دانلود مقاله ویژگی های پروکسید ساکن در سازه های پلی آنیلین

چکیده :

از لحاظ علم شیمی پلی آنیلین های ترکیبی برای ساکن سازی پروکسیدها (HRP) بعد از فرایند فعال سازی مورد استفاده مورد استفاده قرار می گرفت . آنزیم های ساکن نسبت به آنزیم های آزاد که تحت تأثیر حلال های ارگانیک (اتانول ، استون و استونیتریل) قرار دارند عملکرد بهتری از خود نشان می دهند (بالای 10%)

HRP ساکن شده همچنین وقتی تحت تأثیر روش گرمایی با ضریب گرمایی  قرار دارند نیز عملکرد بهتری نسبت به آنزیم ها نشان می دهد . میزان PH آنزیم های ساکن و آزاد نشانگر واکنش های یکسانی است . هر چند PANIO-HRP نشانگر ضریب بالای قلیایی (بین 9.0-11) و ضریب جایگزیمی حداکثر PH در حدود دو Wcat.app و km.app و Kcap و Km مشاهده شد . آنزیم های ساکن شده نشان دهنده Km-app معادل 5.20mm0l-1 و آنزیم های آزاد معادل  بدون اسید پیروگالل می باشد .

مقدمه :

آنزیم های ساکن شده به عنوان موضوع تحقیقات روی فن آوری آنزیم ها در کاربردهای صنعتی مزایای بسیاری دارند . [1,2] . مزایای عملیاتی این آنزیم ها شامل : قابلیت استفاده مجرد ، اشتقاق سریع ، کنترل شکل گیری و جداسازی سریع از میانگین بازخورد می باشد .

روش های متعددی برای ساکن سازی آنزیم ها به عنوان روش های حمایتی وجود دارد . روش ها وحمایت ها برای ساکن سازی آنزیم های خاصی که برای اطمینان از فعال بودن آنزیم های به هم پیوسته مورد استفاده قرار می گیرد انتخاب می شوند . بنابراین فعالیت آنزیم های به هم پیوسته ممکن است از صفر تا بالاترین حد بر اساس موفقیت فرایند ساکن سازی متفاوت باشد .

پلی انیلین یک پلیمر محیطی بادوام با ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی است که در سالهای اخیر به ویژه به دلیل رسانایی الکتریکی دیگر پلیمرها که در ساختار سنسورها استفاده می شود مورد توجه قرار داشته است .

در کنار این ویژگیهای جالب از لحاظ علم شیمی پلی انیلین های ترکیب شده ممکن است مثل یک سازه پلیمری مناسب با توجه به ویژگیهای شیمیایی از قبیل دسترسی آسان ، ترکیب پذیری بالا ، مقاومت بالا در مقابل دما و PH و مقاومت در برابر میکروارگانیسم ها ، مورد استفاده قرار گیرد .

اخیراً عملکرد بعضی پلیمرهای خانواده PANI را در ساکن سازی پروکسایدهای (HRP) گزارش کرده ایم .

در این مقاله ویژگیهای ساختار ساکن شده را که با آنزیم های آزاد از جمله ظرفیت واکنش با ترکیب های اولیه ، پایداری سازه های ساکن در مقابل PH و تغییرات دما ، مقاومت عملیاتی ساختار و پارامترهای کیفی Km و Kcat که نشان دهنده عملکرد بهتر آنزیم  های ساکن شده هستند مقایسه شده اند گزارش کرده ایم .

مواد و روشها :

1-2-عامل ها :

HRP نوع دو بوسیله شرکت شیمیایی سیگما خریداری شده و تحت شرایط خلاء تقطیر شد تا اینکه مایع بی رنگی بدست آمد . همه عامل های دیگر آنالیز شده و بدون تصفیه مجدد مورد استفاده قرار گرفتند . محلولها بوسیله آب دیونیزه مهیا شدند.

2-2-پلی آنیلین های (PANI) از طریق اکسیداسیون شیمیایی محلول 0.44moll-1 و محلول آمونیوم پورسولفات 0.68 سنتز می شود . PANI متعاقباً بعد از روشی که توسط السن و اگرن [11] تشریح شده در این روش 2.5% محلول گلوتارادید در  فسفر بافر آماده شده است و محلول در حالت رفلاکس قرار گرفت .

3-2-ساکن سازی آنزیم ها و آزمایش ها :

فرایند ساکن سازی HRP از طریق اضافه کردن 1.0ml محلول آنزیم (Eu162) که در  فرآوری شده ، انجام می پذیرد . این محلول به مدت 2 ساعت در دمای  تحریک شده و سپس ماده جامد بوسیله کاتالیزور و رشته می شود . تا آنزیم های غیر واکنش زا را از روی آن پاک کند . آنزیم های فعال که این وظیفه را به عهده دارند از طریق فرایند آزمایش فعالیت آنزیمی بعد از روش هالپین تست می شود .این آزمایش در دمای () اتاق با استفاده از پیروگالل و  به عنوان تغییر دهنده سرعت واکنش انجام می شود . این نوع آزمایش های نمونه با اضافه کردن  به  فسفات بافر با PH 6.0 محتوی  پیروگالل  صورت می گیرد . واکنش روی می دهد و بعد از یک دقیقه نتیجه آزمایش در 420nm ارزیابی می شود . آزمایش های مربوط به آنزیم های ساکن شده در شرایط مشابهی انجام می پذیرد . به جز فرایند واکنش که تحت شرایط تحریک و با جداسازی PANIG-HRP از محلول ، بوسیله فرایند تصفیه از طریق بافر انجام می پذیرد . یک سری از فعالیت پروکسایدها با تشریح تغییرات در میزان جذب در مقیاس 420m در دقیقه صورت می گیرد. مقادیر بدست آمده درازمایش بدون واکنش که بوسیله هیدروژن پروکساید یا پلیمر ها ایجاد می شود براساس این ارزیابی کاهش یافته است. همه آزمایش ها در سه مرحله انجام می گیرد نتایج به صورت میانگین وانحراف معیار نشان داده می شود.

