کاربردهای بیوسورفکتانت در صنعت نفت

 کاربردهای بیوسورفکتانت در صنعت نفت

صنعت نفت در طی 100 سال گذشته نیروی محرکه جهان مدرن بوده است، اما استخراج راحت نفت خام سبک با کیفیت محدود است، منابع قابل بازیافت کلی تخمین زده اند که بین 2 تا 4 تریلیون بشکه می باشند که دو مسئله اصلی را به همراه دارند: اول، کفایت و بیشینه سازی مراحل کلی پردازش و دوم، چالش استفاده از نفت خام سنگین و تار-ماسه که نمایانگر مشکلات انرژی مبتنی بر هیدروکربن آینده می باشند (هال و همکاران[1]، 2003).

بیوسورفکتانت ها و بیوامولسیفایرها دو گروه جدید و بدیع از ملکول ها هستند که از قدرتمندترین و تطبیق پذیر ترین فرآورده های جنبی هستند که تکنولوژی میکروبی مدرن می تواند به حیطه هایی از قبیل تخریب زیستی و زیست تجزیه هیدروکربن ها در مخازن نفت، آنزیم ها و بیو کاتالیست ها برای ارتقاء نفت و گاز؛ ارائه نماید (پرفیوم و همکاران[2]، 2010). بعلاوه، بیوسورفکتانت ها نقش اساسی در استخراج ، انتقال، بهسازی، و پالایش نفت و ساخت فراورده های پتروشیمی ایفا می کنند.

بازیافت نفت بهسازی شده میکروبی:

پرفیوم و همکاران (2010) گزارش کرده اند: تکنولوژی های کلاسیک استخراج نفت در برگیرنده بصورت اولیه و ثانویه انجام می شدند فقط بخشی از نفت موجود در میدان نفتی را با کفایت حدود 40-30 درصد از نفت در دسترس استخراج می کردند، انتظار می رود که این اثربخشی با تخلیه تدریجی منابع نفت خام سبک کاهش یافته و بنابراین نفت خام چسبناک و سنگین رها شود، بنابراین ایجاد یک پروسه ثالثیه برای بهبود بازیافت نفت ضروری می شود. آنها همچنین گزارش کرده اند که بیوسورفکتانت ها قادر به حرکت دادن نفت جابجا شده و متحرک از میان صخره ها و خاک حامل اطراف منبع نفتی از طریق سه مکانیسم اصلی هستند.

1- کاهش کشش بین سطحی بین نفت – صخره و نفت – شور آب

2- تعدیل خیس و تر شدگی واسط های متخلخل

3- امولسیون سازی نفت خام

بعلاوه، تولید بیوسورفکتانت با متابولیسم نفت چسبناک از طریق میکروارگانیسم هایی که کسری از هیدروکربن های سبک تر را تولید می کنند همراه است که موجب مایع تر شدن نفت می شود. لیشنیزین برای بهبود بازیافت نفت استفاده شده است، جایی که بصورت خارج از میدان توسط باسیلوس لیشنیزین تولید شده و به داخل منابع نفتی تزریق شده است. این سورفکتانت حتی در غلظت های کم (10 – 60mg/L) قادر به کاهش کشش بین سطحی به مقادیر خیلی کم (کمتر از 10 ^-2 mN/M) می باشد، چیزی که برای آزاد شدن نفت های احاطه شده لازم است. همچنین تحت تأثیر درجه حرارت (≤ 140oC)، PH (از 6 تا 10)، شوری (بیشتر از 10% w/v NaCl) و غلظت کلسیم (≤ 340mg/L CaCl2) قرار نمی گیرد (پرفیوم و همکاران، 2010).

ماگوت[3] (2005) استفاده از بیوسورفکتانت های انتخابی آزمایشگاهی تولید شده توسط میکروارگانیسم ها را گزارش کرده است که در مخازن نفت با موفقیت انعکاسی تزریق شده است. این میکروب ها به همراه مواد غذایی مورد نیازشان در چاه های نفت تزریق شده، بنابراین توانایی رشد و متابولیزه کردن آنها در این حیطه است. از آنجایی که بیشتر فرآیندهای استخراج نفت در درجه حرارت بالا انجام می شود، بیشتر ارگانیسم های بکار گرفته شده در این مکان اکسترموفیل[4] (توان رشد در شرایط نامساعد محیطی) می باشند.

گونه های سازگار با حرارت سودوموناس آئروجینوز جداسازی شده از آب های تزریق، مشخص شد که ملکول هایی تولید می کنند که در تست های آزمایشگاهی و تست در مخازن دارای درجه حرارت کم در جابجایی نفت احاطه شده موثر هستند. رامنولیپیدهای تولید شده در درجه حرارت بالای 90 درجه سانتیگراد با غلظت ذرات مشخص 70 میلی گرم در لیتر و PH پایین خیلی کم تحت تاثیر شوری و یون کلسیم قرار گرفتند، هرچند استفاده از این میکروب بعلت دسته بندی ان در ارگانیسم های ریسک گروه 3 با محدودیت های قانونی برای بکارگیری در محیط و کار و جابجایی آن همراه است. از آنجایی که این ارگانیسم بطور تیپیک مزوفیل (میان دما) و هوازی است خود محدودیت محسوب می شود (پرفیوم و همکاران، 2010).

