سنتز بیوفوتوکاتالیست نانوساختار Ti/TiO۲/ZnO/GOx در یک سیستم میکروفلوئیدیک، مشخصه‌یابی و ارزیابی آن به‌منظور تجزیه میکروآلاینده آموکسی‌سیلین» گفت: در دو دهه گذشته با توسعه دارو‌ها و لوازم بهداشتی، شاهد ورود آن‌ها به اکوسیستم‌های خاک، آب‌های سطحی و زیرزمینی g/L هستیم.

وی با بیان اینکه ازاین‌رو، نگرانی‌ها برای دفع پساب حاوی آن‌ها به محیط‌زیست افزایش پیدا کرده است، گفت: در این طرح، آموکسی‌سیلین را انتخاب کردیم، زیرا پرتجویزترین آنتی‌بیوتیک در شهر تهران است و از نظر خطر احتمالی نسبت به سایر آنتی بیوتیک‌ها در اولویت قرار دارد. وجود آن در جریان خروجی دو تصفیه‌خانه در غرب و جنوب تهران تأیید شده است.

به گفته وی، یکی از عواملی که از راندمان روش فوتوکاتالیستی می‌کاهد، ترکیب الکترون و حفره است. فرایند، افزودن ماده اکسیدکننده جهت ارتقا فرایند امری اجتناب‌ناپذیر است.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر ادامه داد: در این کار با کوپل کردن آنزیم گلوکز اکسیداز با فوتوکاتالیست، امکان تولید و مصرف درجای هیدروژن پراکسید فراهم شده است.

وی افزود: در طراحی رآکتور نیز از مزایای سیستم میکروفلوئیدیک در کنترل دقیق دما و نحوی برخورد جریان سیالات در سنتز بیوفوتوکاتالیست مذکور و ارزیابی عملکرد آن در تجزیه آموکسی‌سیلین بهره گرفته شد.

وی با بیان اینکه استفاده از این روش می‌تواند روشی اقتصادی و بهینه باشد، گفت: «قابلیت استفاده مجدد از اسید چرب در فرایند سنتز، از نظر محیط زیستی و اقتصادی»، «کنترل شرایط دمایی و زمانی سنتز، فویل تیتانیوم نیز همراه با پیش ماده قابلیت هیدرولیز و تبدیل به تیتانیوم دی‌اکسید» از ویژگی‌های این طرح هستند.

وی تأکید کرد: این نتیجه باتوجه‌به کمتر بودن قیمت فویل تیتانیوم نسبت به‌پیش ماده تیتانیوم کلراید حایز اهمیت است.
وی با بیان اینکه از نتایج این طرح می‌توان در صنعت تولید کاتالیست، تصفیه آب و فاضلاب بهره برد، گفت: ما در این طرح از فناوری های نانو و میکرو بهره بردیم.

وی گفت: این طرح ضمن معرفی یک بیوفوتوکاتالیست جدید و چندین رآکتور در مقیاس‌های بالک و میکروفلوئیدیک برای تولید آن، تجزیهٔ یک میکروآلاینده‌ی نوظهور را هدف قرار داده است.

وی افزود: در عین توجه به مرز دانشی بودن قسمت‌های سنتز و طراحی رآکتور، آلایندهٔ هدف آموکسی‌سیلین انتخاب شد که شیوع زیاد مصرف آن و شناسایی آن در جریان‌های خروجی دو تصفیه‌خانه جنوب و غرب تهران، نشان‌دهندهٔ واقعی بودن مسئله است.

به گفته وی، در بخش‌هایی از کار، باهدف حداقل‌سازی استفاده از مواد شیمیایی، از اسید‌های طبیعی (با منشأ گیاهی و حیوانی) استفاده شد و قابلیت مخلوط‌هایی از اسید‌های چرب جهت استفاده مجدد در سنتز نیز از جهات محیط زیستی و اقتصادی حائز اهمیت است. وی گفت: ترکیب آنزیم و فوتوکاتالیست نیز سبب حذف هزینه‌های انتقال، ذخیره‌سازی و  جذب نکردن آلودگی‌های محیطی از دیگر ویژگی‌های این طرح به شمار می‌رود.

شاهسواری خاطرنشان کرد: یکی دیگر از جنبه‌های طرح حاضر توجه به امکانات داخلی بود که ابتدا از سیستم‌های ساده و ارزان شروع و سپس به سمت سیستم‌های پیشرفته ختم شد.

وی با بیان اینکه این طرح نمونه خارجی و داخلی ندارد، گفت: به‌واسطه این طرح سنتز بیوفوتوکاتالیست برای اولین‌بار انجام شد. همچنین، برای اولین‌بار برای تجزیه آموکسی‌سیلین  بررسی شد. طراحی سیستم‌های میکروفلوئیدیک نیز جدید بود.

محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: در این کار مورفولوژی فوتوکاتالیست نانوسیم است که نسبت به سایر مورفولوژی‌های نانومواد در جلوگیری از ترکیب مجدد الکترون و حفره‌ها و افزایش راندمان فوتوکاتالیست بهتر است.

شاهسواری افزود: به‌واسطه ترکیب کردن آنزیم گلوکز اکسیداز با فوتوکاتالیست، امکان تولید و مصرف درجای هیدروژن پراکسید نیز فراهم شده است که به افزایش بازدهی فرایند کمک می‌کند.

وی خاطرنشان کرد: در این کار، فوتوکاتالیست به‌صورت تثبیت شده مورداستفاده قرار گرفته است که در مقایسه با حالت نانوذرات معلق که مشکلاتی، چون کلوخه شدن و کدورت محلول دارد و عمق نفوذ نور را محدود می‌کند ارجحیت دارد. به‌علاوه از هدررفت فوتوکاتالیست جلوگیری می‌شود و برای جداسازی آن از محلول نیاز به سانتریفیوژ نیست.

شاهسواری با بیان اینکه این طرح را می‌توانیم در تصفیه پساب به کار بگیریم، گفت: در سیستم میکروفلوئیدیک امکان کنترل بهتری نحوه برخورد پیش ماده‌ها و کنترل دما سنتز وجود دارد. چیدمان فضایی سایت‌های فعال زیستی و نوری بادقت بیشتری انجام می‌گیرد.

گفتنی است، استادان راهنمای این طرح دکتر مصطفی کشاورز مروجی، دکتر داوود ایرانشاهی و از اعضای هیئت‌علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده‌اند. استاد مشاور این پایان‌نامه دکتر افضل کریمی از اعضای هیئت‌علمی دانشگاه علوم پزشکی ایران بوده است.

بر اساس اعلام روابط‌عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، از دستاورد‌های علمی این پایان‌نامه می‌توان به ۳ مقاله isi و چند طرح پژوهشی با حمایت بنیاد ملی نخبگان، پژوهشگاه نیرو، شرکت فاضلاب تهران، صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران اشاره کرد.