ظرفیت HRP ساکن شده برای تشخیص مقادیر کاهش یافته آن به وسیله Catechof[13] گویاکل (14) فونل(15) دیناسیدین (16) هیدروکونن ورسیوسینل (17) صورت می گیرد. هیدروژن پروکسایدی به عنوان کاتالیزور اکسید شده برای همه تست انجام می شود.

4.2 ویژگیهای HRP ساکن شده:

برخی از این ویژگیهای در مقایسه با آنزیم های طبیعی آزمایش شده اند.

2.4.1 حداکثر PH

واکنش های PAN16-HRP با تغییر بافر محلول به شرح زیر است.

0.1 mol  و 0.2 MOL –1 پتاسیم فسفات برای 3.0;1mol 1-1 , PH2.0 برای PH4.6 تا PH 8.0 و 0.2 mol1-1 یا سدیم بورات برای PH9.0-11

24.2 حداکثر دما و مقاومت در برابر گرما

دمای حداکثر با حرارت دادن PAN16-HRP در وان آب گرم به مدت 1 دقیقه در دمای 90-30 مشخص می شود. بعد از این مرحله واکنش با اضافه کردن محلولی که قبلا گرم شده شروع می شود مقاومت در برابر گرما ازطریق دمای (55c) و تعلیق در فسفر بافر 0.1 mol 1-1 آزمایش می شود. سپس محلول فورا به شکل یخ در می آید و برای آزمایش پایداری آماده می شود.

24.3 فعالیت متوسط ارگانیک

فعالیت مستقیم با وجود محلول های ارگانیک (متانول 1تانول واسترنتریل) که تمرکز آنها در آزمایش نهایی از 5-20% viv درجه بندی میشود.

24.5 بررسی ساختارهای میکل –منتن

این بررسی از طریق تغییر تمرکز پیروگالل از  صورت می‌گیرد.

ویژگیهای ساختار PAN16-HRP

این ساختارقادر بود همه کاتالیزور های آزمایش شده ای را که بوسیله HRP به همراه هیدروژن پروکساید اکسید می شوند اکسید نماید. واکنش پذیر در مقابل این مواد همانگونه که در مورد این آنزیم انتظار می رفت بسیار متفاوت بود. واکنش پذیری PAN16-HRP در مقابل پیروگالل فنول و کاتکل بسیار شبیه واکنش پذیری آنزیم ها آزاد بود. نتیجه آنزیم متوکسلیت روی PAN16.HRP نشان داده شده و احتمالی 12/1.13/3% خطا در نتیجه واکنش به چشم خورد.

در قیاس با HRP آنزیم ساکن شده واکنش پذیری پایین در مقابل ری سرسینول و هیدروکوئین نشان میدهند. به علاوه شکل گیری محصول بدون اضافه کردن هیدروژن پروکساید مشاهده می شود.

رشد کلی وقابل توجهی در آنزیم ها ساکن شده در فرایندی که به واسطه افزایش PH وگرما روی می دهد مشاهده می شود. هر چند آنزیم های ساکن و طبیعی در آزمایش PH منحنی های بسیار مشابهی نشان میدهند. PAN16.HRP فعالیت بالایی به ویژه در درجه قلیایی نشان میدهد.

ساختار طبیعی آنزیم ها و PAN16.HRP تفاوت نسبی در منحنی گرمایی نشان میدهند. آنزیم های طبیعی منحنی توپی شکل نشان میدهند که دارای حداکثر افزایش دما است. از سوی دیگر PAN10-HRP نشانگر صددرصد فعالیت در دمای 60C است که بعد از آن به آرامی این دما کاهش می یابد.

و به میزان 20 درصد فعالیت در دمای c 80 می رسد.

نمودار ها نشان می دهند منحنی مقاومت گرمایی آنزیم های ساکن و آزاد در دمای 55c می باشد. مقاومت گرمایی HRP شناخته شده و استفاده از آن به عنوان شاخص فرایند فتوسنتز پیشنهاد شده است. مقاومت این آنزیم در برابر نوسان گرمایی به ساختار آن در ارتباط است. همانطور که در نمودار ها دیده می شود. منحنی خاموشی آنزیم ها ساکن و فعال شبیه مقادیری است که توسط ونگ اتال بدست آمده است باید اشاره کرد که مقاومت گرمایی PAN16-HRP بهتر از سیستم طبیعی است.وجود ایزوآنزیم‌های با مقاومت گرمایی متفاوت باعث وجود منحنی های با دو فاز متفاوت واکنش می‌شود.

(جداول و نمودار در فایل اصلی موجود است)