راهبرد دیگر براساس این مفهوم است که مخازن نفتی خود زیستگاه جوامع میکروبی بومی خود هستند، گرچه اطلاعات موجود در مورد این اکوسیستم های میکروبی بعلت مشکلات جمع آوری نمونه های نماینده جامعه و همچنین انجام تجزیه و تحلیل در محل؛ خیلی محدود است. بنابراین، چه میکروارگانیسم ها محل بومی بود یا بصورت خارجی از طریق سیل آب، چاه کندن یا سایر عملیات های مرتبط با چاه نفت وارد شده باشند، هنوز لازم است که تایید شده و عملکرد و متابولیسم آنها بررسی شود (اوکولیگبه و آگاری، 2012).

انتقال نفت خام از طریق لوله ها:

لازم است که نفت خام در فواصل طولانی و از میدان استخراج به پالایشگاه منتقل شود. چسبندگی نفت فاکتور اصلی است که روی عملکرد لوله ها اثر گذاشته و جریان نفت از میان آنها را کند می کند. روش های سنتی از قبیل گرم کردن یا حل کردن با حلال جهت کاهش ویسکوزیته نفت خام استفاده می شده است اما تکنولوژی آینده دار شامل تولید یک امولسیون نفت در آب ثابت و یکنواخت است که حرکت نفت را تسهیل کند و اخیراً این روش بدست آمده است و شیوه های جدیدی برای بکارگیری انواع زیستی امولسیون کننده های نوع سورفکتانت ایجاد شده که بخصوص برای حل این مشکل مفید هستند. امولسان بصورت تجربی در خطوط لوله نفت خام سنگین بوسکان[5] تست شده است که دارای ویسکوزیته حدود 200000 cp می باشد. از آن بعنوان سورفکتانت استفاده شده است: نسبت نفت یک به 500 بوده و این سورفکتانت امولسیون ثابت نفت در آب 70% w/v ایجاد نمود. زمانی که این امولسیون به پالایشگاه رسید، هیدروکربوزول ها[6] را می توان از حالت امولسیون خارج کرده و مستقیماً بدون آبدهی استفاده نمود یا با آنزیم های امولسانز خاص واکنش داده و بیوامولسیفایر را از حالت پلیمری خارج ساخت بنابراین امولسیون قبل از استفاده از هم پاشیده می شود (پرفیوم و همکاران، 2010).

تمیز کردن مخازن و تانکر و کانتینرهای نفت:

روزانه مقادیر بالایی نفت خام جابجا و توزیع می شود که این کار توسط تانکرها، کامیون ها و قایق ها انجام می شود، بنابراین مشکل تمیز کردن و نگهداری این محفظه های انتقال وجود دارد.

پرفیوم و همکاران (2010) فرآیندی را بیان کرده اند که دربرگیرنده فاز شستن با یک محلول آبی از مشتقات امولسیون (آلفا و بتا – امولسانز) تولید شده توسط ای.ونتیانوس ATCC 31012[7] می باشد، که در آن یک امولسیون نفت در آب توسط تکان دادن یکنواخت مواد داخل تانکر ایجاد شده، امولسیون داخل تانک خارج شده و هیدروکربن باقیمانده توسط تجزیه فیزیکی یا شیمیایی امولسیون جداسازی می شود.

تهیه محصولات پتروشیمی:

این بازار توسط شرایط محیطی خشک و قعطی بجای اقتصادی بودن فرآورده ها نظارت می شود، یکی از این حیطه ها جایی است که در آن سوخت های امولسیون شده تولید می شود، سوخت های امولسیونی امولسیون آب – در – دیزل می باشند که محتوای تیپیک آب آنها 10 – 20% (v/v) می باشد. آنها با استفاده از بسته های سورفکتانت خاص به همراه تنوعی از افزودنی ها (برای نمونه، پاک کننده، بهساز چربی، ماده ضد کف، بهبود دهنده احتراق، ماده ضد زنگ و غیرفعال کننده فلزات) تولید می شوند. انتظار می رود که سورفکتانت امولسیون را تثبیت کند و اطمینان دهد که قطرات آب بطور یکنواخت در داخل سوسپانسیون سوخت دیزل منتشر باشند. سورفکتانت های غیر یونی مثل الکل اتوکسیلات[8]، اتوکسیلات اسید چرب، و استر قندی اسیدهای چرب اخیراً برای این کار استفاده می شوند (پرفیوم و همکاران، 2010).

این یک تکنولوژی جالب است که اخیراً در اروپا برای ناوگان حمل و نقل عمومی، موتورهای دریایی، لکوموتیوها، تسهیلات گرمایی بخاطر بهبود کفایت احتراق آن، بکارگیری میکرویی ذرات آب منجر به امولسیون آلاینده های خطرناک از قبیل اکسید های نیتروژن (≤ 25%)، دی اکسید کربن (≤5%)، دوده سیاه (≤ 80%) و مواد ذره ای (≤60%) و همچنین کاهش سوختن دیزل؛ استفاده می شود (پرفیوم و همکاران، 2010).

برای دریافت مطلب کامل با ترجمک تماس بگیرید (کد مقاله: 110001).

---

[1] Hall et al.       [2] Perfume et al.     [3] Maggot         [4] Extremophile

[5] Boscan heavy crude oil                 [6] Hydrocarbosols      

[7] A. venetianus ATCC 31012            [8] Ethoxylates

شناسایی باکتری ها

تست های مورد استفاده برای شناسایی جدایه های حاصل از کشت کلنی های سودوموناس شامل تست های بیوشیمیایی و تست های فنوتیپی است. این تست ها عبارتند از:

رنگ آمیزی گرم - تست کاتالاز - تست اکسیداز - تست اوره آز - تست تخمیر کربوهیدارت - تست تولید H2S - واکنش لیتموس - تست هیدرولیز نشاسته - تست هیدرولیز ژلاتین - نست موتیلیتی (تحرک) - تست رنگ آمیزی اسپور - تست همولیز - ....

gram staining, carbohydrate fermentation test,H2S production test, IMViC, Urease test, catalase test, oxidase test, litmus milk reaction, starch hydrolysis test, gelatin hydrolysis test, spor staining, motility, penicillin sensitivity test

شرح کامل این تست ها برای درج در فصل سوم پایان نامه به طور آماده و تیتر بندی شده در ترجمک موجود باشد. برای دریافت مطلب کلیک کنید (کد مطلب 110003).

سودوموناس آئروجینوس و هیدروکربن ها

اولین منبع انرژی و سوخت سراسر جهان هیدروکربن ها می باشند، که بخاطر ظرفیت تولید انرژی آنها می باشد. روشن است که نشت و انتشار ناخواسته آن رخ می دهد، که در عملیات های روتین تولید، پالایش، توزیع و همچنین از عواقب تصادفات و غیره؛ دیده می شود؛ و همیشه بطور فزاینده ای علاقمندی محققان و دانشمندان این حیطه را به همراه داشته است (اُکوه[1]، 2003). نشت و دور ریز نفت یکی از مشکلات جهانی در کشورهای صنعتی و کشورهای در حال توسعه می باشد. بیشتر توجه روی محیط های دریایی است زیرا بیشترین انتشارها و تصادفات و عملیات های نفتی در محیط های دریایی انجام می شود. بدون شک سرراست ترین رویکرد زیست درمانی مکفی این مسئله پایش مداوم نرخ از بین رفتن و انتشار هیدروکربن ها می باشد. هیدروکربن ها دارای منشاء بیولوژیک هستند، و هیدروکربن های دارای زنجیره کوتاه و بلند (آلکان ها: C¹⁰-C²⁰; C²⁰-C⁴⁰) بطور کامل از فرآیندهای بیولوژیک ریشه می گیرند (سوریدج[2]، 2007). آلاینده های هیدروکربنی برای سلامت گیاهان مضر بوده، در انسان ها سرطان زا، جهش زا، و یک مسموم کننده قوی سیستم ایمنی بوده که تهدید بزرگی برای سلامت انسان و حیوانات می باشد (تینگ و هوتان[3]، 1999). نفت و زغال سنگ حاوی کلاسی از ملکول ها هستند که هُپانوئید[4] نامیده می شود، و عموماً در دیواره سلولی باکتری ها یافت می شوند. محققان معتقدند که این سوخت ها روزگاری در نقطه از زمان توسط میکروارگانیسم ها ایجاد شده اند و همیشه زیست تجزیه این سوخت ها تا حدودی رخ داده است. زیست تجزیه هیدروکربن ها توسط جمعیت های طبیعی میکروارگانیسم ها امکان تبدیل مواد خطرناک به اشکالی که سمی نبوده یا سمیت کمتری داشته باشند؛ نمایانگر یکی از مکانیسم های اولیه ای است که توسط آن فرآورده های نفتی و دیزل از محیط پاک می شوند. یکی از مهمترین مشخصات باکتری های تجزیه کننده هیدروکربن ها توانایی آنها در امولسیون سازی هیدروکربن می باشد که توسط ماده فعال سطحی ترشحی خود بنام بیوسورفکتانت این کار را می کنند. بیوسورفکتانت ها مستقیماً در فرایند دفع هیدروکربن ها از محیط توسط افزایش زیست آمادگی و زیست تجزیه هیدروکربن ها توسط میکروب ها و آنزیم های میکروبی مورد استفاده در سیستم؛ درگیر هستند. در بعضی از موارد که باکتری های درونی و بومی قادر به برآورده کردن نیازها نیستند، از گونه های قدرتمند جاهای دیگر استفاده می شود که به آن زیست تقویت می گویند. هرچند مهار تلقیح رشد بعلت محدودیت مواد غذایی و رقابت با میکروارگانیسم های بومی محل، بد بودن آلاینده های در دسترس (بخاطر عدم حلالیت آنها در آب) و مشکلات مخلوط شدن ارگانیسم های تلقیح شده با خاک آلوده، همگی از معضلات زیست تقویت می باشند.

ترجمه مطالعه پاندا و همکاران (2013) «جداسازی و شناسایی میکروارگانیسم های تجزیه کننده هیدروکربن های نفتی» در ترجمک موجود است. برای دریافت اصل و ترجمه مقاله با ترجمک تماس بگیرید (کد مقاله: 110004).

---

[1] Okoh                         [2] Surridge

[3] Ting and Hutan      [4] hopanoids

مقدمه ای بر بیوسورفکتانت ها

یکی از گروه های سورفکتانت ها که بطور زیادی مورد علاقه و مطالعه دانمشندان است؛ در صنایع، کشاورزی، پزشکی و اندکی در زیست درمانی محیطی کاربرد دارد، بیوسورفکتانت ها می باشند. بیوسورفکتانت ها جز دسته ملکول های فعال سطحی (یا سورفکتانت ها) هستند، اما دارای ساختار متفاوتی هستند، و توسط میکروارگانیسم ها تولید می شوند. بخاطر نگرانی های موجود امروزی از وضعیت محیط زیست، انجام تحقیقات در زمینه بیوسورفکتانت ها از اهمیت بالایی برخوردار است. این ملکول ها کشش سطحی و تنش بین سطحی را در محیط های مایع و مخلوط با هیدروکربن ها کاهش می دهند، که دارای خواص بالقوه ای در زیست درمانی می باشند. آنها موجب افزایش حلالیت و برداشت آلاینده های آب دوست (هیدروفوب) می شوند و این منجر به کاربرد فراوان در تجزیه زیستی این مواد و همچنین بازیافت نفت و همچنین فرآیند امولسیون زدایی شده است. سورفکتانت های تولیدی میکروارگانیسم ها به خاطر تجزیه زیستی، سمیت پایین، اثربخشی خیلی بالای حرارتی، اسیدیته، و شوری؛ نسبت به سورفکتانت های شیمیایی ارجحیت دارند (Sing and Cameotra, 2004). چون بیوسورفکتانت ها مستقیماً در محیط تجزیه می شوند و می توان با استفاده از میکروارگانیسم ها به مقادیر بالا تولید نمود، بنابراین تولید آنها وابسته به هیچ فرآورده جنبی مشتق از نفت خام نیست؛ بنابراین به راحتی می توان آنها را جایگزین سورفکتانت های صناعی کرد (Sarubo et al., 2006; Desai and Banat, 1997). می توان گفت که این مواد سازگاری محیطی بالاتری نسبت به سورفکتانت های صناعی دارند، چون برای محیط زیست سمی نیستند، دارای ظرفیت تجزیه زیستی بالایی هستند، در دسته مواد «طرفدار محیط زیست» قرار می گیرند. می توان از آنها به عنوان امولسیون ساز، امولسیون زدا، مرطوب کننده، ماده پخش کننده، ماده کف ساز، ضدعفونی کننده، افزودنی فعال غذایی استفاده نمود و در صنایع مختلف از قبیل نفت و گاز، پتروشیمی، شیمی ارگانیک و فرمولاسیون لیز کننده ها، صنایع غذایی و نوشیدنی، زیبایی و آرایشی، مواد ضدعفونی کننده، صنایع دارویی، معدن داری و فلزگری، شیمی کشاورزی و ساخت حشره کش ها، محافظت و مدیریت محیط زیست (بازیافت نفت، دفع فلزات سنگین در خاک و آب آلوده و غیره)؛ کاربرد دارند (Violeta, 2011).

برای دریافت کل مطلب و فهرست منابع مورد استفاده، با ترجمک تماس بگیرید (کد مقاله: 110005)

بیوسورفکتانت ها

بیوسورفکتانت ها[1] ترکیبات آمفی فیلیکی[2] هستند که توسط سطوح زنده و عمدتاً بر روی سطوح میکروارگانیسم ها تولید شده یا بصورت خارج سلولی ترشح می شوند و حاوی نیمه های هیدروفیل و هیدروفوب[3] هستند که میزان کشش سطحی و بین سطحی سطوح و واسط ها را به ترتیب کاهش می دهند. از آنجایی که بیوسورفکتانت ها و بیوامولسیفایرها[4] هر دو دارای خاصیت امولسیفیه کنندگی (مخلوط کننده ذرات ریز در مایع) هستند، معمولاً بیوامولسیفایرها را بیوسورفکتانت در نظر می گیرند هرچند که دارای ویژگی کاهش کشش سطحی نیستند. یک بیوسورفکتانت دارای یکی از ساختارهای زیر است: گلیکولیپید، مایکولیک اسید[5]، ترکیب پلی ساکارید – لیپید، لیپوپروتئین / لیپوپپتید، فسفولیپید، یا خود سطح سلولی میکربی (توسی و همکاران[6]، 2010).

در گذشته توجه زیادی به سنتز ملکول های فعال سطحی از منابع بیولوژیک شده است زیرا مصارف بالقوه زیادی در صنایع پردازش غذا، صنایع نفت، و داروسازی دارند(رامانا و کارانث، 1989). گرچه نوع و کمیت سورفکتانت میکروبی تولید شده بستگی زیادی به ارگانیسم تولید کننده دارد، عواملی از قبیل نیتروژن و کربن، درجه حرارت، هوادهی و اجزا و عناصر کمیاب نیز روی تولیدات این ارگانیسم ها موثرند.

آلوده کننده های هیدروفوبیک در داخل هیدروکربن های نفتی وجود دارد، و تجزیه و منحط شدن آنها توسط سلول های میکروبی در محیط آبی و خاکی مستلزم قابل حل شدن آنها در آب می باشد. کانی سازی این مواد توسط بازجذب هیدروکربن ها از خاک می باشد. سورفکتانت ها می توانند سطح منابع هیدروکربی را افزایش داده، بطوری که قابلیت حل شدن در آب آنها افزایش یابد. از اینرو است که وجود سورفکتانت ها موجب افزایش تجزیه و انحطاط میکروبی آلاینده می گردد. برای نمونه، استفاده از بیوسورفکتانت ها برای تجزیه و انحطاط حشره کش ها در خاک و آب اخیراً اهمیت زیادی پیدا کرده است. شناسایی و مشخص نمودن بیوسورفکتانت های تولید شده توسط میکروارگانیسم های مختلف زیاد بازنگری شده است (لین[7]، 1996؛ دسایی[8]، 1987؛ پارکینسون[9]، 1985).

میکروارگانیسم ها از دامنه وسیعی از ترکیبات ارگانیک به عنوان منبع کربن و انرژی لازم برای رشدشان، استفاده می کنند. وقتی که منبع کربنی به شکل غیر قابل حل باشد مثل هیدروکربن (C_xH_y)، میکروارگانیسم ها انتقال این نوع منبع کربنی را از طریق تنوعی از مواد تولیدی سلول به داخل سلول تسهیل می کند که به آنها بیوسوفکتانت ها گفته می شود. بعضی از باکتری ها و مخمر ها سورفکتانت یونی ترشح می کنند که ماده C_xH_y را در ماده رشد خود امولسیفیه می کند. چند نمونه از این گروه بیوسورفکتانت عبارتند از: رامنولیپیدها[10] که توسط گونه های مختلف سودوموناس[11] ترشح می شوند یا سافورولیپیدها[12] که توسط چندین سویه از گونه های ترولوپسیس[13] ترشح می شود. بعضی از میکروارگانیسم ها قادر به تغییر دیواره سلولی خود هستند و این کار را از طریق سورفکتانت های غیر یونی یا لیپوپلی سارکاریدی انجام می دهند مثل کاندیدا لیپولیتیکا[14] و سی. تروپیکالیس[15] (چاکرابارتی[16]، 2013) گروه های دیگر نیز وجود دارد که در فصل دوم مفصلاً بحث می شوند.

خواص و ویژگی های بیوسورفکتانت ها شامل توانایی بالای تجزیه، امولسیفیه کردن، کف سازی، تفکیک کنندگی، مرطوب کنندگی، نفوذ، تغلیظ، بهینه سازی رشد میکروبیال، استخراج فلزات و بازیافت منابع می باشند که به آنها توانایی جایگزینی تعدادی از مواد و پروسه های شیمیایی را داده است. علاوه براین، بیوسورفکتانت ها سورفکتانت های آینده دار طبیعی هستند که مزایای زیادی نسبت به سورفکتانت های شیمیایی صناعی دارند از قبیل سمیت کمتر، تجزیه و انحطاط زیستی و پذیرش اکولوژیک (توسی و همکاران، 2010).

هرچند بیوسورفکتانت ها دارای چنین مزایای زیاد و مهمی هستند، اما هنوز بطور وسیع در صنایع بکار گرفته نشده اند زیرا هزینه تولید آنها خیلی بالا است. یک راهبرد محتمل برای کاهش هزینه ها بکارگیری عصاره های بدیلی از قبیل فاضلاب کشاورزی – صنعتی می باشد. مشکل اصلی بکارگیری این مواد بدیل به عنوان محیط کشت، پیدا کردن زایدات کشاورزی – صنعتی با تعادل مواد مغذی است که امکان رشد سلولی و تجمع محصول میکروبی را بدهد. همچنین این تولیدات تحت تأثیر فاکتورهای محیطی زیادی از جمله شوری و اسیدیته و همچنین درجه حرارت محل رشد باکتری ها می باشد (توسی و همکاران، 2010).

سورفکتانت ها یا عوامل فعال سطحی را می توان در دو گروه اصلی تقسیم بندی کرد: سورفکتانت های صناعی و سورفکتانت های زیستی. سورفکتانت های صناعی از واکنش های شیمیایی ساخته می شوند، در حالی که سورفکتانت های زیستی حاصل فرآیندهای بیولوژیک هستند، به صورت خارج سلولی توسط میکروارگانیسم هایی از قبیل باکتری، قارچ و مخمر ترشح می شوند (جیریز و همکاران[17]، 2011). سورفکتانت های صناعی مدت زیادی است در صنایع نفتی برای کمک به تمیز کردن حوضچه های نفتی و همچنین بهینه سازی بازیافت نفت از ذخائر نفتی استفاده می شوند. این ترکیبات قابلیت تجزیه و تخریب زیستی نداشته و برای محیط سمی هستند. در مقایسه با نوع صنعتی، بیوسورفکتانت ها دارای چندین مزیت هستند از جمله تجزیه زیستی، سمیت کم، تحریک کنندگی کمتر، پذیرش زیستی، سازگاری با پوست انسان و توانایی تولید آن از مواد قابل تجدید و ارزان. بنابراین، منطقی است که خاصیت ها و عملکردهای فیزیولوژیک متنوعی از بیوسورفکتانت ها انتظار داشته باشیم از جمله، افزایش محدوده سطح عمل، حضور زیستی عصاره های غیرقابل حل در آب هیدروفوبیک، باند شدن با فلزات، پاتوژنز باکتریال، کروم سنسینگ، و تشکیل بیوفیلم (چیوما و همکاران[18]، 2013).

لیست منابع مورد استفاده در www.tarjomac.com موجود است. می توانید از ترجمک درخواست کنید (کد مقاله: 110012).

---

[3] Hydrophilic and Hydrophobic	[2] Amphiphilic	[1] Biosurfactants
[6] Thavasi et al.	[5] Mycolic Acid	[4] Bioemulsifiers
[9] Parkinson	[8] Desai	[7] Lin
[12] Sophorolipids	[11] Pseudomonas Sp.	[10] Rhamnolipids
[15] C. Tropicalis	[14] Candida Lipolytica	[13] Torulopsis Sp.
[18] Chioma et al.	[17] Jayrees et al.	[16] Chakrabarti

 

 

 

 

 

استخراج DNA

 

استخراج DNA : روش CTAB

ما از این روش برای استخراج کردن توالی ژنوم با کیفیت (برای نمونه؛ برش داده نشده) استفاده کردیم، DNA که بتوان از آن برای آرشیوه های درج بزرگ استفاده نمود. از آن برای استخراج مواد برای پروژه توالی ژنوم کامل میکروموناس [1]RCC299، و پروژه توالی ژنوم میکروموناس RCC472[2] استفاده کردیم. این پروتکل ابتدا توسط اولین دریل[3] از ابزرواتیور اوشنولوژیگ، بانیولس سر مر[4] به ما داده شد. این کار از واینپنینکس بی. و همکاران[5]، 1993، تی آی چی جلد 9، شماره 2، صفحه 407 (نکات تکنیکی) اتخاذ شده است.

مشکلات بالقوه این پروتکل: از مرحله فنولی استفاده نمی شود – این می تواند منجر به آلودگی پروتئینی بالاتری نسبت به سطح مورد نظر گردد (گرچه ما در این رابطه مشکلی نداشتیم).

ما از پلاستیک ها و نوک های آزاد DNAse/RNase مجوز دار استفاده کردیم – نوک ها از نوع مقاوم به آئروسل هستند.

برداشت سلول

سلول های میکروموناس از بیشتر از 700 میلی لیتر کشت توسط سانتریفیوژ دو مرحله ای در دور 4500 تا 8000 به مدت 20 دقیقه در دمای 4 درجه سانتیگراد جداسازی و برداشت شدند. ابتدا لوله های سانتریفیوژ استریل 85-50 میلی لیتری چرخانده شده، بیشتر مایع جمع شده در روی آن برداشته شد، و سپس مابقی آن با پیپت در لوله های 7/1 میلی لیتری ریخته شد؛ مجدداً تکان داده شده و سر ریز آن دوباره دور ریخته شد (کل آن). این دانه های سلول سپس در دمای 80 درجه سلسیوس زیر صفر نگهداری شدند یا بلافاصله به صورت زیر پردازش شدند.

استخراج DNA

سلول ها مجدداً در 8/0 میلی لیتر از بافر استخراج CTAB از پیش گرم شده (60 درجه سانتیگراد) سوسپانسیون گردید.

بافر CTAB:

2% CTAB (hexadecyltrimethylammonium bromide) 100 mM TrisHCl [pH=8]

20 mM EDTA,

1.4 M NaCl

0.2% b-mercaptoethanol [بلافاصله قبل از استفاده اضافه گردید]

0.1 mg/mL proteinase K [بلافاصله قبل از استفاده اضافه گردید])

و سپس در دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت یک ساعت گرمخانه گذاری (انکوبه) شدند. ما ماده معرف را در 18.2 MΩ H2O استریل (برای نمونه میلیک یا نانوپور[6]) آماده کردیم و با فیلتر (محلول از میان فیلتر 2/0 میکرومتری در یک سرنگ استریل رد گردید) محلول را استریل کردیم (قبل از اضافه کردن بتا –مرکاپتو پروکی[7]).

به آرامی به صورت برعکس کردن ریز لوله (میکروتیوب) گاه به گاه محلول را مخلوط کردیم.

پس از گذشت یک ساعت، 8/0 میلی لیتر کلروفرم / ایروآمیل الکل (با نسبت 24 به 1) به محلول اضافه کردیم. در هود دود کار کردیم.

به آرامی محلول را به مدت 2 دقیقه با چرخاندن لوله مخلوط کردیم.

با سرعت (14000 دور) در دمای 4 درجه سلسیوس آن را به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ کردیم.

به دقت فاز آبی (محلول بالای لایه واسط سفید رنگ) را به یک میکروتیوب تمیز منتقل کردیم (مابقی آن سپس دور ریخته شد). برای انجام سریعتر این کار (قبل از کاهش واسط)، یک پیپت 1000 را با نوک روی آن آماده کرده و نوک پی 200 روی آن گذاشتیم (که از کنار میز آویزان بود، چرا که هرگز نباید محلول را پس از این مرحله لمس کنید، به خاطر مقاصد و دلایل ایمنی و خطرات شیمیایی). حجم بیشتری را با سمپلر 1000 برداشته و سپس به آرامی با سمپلر 200 به حد واسط محلول و رسوب نزدیک شدیم (با محافظه کاری و نه خیلی نزدیک که رسوب و محلول رویی مخلوط شوند).

یک میکرولیتر از (RNase (عاری از DNase) ) را به آن اضافه کرده و به مدت 30 دقیقه در دمای 37 درجه گرمخانه گذاری کردیم. مواظب باشید که کجا این کار را انجام می دهید. اگر کار شما با RNA در آزمایشگاه انجام می شود، سعی کنید که به طور فیزیکی این سطوح، پیپت های استفاده شده و سایر وسایل استفاده شده را از هم جدا نگهداری کندی.

6/0 میلی لیتر از ایزوپروپانول (دو سوم حج محلول جداسازی شده) را اضافه کردیم. به آرامی میکروتیوب را تکان داده تا کاملاً مخلوط شود. رسوب داخل آن را به مدت 2 ساعت تا یک شب در دمای اتاق رها کرده تا امکان تشکیل «ژله DNA» فراهم آید (واقعاً! خیلی جالب به نظر می رسه).

به مدت 15 دقیقه با دور 14000 در دمای 4 درجه سانتیگراد سانتریفیوژ شد تا دانه های DNA جدا شوند (زمانی که لوله ها را در داخل سانتریفیوژ قرار می دهید، بهتر است که به صورت مسیری انجام دهید – طوری که بدانید کجای لوله دنبال این دانه ها بگردید).

به دقت سر ریز مخلوط را جدا کرده، سپس دانه را یک یا دو بار با EtOH سرد بشوئید، برای مثال

ما یکبار در EtOH هفتاد درصد یا 1x in 76% EtOH/10 mM AcNH4 انجام دادیم و دفعه دوم با 1x70% EtOH شستیم.

با بالاترین سرعت به مدت 15 دقیقه و دمای 4 درجه سانتیگراد سانتریفیوژ کنید.

سرریز آن را دو ریخته و دانه ها را با باز نگه داشتن لوله خشک کنید در یخچال

دانه ها را مجدداً با آب مقطر استریل یا TE مخلوط کنید (ما از TE با اسیدیته 8 استفاده کردیم)، نیمی از آن برداشته و در دمای 20 درجه سانتیگراد زیر صفر نگهداری کنید.

مثالی از کیفیت DNA حاصله

در زیر یک نمونه از DNA استخراج شده با این روش آمده است – ژل نشان داده شده در 1% آگاروز ژل مرطوب w/ HINDIII digest of l (0.5 mg loaded)، یک میکرولیتر از نمونه بارگذاری شده گرفته شده است.

عدسی های 2 و 6 یک کیلوبایت به علاوه نردبان گذاشته شده است

خط 3 نمونه DNA میکروموناس  RCC299 است، خط 4 نمونه  RCC299 در نمونه B می باشد. خط 5 شاهد lHINDIII است.

 

اطلاعات سفارش مواد شیمیایی مورد استفاده (http://www.tarjomac.com/)

Ordering info for chemicals used

معرف	فروشنده	شماره کاتالوگ
CTAB	Sigma	H6269
Chloroform	Sigma	C2432
Isoamyl alchohol	Sigma	I9392
Isopropyl alcohol	VWR	PX-183514
Rnase (100mg/ml Dnase free)	Qiagen	19101
TE (10 mM tris, 1mM EDTA)	Ambion	9858
Proteinase K	Qiagen	19131
NaCl	Sigma	S3014
b-Mercaptoethanol	Sigma	M3148
Ammonium acetate	Sigma	A1542

 برای دریافت منابع با ترجمک تماس بگیرید (کد مقاله: 110013).

tarjomac.com

---

[1] Micromonas RCC299	[2] Micromonas RCC472	[3] Evelyne Derelle
[4] Observatoire Océanologique	[5] Winnepenninckx B. et al.	[6] MilliQ or Nanopure
[7] b-mercapto and ProK

 

با نتایج PCR چکار کنیم

اقدامات پس از انجام PCR

فرض کنیم که نمونه های جداسازی برای PCR آماده سازی شده و رویه PCR روی آنها انجام شد. خاصل کار  توالی های ژنی و تصویر ژل آگاروز است. توالی ژن را باید در بانک اطلاعاتی مربوطه تطبیق داد. مثلاً ژن های 16s rRNA تهیه شده (DNA خالص حاصل PCR) از نمونه های دندانپزشکی با استفاده از نرم افزار بانک اطلاعاتی HOMD تعیین هویت می شوند (www.homd.org). این نرم افزار و بانک اطلاعاتی به صورت رایگان بوده و در سایت نرم افزار در دسترس همگان می باشد. یا نمونه های باکتری دیگر در بانک NCBI تطبیق داده می شود و در صورت جدید بودن توالی به نام محقق ثبت می شود. برای گزارش در پایان نامه، علاوه بر توالی ژن، تصویر ژل آگاروز، به درخت فیلوژنیک باکتری های شناسایی شده نیاز است که  با استفاده از نرم افزار treeconw که یک freeware می باشد ترسیم می شود (www. treeconw/3con_us/treeconw.html). ترجمک تمامی این اقدامات را برای شما به رایگان انجام می دهد. به ترجمک بپیوندید. ترجمک حضور شما را ارج می نهد.

واکنش زنجیره پلیمراز (PCR)

PCR

واکنش زنجیره پلیمراز (PCR) تکنیکی است که برای تقویت چند کپی از ناحیه خاصی از DNA جهت تولید رشته های DNA کافی برای تست DNA، استفاده می شود. با این تکنیک می توان با احتمال خیلی بالا به شناسایی ویروس ها یا باکتری های بیماری زا، شخص مرده، یا مظنون جنایی پرداخت. برای استفاده از PCR لازم است به شناسایی توالی حقیقی DNA پرداخت، که پهلوها (قسمت کناری هر دو رشته) یا دو انتهای ناحیه مورد نظر DNA (که ممکن است ژن یا هر توالی دیگری باشد) می باشند. نیازی به شناختن و آگاهی از بخش میانی DNA نیست. ترتیب بخش های ساختمانی اصلی (توالی نوکلئوتیدها) بسیاری از ژن ها و نواحی پهلویی ژنهای بسیاری از ارگانیسم های مختلف شناخته شده می باشد. ما همچنین می دانیم که DNA ارگانیسم های مختلف با هم فرق دارند (ممکن است ژن ها یا نواحی مشابهی داشته باشند، اما همیشه ژن یا بخشی از DNA وجود دارد که منحصر به فرد است). با شناسایی ژن هایی که متفاوت هستند و بنابراین منحصر به فرد هستند، می توان اطلاعاتی در مورد هویت یک ارگانیسم کسب کرد.

بلوک های ساختمانی یک ژن به صورت دقیق و یکی پس از دیگری چیده شده اند، و از چهار عنصر مختلف (دی اکسی ریبونوکلئوتیدها) در داخل رشته DNA (دی اکسی ریبونوکلئوتیک اسید) تشکیل شده اند: این چهار عنصر عبارتند از: آدنین[1]، تیمیدین[2]، سیتوزین[3]، و گوانین[4] که به صورت مخفف به ترتیب با حروف A, T, C, G نشان داده می شوند. چیده شدن این حروف (یکی پس از دیگری) یک «جمله» (توالی ژنی) خلق می کنند. تعداد حروف این جمله ممکن است کم و کوتاه یا خیلی زیاد باشند که بستگی به ژن دارند. اگر این جمله دارای 1000 حرف باشد، می گویند که توالی ژن یک کیلوبیس (1000 bases) می باشد.

برای مثال جمله ATATCGGGTTAACCCCGGTATGTACGCTA نمایانگر بخشی از یک ژن می باشد. DNA دو رشته ای بوده (به استثنای ویروس های خاصی) و دو رشته به شیوه ای فوق العاده دقیق با هم جفت شده اند. هر حرف یک رشته تنها با یک حرف از رشته روبرو جفت می شود. همیشه A با T و C با G در طول دو رشته جفت می شوند. بنابراین جمله TTAACGGGGCCCTTTAAA........TTTAAACCCGGGTTT با AATTGCCCCGGGAAATTT........AAATTTGGGCCCAAA جفت خواهد شد.

برای دریافت ادامه مطلب و فهرست منابع مورد استفاده با ترجمک تماس حاصل فرمایید (کد مقاله: 110014).

---

[1] Adenine         [2] Thymidine          [3] Cytosine          [4] Guanine